POLITECHNIKA GDAŃSKA		Numer grupy Laboratoryjnej: 1A
WYDZIAŁ OCEANOTECHNIKI I OKRĘTOWNICTWA		Ćwiczenie Numer: 1
PODSTAWY TECHNOLOGII OKRĘTÓW		Data Laboratorium: 11.03.2013r.
Imię i Nazwisko:		Studia: inż./ sem. 2
Temat ćwiczeń: Metrologia, obliczanie błędów pomiarowych.
Ocena:	Prowadzący laboratorium:	Data oddania sprawozdania: 25.03.2013r.

1. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z metodyką wykonywania pomiarów oraz rodzajami błędów występujących przy pomiarze, metodami badania błędów pomiarowych, a także omówienie sposobów matematycznego opracowywania wyników pomiarów.

2. Metodyka badań

2.1 Przyrząd pomiarowy - suwmiarka

Suwmiarka jest jednym z podstawowych warsztatowych narzędzi pomiarowych służącym do szybkiego pomiaru wytwarzanych elementów.

Zasadniczymi częściami konstrukcyjnym suwmiarek są: prowadnica i przesuwny suwak stąd nazwa suwmiarka), powierzchnie pomiarowe (szczęki, wysuwka głębokościomierza) oraz urządzenie odczytowe. W zależności rodzaju urządzenia odczytowego rozróżnia się: suwmiarki analogowe z podziałką kreskową na prowadnicy i noniuszem na suwaku, suwmiarki czujnikowe z listwa zębatą na prowadnicy i czujnikiem zegarowym, suwmiarki cyfrowe z naklejonym na prowadnicy liniałem pojemnościowym i elektronicznym wskaźnikiem cyfrowym.

Suwmiarki w zależności od kształtu powierzchni pomiarowych używane są do pomiaru wymiarów zewnętrznych, wewnętrznych i mieszanych(wysokość , głębokość, rozstaw itp.) Produkuje się także suwmiarki: specjalne, np. do kanałków wewnętrznych i zewnętrznych oraz do pomiaru grubości zębów kół zębatych tzw. suwmiarki modułowe.

Suwmiarką z noniuszem można dokonywać pomiarów z rozdzielczością do 0,1 mm (noniusz 9 lub 19 mm), 0,05 mm (noniusz 19 lub 39 mm), 0,02 mm (noniusz 49 mm). Pomiar suwmiarką polega na ujęciu mierzonego detalu w szczęki suwmiarki (lub wysunięciu wysuwki głębokościomierza na odpowiednią długość) oraz odczytaniu wyniku pomiaru na noniuszu lub wyświetlaczu. Przy wzorcowaniu suwmiarki wyznacza się następujące parametry:

 odchylenie od płaskości powierzchni pomiarowych,

 odchylenie od równoległości powierzchni pomiarowych,

 odchylenie od łącznej szerokości szczęk płasko - walcowych,

 błąd wskazań w całym zakresie pomiarowym.

Budowa suwmiarki:

1 - Stała szczęka do pomiaru wymiarów zewnętrznych;

2 - Ruchoma szczęka do pomiaru wymiarów zewnętrznych;

3 - Stała szczęka do pomiaru wymiarów wewnętrznych;

4 - Ruchoma szczęka do pomiaru wymiarów wewnętrznych;

5 - Noniusz zwiększający dokładność pomiarową do 0,1[mm];

6 - Noniusz zwiększający dokładność pomiarową do 1/128 cala;

7 - Podziałka calowa;

8 - Dźwignia zacisku ustalającego położenie przesuwnej szczęki;

9 - Podziałka milimetrowa;

10 - Głębokościomierz, do pomiarów głębokości i wymiarów mieszanych.

2.2 Obiekt pomiaru- wałek

G- grubość ścianki

2.3 Jednostka pomiaru

Noniusz to urządzenie pozwalające na zwiększenie dokładności pomiaru długości i kątów; jest to suwak z dodatkową podziałką, przesuwający się wzdłuż podziałki głównej przyrządu. Podziałki są różnej gęstości, ale pojedyncze ich działki mają wspólną wielokrotność - to umożliwia powstanie długości różnicowych, które odpowiadają wzrostowi dokładności pomiaru. Rozróżniamy noniusze liniowe, służące do pomiarów związanych z długościami (jak również np. z głębokościami), oraz noniusze kątowe - do mierzenia kątów.

