Produkcja wyrobu:

* konstruktor - rys. techniczny + pomysł

* technolog - wykonanie

* metrolog - zgodność z rysunkiem, oczekiwaniami

- pomiary, kontrola jakości

Hierarchia wzorców:

- wzorzec - GUM (główny urząd miar) - porównuje metr z innymi państwami

- płytki - OUM (okręgowy)

- płytki - laboratorium pomiarowe

- suwmiarka - produkcja

OUM - słabe wyposażenie

Umowy wielostronne między państwami gwarantujące zgodność miar i ich honorowanie

1km=1000m, 1m=1m, 1mm=10^-3=1/1000m,

1μm=10^-6m=1/1000000m, 1nm=10^-9=1/1000μm

BŁEDY POMIARÓW

- Konstruktor (pewien błąd )

- Technolog (ewentualna poprawka lub nie - 1.obrabiarka-kolejne błędy. 2. narzędzie 3.przedmiot 4.uchwyt - Metrolog - kontrola jakości - mierzenie przyrządami z pewnymi błędami

Wielkość mierzalna - cecha zjawiska, którą można zmierzyć

Wartość wielkości - iloczyn wielkości i jej miary

Wartość rzeczywista - faktyczna wartość wielkości (nieznana, bo mierzone z błędem)

Wartość poprawna - wartość wielkości umownie przyjęta za prawdziwą

Błąd - nieznany:

Niepewność - różnica pomiędzy rzeczywistą a poprawną

Pomiar - zbiór operacji do wyznaczenia wartości

Powtarzalność - stopień zgodności wyników kolejnych pomiarów tej samej wielkości w tych samych warunkach

Odtwarzalność - stopień zgodności wymiarów kolejnych pomiarów tej samej wielkości w zmiennych warunkach

Rozstęp(R) - różnica pomiaru max. i minimalnego

Niepewność pomiaru - różnica pomiędzy wartością poprawną i zmierzoną

Błąd pomiaru - różnica pomiędzy wartością rzeczywistą i zmierzoną

Błąd bezwzględny - błąd pomiaru wyrażony w jednostkach wielkości mierzonej

Błąd względny - błąd pomiaru wyrażony w jednostkach niemianowanych

Np. W_popr=5,000; W_zmierz=5,010; np_bzw=0,010

Błąd przypadkowy - błąd, którego wartość zmienia się w sposób dowolny i nieprzewidziany, nie da się oszacować, ewentualnie zwiększyć liczbę pomiarów

Błąd systematyczny - błąd, którego wartość jest stała, zmienia ściśle wg określonej funkcji

Poprawka - wartość o którą należy skorygować wynik pomiaru po oszacowaniu niepewności systematycznej

Błąd przypadkowy:

1. zmiany wartości pomiaru względem temperatury(czynnik przypadkowy),gdy jej nie znamy

2. zużycie suwmiarki

3. operator-przybliżanie do wartości, zmęczenie

Niepewność przypadkowa - NB klasy B

Niepewność systematyczna - NA klasy A

Podstawowe równanie błędu

X_Rzeczy = X_zmierz - Δx - Błąd

Zmieniamy na :

X_popr = X_zm - Δx - Niepewność

Błąd nadmierny (gruby) - błąd wynikający z nieprawidłowego przeprowadzenia pomiarów

Błąd odczytania - jest to wynik braku kwalifikacji, niedoskonałości zmysłów, warunków oświetlenia, paralaksy, itp....

Błąd zera - wtedy gdy dla wielkości początkowej przyrząd wskazuje wartość różną od zera

Błąd stałości - niezdolności przyrządu do pokazywania tej samej wartości w czasie

Błąd płynięcia zera - gdy przyrząd nie wraca do wartości początkowej (suwmiarki cyfrowe)

Błąd histerezy - gdy charakterystyka przyrostowa nie jest zgodna z charakterystyką powrotu(przy cofaniu niwelacja luzu, przesunięcie podziałki)

Błąd kwantowania -wynikający z konieczności przyjmowania określonych stanów

Błąd pośredni maksymalny

Błąd pośredni najbardziej prawdopodobny

Przyrządy suwmiarkowe i mikrometryczne

Suwmiarki - najbardziej i najczęściej stosowane warsztatowe przyrządy pomiarowe

P. suwmiarkowy - wzorzec długości - wzorzec kreskowy, odległość pomiędzy szczęką ruchomą a nie ruchomą

- noniuszowa

- czujnikowa

- cyfrowa

Ruch poślizgowy - dość niedokładny, różnica w docisku(są suwmiarki z precyzyjnym dosuwem )

Dwustronna - do trudno dostępnych miejsc i do wymiarów zewnętrznych (najczęściej zrobione z stali nierdzewnej albo z plastiku, bo nie rysują powierzchni)

Suwmiarka czujnikowa - przesuw zębaty, koło +zębatka

Suwmiarka cyfrowa - można zawsze wyzerować, przełączyć z mikrometrów na cale

Wysokościomierze

Błędy przyrządów suwmiarkowych:

; l= długość mierzona [mm]

E (błąd) = A (wart. stała) + BL (suwmiarka)

Suwmiarka do kół zębatych (modułowa) mierzy na wysokości podziałowej

Przyrządy mikrometryczne:

Wzorzec- śruba mikrometryczna (skok - 0,5 mm na 50 działek,
dla typu cienkiego 1,0 mm na 100 działek)

Błędy graniczne
A- oblicz. granica zakresu mierniczego

Zakres: 0-25, 25-50, 75-100, 125-150

Nacisk: 5-10N

*Szczególny to wewnętrzny - do gwintów, zewnętrzny z kowadełkiem kulistym z pow. mierniczymi zwężonymi

Dwuwrzecionowy - zew. z wydłużonym kabłąkiem (zasięg 1500mm) zakres-100mm

Mikromierz czujnikowy

Głębokościomierz mikrometryczny

Średnicówka mikrometryczna

Czujniki

* peueracyjne - nie wymagają energii z zewnątrz

* czujniki mechaniczne (dzwigniowe, zębate, dzwigniowo-zębate, śrubowe, sprężynowe)

* parametryczne - energia z zewnątrz

* czujniki elektryczne

* optyczne

* optyczno-mechaniczne

* interferencyjne

* elektryczne - indukcyjne, pojemnościowe, magnetyczne

* pneumatyczne

* hydrauliczne

* izotopowe

cz. dźwigniowe - coś a'la waga sklepowa, z dolnym lub górnym nożem pochylnym - im mniejszy wymiar tym bardziej dokładny

cz. zębate - do 1 mikrona, umocowane na statywie do niwelacji luzu na kołach

cz. dźwigniowo - zębate - dzwignia kasuje luz na zębach 0,001mm

cz. dźwigniowo - śrubowe-mało wykorzystywane

cz. sprężynowe - wada - zmiana nacisku termicznego

Czujniki optyczne - odchylenie pow. powoduje zmianę kąta padania światła, stała wskazówka mikromierza - skala, zakres +/_0,1mm,działki elementarne-0,0001mm

Czujnik dźwigniowo - optyczny - (MIKROLUX) dzwignia ze zwierciadłem, promień odbity w dziwne miejsce

Czujnik sprężynowo - optyczny - (OPTIKATOR) zwierciadło na sprężynie - obrót

Czujnik interferencyjny -rozdz. 0.01 nawet 0.001 mikrona. laboratoryjne warunki pracy, stabilne nawet powietrze, zanieczyszczenia, płyny, głównie na świetle jednobarwnym (czerwone - trochę podczerwone - 780 - 800 nanometrów) na podstawie ilości prążków przemieszczenia trzpienia, połówka dł. fali λ/2=0,39, a niebieskie λ/2=0,19μm - bardzo dokładny

Czujnik hydrauliczny - duże ciśnienia, problemy ze szczelnością, zachowaniem wymiaru w t

Czujnik elektryczny - indukcyjne - trzpień porusza się w cewce indukcyjnej, z zewnątrz napięcie, gumowe osłonki, nie szkodzi brud, rozdzielność pomiaru 0,1-0,01μm, zakres ±2mm, co godz. sygnał kalibrujący - fotoelektryczne - żarówka, zmienia zaciemnienia pola

Czujnik izotopowy - pozostałe nie odporne na temperaturę, ind. -do 150*C, elek. - do 450*C, mech -do 100*C, np. do sprawdzania grubości rur wychodzących z huty.