Odczytując pomiar wpierw znajdujemy miejsce, gdzie wskazuje "zero" noniusza. Jeśli pokrywa się ono z jakąkolwiek działką podziałki głównej, wtedy wynik odczytujemy wprost ze skali głównej, tak jakbyśmy mierzyli zwykłą linijką czy kątomierzem. Ma on jednak nadal dokładność równą i, gdyż taka jest charakterystyka przyrządu. Jest to najprostszy przypadek.

Nieco trudniej jest gdy "zero" noniusza nie pokrywa się z żadną kreską podziałki głównej. Zauważmy jednak, że pokrywają się w tym przypadku inne kreski z podziałek głównej i noniusza. Jako wynik bierzemy sumę dwóch składników. Pierwszym jest najbliższa "zeru" noniusza z lewej (w stronę wartości malejących) wartość z podziałki głównej. Drugim ta wielokrotność dokładności przyrządu, wskazana przez działkę noniusza, która się pokrywa.

2.4 Dokładność przyrządów pomiarowych

Dokładność przyrządu reprezentuje stopień niepewności mierzonej przez niego wielkości, uwzględniając specyfikę środowiska, w którym dokonywane są pomiary oraz inne uwarunkowania.

Specyfikacja dokładności określa więc klasę charakteryzującą dany przyrząd.

3. Wyniki badań

Niepewność pomiaru można obliczyć poprzez analizę statystyczną serii wyników pomiarów. Parametrem określającym niepewność pomiaru może być odchylenie standardowe otrzymane w serii n pomiarów (próbie n elementowej):

Im liczniejsza próba pomiarowa, tym węższy jest przedział niepewności zawierający z przyjętym prawdopodobieństwem P wartość prawdziwą wielkości mierzonej. Z kolei im wyższy przyjęty poziom ufności P, tym szerszy przedział niepewności (większy współczynnik k).

Tabela pomiarowa nr 1

	Szerokość [mm]	Wysokość [mm]	Grubość ścianki [mm]
1.	55,04	40,20	7,50
2.	55,10	39,82	7,60
3.	55,00	39,92	7,56
4.	55,02	39,80	7,48
5.	55,08	39,88	7,52
Średnia pomiarowa	55,048	39,924	7,532
Niepewność pomiarowa	0,01855	0,07222	0,04011
Pomiar	55,02945	39,8518	7,49189

Tabela pomiarowa nr 2

	Szerokość [mm]	Wysokość [mm]	Grubość ścianki [mm]
1.	55,04	40,20	7,50
2.	55,10	39,82	7,60
3.	55,00	39,92	7,56
4.	55,02	39,80	7,48
5.	55,08	39,88	7,52
6.	55,16	39,96	7,44
7.	55,10	39,84	7,54
8.	55,14	39,98	7,46
9.	55,02	40,00	7,62
10.	55,12	40,02	7,58
Średnia pomiarowa	55,078	39,942	7,53
Niepewność pomiarowa	0,01749	0,03818	0,01838
Pomiar	55,06051	39,8858	7,5116

Tabela pomiarowa nr 3

	Szerokość [mm]	Wysokość [mm]	Grubość ścianki [mm]
1.	55,04	40,20	7,50
2.	55,10	39,82	7,60
3.	55,00	39,92	7,56
4.	55,02	39,80	7,48
5.	55,08	39,88	7,52
6.	55,16	39,96	7,44
7.	55,10	39,84	7,54
8.	55,14	39,98	7,46
9.	55,02	40,00	7,62
10.	55,12	40,02	7,58
11.	55,00	40,10	7,52
12.	55,08	40,16	7,58
13.	55,06	40,18	7,60
14.	55,04	39,78	7,48
15.	55,10	39,76	7,56
Średnia pomiarowa	55,0706	39,96	7,536
Niepewność pomiarowa	0,012906	0,03844	0,01437
Pomiar	55,05769	39,92156	7,5216

4. Wnioski

Warunki powtarzalności obejmują:

- tę samą procedurę pomiarową,

- tego samego obserwatora,

- ten sam przyrząd pomiarowy stosowany w tych samych warunkach,

- to samo miejsce,

- powtarzanie w krótkich odstępach czasu.

Przykładem błędów systematycznych mogą być:

- błędy wzorca,

- niedokładności wzorcowania lub kalibracji,

- błędy wykonania podziałki,

- niedokładność przekładni,

- niedokładność charakterystyki pomiarowej, a także błędy wynikające np. z:

ugięcia elementów,

rozszerzalności cieplnej materiałów w funkcji zmian temperatury.

---