Klasy tolerancji

- narzędzie dokładniejsze od pola tolerancji

T_{konstrukcyjna}

N (niepewność narzędzie pomiarowego) rzadko 0,2T

tolerancja rysunkowa

ES; Ei - otwory; es, ei - wałki

1 Klasa tolerancji

pomiary - kątów i stożków

- płytki wzorcowe kątów

- wzorce inkrementalne kątów (dokł. = kilka s, 1s=marzenie)

Poziomice

- libelkowe - pęcherzyk powietrza ±450

- elektroniczne 0,001mm/1m

Kątomierz - nioniuszowy - rozdz.= 5min

- cyfrowy - rozdz.= 1”

Gwinty

- metryczne (α=60°)

- calowe - brytyjski (55°) amerykański (60°)

13. Systemy zapewnienia Jakości

- spełnienie oczekiwań klienta - niezawodność

* Tayloryzm - 1900r

- początki organizacji kontroli i produkcji

- podział procesów na operacje

- robotnik-proste operacje

- ostateczna kontrola, oddzielenie braków

*Walter Shewart - 1920 - 30

*Edward Deming- nowa filozofia jakości

1987 - normy ISO9000 zawiera ISO8402 zapewnienie jakości, zarządzanie jakością, polityka jakości

ISO 9000 - wytyczenie wyboru i stosowanie modelu sys. jakości

Modele:

- ISO9001 - projektowanie, produkcja, instalowanie, serwis

- ISO9002 - produkcja i instalowanie - bez 4 i 19

- ISO9003 - kontrola i badanie końcowe

ISO14000 - ochrona środowiska

QS9000 - normy dotyczące motoryzacji

ISO17025 - dostawcy samochodowych producentów

Klasyfikacja przetworników pomiarowych (elektryczne).

* generacyjne (aktywne) - sygnał wejściowy x(t) / t stąd bezpośrednio

przetwarzany w sygnał wyjściowy y(t). Analogiczne zach. jeśli chodzi o przetwarzanie energii.

* parametryczne (bierne) przetworniki, w których sygnał wejściowy powoduje zmianę pewnego parametru przetwornika np. rezystencji - wymagają dostarczenia energii pomocniczej.

* zakłócenia - sygnały na które przetwornik jest czuły --> [Author:MR] , wbrew inwencjom konstruktora.

* wielkości wpływowe - sygnały nie będące przedmiotem pomiaru, ale wpływające na wartość wielkości mierzonej lub wskazania przyrządu.

* sygnał - przebieg w funkcji czasu dowolnej wielkości fizycznej, będącej nośnikiem inf. np. napięcie lub prąd w ukł. elektr., ciśń. w pneumat. - nośnik inf.

* szum - sygnał noszący inf. bezużyteczną

* przetwornik - wyodręb. zespół elementów służący do przetwarzania z określoną dokładnością i wg. określonego prawa innej wielkości mierzonej. na wartość innej wielkości lub inną wartość tej samej wielkości. Przetwarzają energię w procesie pomiarowym.

* pomiar - przesyłanie informacji + przesyłanie energii

* sygnały dostarczające inf. - do przetworników pomiarowych syg. wejściowe x(t) na wyjściu - syg. wyjściowy y(t)

* sygnał zdeterminowany - jego wartość można przewidzieć w dowol. chwili czasu.

* sygn. losowy - wartości zmienne losowe

* sygn. analogowy - może przybierać α wiele wart. różniących się o α małe przyrosty

* sygn. dyskretny - syg. przyjmuje w badany zakresie ściśle określoną wartość różniących się o skończoną wart. przyrostów.

* kwant - najmniejszy możliwy przyrost

CHARAKTERYSTYKI STATYCZNE

Przez statyczne wł. przetwornika rozumiemy jego wł. w warunkach ustalonych, kiedy sygnał wejściowy i wyjściowy są niezmienne, tj. przy założeniu, że wszystkie pochodne względem czasu sygnałów współczynników są równe zero.

Zależność między syg. wejś. x, a wyjś. y określają statyczne wł. przetwornika - nazywa się: statyczną funkcją przetwornika y=f(x).

Charakterystyka statyczne to funkcja graficzna - idealna funkcja przetwarzania

Najczęściej
, rzadziej
lub

Rzeczywiste przetworniki pomiarowe są obiektami nieliniowymi tzn. F(x) jest nieliniowa wzgl. argumentu x .

PARAMETRY CHARakterystyk STATycznych:

Czułość statyczna - wzmocnienie - granica stosunku ilorazu przyrostu Δy do wywołującej tę zmienną przyrostu wielkości wejś. Δx

stała przetwornika s - odwrotność czułości

nieliniowość - max. Odchylenie rzeczywistej char.przetwarzania od

char. Idealnej występującej w zakresie przetwarzania.

zakres pomiarowy - zakres wart. wejś. dla których odpowiednie wart. wielkości wejś. przetwornika otrzymane w normalnych warunkach użytkowania:

błąd z jednego pomiaru nie powinien być większy od granicznego błędu dopuszczalnego.

4. WZORCE MIAR

* wzorce długości-

- kreskowe; końcowo - kreskowe,

- inkrementalne,

- kodowe

- końcowe

- falowe

* wzorce kąta:

- inkrementalne

- kątowniki

- płytki kątowe

* wzorce specjalne:

- skok śruby mikrometr.

- zarysy gwintów

- zarysy łuków kątowych (promieni)

* wzorce płaskości i prostoliniowości:

- płyty miernicze stalowe, żeliwne, granitowe

- liniały kraw. powierz. optycz.

-optyczne (dł.fali)

-płytki interferencyjne

Wzorce długości:

- kreskowe i końcowo - kreskowe:

- wzorce wielowymiarowe, odl. między kreskami, lub od początku do kreski

Wzorce użytkowe długości:

- sztywne

- półsztywne,

- wstęgowe(stal)

- wstęgowe zwijane

- składane

Noniusz

- w przyrządach z wzorcami kreskowymi pełni rolę zwiększenia dokładności odczytu (dokł. 0,1 - 0,05 rzadko 0,02mm)

(do każdej certyfikat 75→75,00004)

Wałeczki pomiarowe -w pomiarach stykowych kątów, stożków, klinów,

pochyleń, a zwłaszcza do gwintów i grub. kół zębatych - Błąd ±0,5μm

Kulki pomiarowe - do pomiaru długości i kątów - Błąd ±0,5μm

Szczelinomierze - pojedyncze, komplety, wsuwane listki w szczeliny,

dokładność ±15μm

Wzorce hartownicze - do hartowania przyrządów pomiarowych,

gł. dla mikrometrów ogólnego przeznaczenia oraz do gwintów, mikrometrów wew., średnicówek,

Wzorce inkrementalne (przyrost)

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10

- świetlne (pasywa przepuszcza) odbiornik liczy refleksy światła

- magnetyczne

- indukcyjne

- interferencyjne

Wzorce kodowe(w obrabiarkach)

0	1	2	3	4	5	6	7	8

Wzorce falowe:

metr wyrażony przez przebytą drogę światła w próżni w czasie:
Wzorce kreskowe kąta: ±0,5'

Kątowniki:

1.płaski, 2.zgrubione ramię, 3.ze stopą,

Krawędziowe

Walcowe - (szklanki)

dł. 400-500mm; średnica 100mm, z otworem, z nakiełkiem, krzyżowe

Płytki kątowe

- pryzmaty wielościenne: od 5 do 12 ścian, 3 kl. dokładności, referencyjne, inspekcyjne,

- płytki kąta: płytki stalowe: małe - 49 płytek i duże - 85 płytek, odchylenia ±12''

a) prostoliniowe

b) sekundowe:α=1'',3'',5'',20'',30''

c) minutowe:α=1',3',5',20',30'

d) stopniowe:α=1°,3°,5°

e) stopniowe:α=15°,30°,45°

f) kwadratowe:α=90°

Wzorce specjalne:

*Skok śruby mikrometrycznej:

skok

*wzorce zarysu gwintów na płytkach szklanych pod mikroskopem

grzebień do gwintów (dopasowywanie)

Wzorce łuków kołowych

- kolejne promienie

- grzebienie i listki

Wzorce prostoliniowości:

a) Mechaniczne-

* liniały krawędziowe: dokł. 0,5-5μm

* liniały powierzchniowe

* liniały kątowe

* liniał strunowy

b) optyczne: wiązka światła monochromatycznego

c) laserowe układy pomiaru prostoliniowości.

* wzorce płaskości:

- płyty miernicze - stalowe, żeliwne, granitowe

- płytki interferencyjne - walce ze szkła lub kwarcu; po odchyleniu

na nierównościach widzimy prążki

CHROPOWATOŚĆ:

Błędy kształtu i położenia:

Błąd kształtu (niereg. 1 klasy)

Falistość (niereg. 2 kl.)

Chropowatość (niereg. 3 kl.)

Mikrochropowatość (niereg.4 kl.)

Ra - śr. arytm. odchylenia profilu chropowatości

Rq - kwadratowe

Rp - max. wyniesienie (Rv - wgłębienie ) chrop.

Rm - max. wysokość chrop.

Rm = Rp + Rv

Pomiary na zasadzie współrzędnych:

Ukł. współrz. przedmiotu lub maszyny.

Tryby pracy maszyne:

Ręczny, CNC(comp. numeric control)

Kod ukł. pomiarowego:

- dwójkowy

- Graya (gł. stos.)

- Watsa

Głowice pomiarowe i ich kalibracja:

-stół.

-portal (belka, wysięgnik)

-elementy sterowania

-liniały inkrementalne.

-oprogramowanie,

-głowice

a) stykowe

b) bezstykowe-wiązki światła (odbicie)

---