L a b o r a t o r i u m M e t r o l o g i i

Opracował: dr Grzegorz Dercz

ZBS/INoM/WIiNoM

1

Ćwiczenie nr 3

Pomiary wymiarów geometrycznych przy użyciu

przetworników elektrycznych

Cel ćwiczenia

Zapoznanie się przez ćwiczących (studentów) z metodami pomiaru wymiarów

geometrycznych przy użyciu przetworników elektrycznych oraz

ocena

ich

przydatności do pomiaru

zmiennych wymiarów geometrycznych.

Jako aplikacyjny cel ćwiczenia stawia się opanowanie

praktycznej obsługi układów do pomiaru wymiarów geometrycznych temperatury oraz
opanowanie metod liczenia błędów przyrządów pomiarowych wynikających z zastosowanych
przyrządów.

W czasie wykonywania ćwiczeń przestrzegaj przepisów BHP!

Zagadnienia do przygotowania:
Zasada działania suwmiarki elektronicznej, zasada działania transformatorowego czujnika
przemieszczeń liniowych, błędy pomiaru.

A. Pomiary wymiarów geometrycznych przy użyciu suwmiarki elektronicznej

1. Zmierzyć za pomocą suwmiarki elektronicznej płytkę wzorcową z rys. 1.
2. Wymiary zapisać w tabeli 1.
3. Oblicz błąd bezwzględny δ pomiarów wykonanych suwmiarką elektroniczną, korzystając

z danych producenta (1% ± 2cyfry).

4. Wyniki zapisać w tabeli 1.

Rys.1.1. Schemat płytki wzorcowej

Tabela 1

h

1

h

2

h

3

h

4

h [mm]

δ

h

[mm]

L a b o r a t o r i u m M e t r o l o g i i

Opracował: dr Grzegorz Dercz

ZBS/INoM/WIiNoM

2

B. Skalowanie transformatorowego czujnika przemieszczeń liniowych.

1. Zestawić układ do pomiaru jak na rysunku 1.2.
2. Czujnik transformatorowy umieścić płycie pomiarowej.
3. Odczytać wskazania woltomierza U

0

[V] i zapisać w tabeli 2.

4. Wsunąć pod końcówkę czujnika płytkę wzorcową.
5. Odczytać wskazania woltomierza dla wszystkich czterech grubości płytki wzorcowej.
6. Odczytać wskazania woltomierza U

1

, U

2

, U

3

i U

4

, odpowiednio dla h

1

, h

2

, h

3

oraz h

4

,

i zapisać w tabeli 2.

7. Obliczyć stałe przyrządu C = h/U [mm/V] oraz wyznaczyć ich wartość średnią

arytmetyczną.

8. Zapisać wyniki w tabeli 2.




















Rys.1.2. Schemat układu pomiarowego

Tabela 2

0

h

1

h

2

h

3

h

4

h [mm]

U [V]

C

n

=h

n

/(U

n

-U

0

)

[mm/V]

C

śr

[mm/V]

Oznaczenia

Tr - transformatorowy czujnik

przemieszczeń liniowych,

Pł. wz. – płytka wzorcowa,

S – statyw,

V – woltomierz [V],

L a b o r a t o r i u m M e t r o l o g i i

Opracował: dr Grzegorz Dercz

ZBS/INoM/WIiNoM

3

C. Rejestracja kształtu powierzchni elementu geometrycznego

1. Umieścić element geometryczny na stoliku
2. Podnosząc końcówkę czujnika za pomocą pokrętła posuwu przesuwać stolik co 5 mm
3. Odczytywać dla każdej pozycji wskazanie woltomierza U [V].
4. Zapisać wyniki w tabeli 3.
5. Wyznaczyć wymiary geometryczne elementu z zależności h

elem

= U • C

śr

.

6. Zapisać wyniki w tabeli 3.
7. Nanieść punkty na papier milimetrowy i narysować kształt zmierzonej powierzchni elementu

geometrycznego.

Tabela 3

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

U

[V]

h

[mm]

Przykład 1
Woltomierz cyfrowy na zakresie 10 V wg instrukcji mierzy napięcie z błędem równym 0,2%
wartości mierzonej +/- 2 pozycje ostatniego miejsc na wyświetlaczu. Przyrząd wskazał napięcie
6,238 V. Ile wynosi całkowity błąd graniczny oraz błąd bezwzględny.
Rozwiązanie:
Całkowity błąd względny jest sumą dwóch błędów δ

1

i δ

2

. Błędem procentowym wielkości

mierzonej δ

1

i błędu, który trzeba obliczyć z podanego błędu bezwzględnego 2 • 0,001 gdyż

ostatnia pozycja liczby na wyświetlaczu ma wagę 0,001V. Ten błąd względny wynosi
δ

2

= (2 • 0,001/6,238) • 100 % = 0,032%.

Całkowity błąd względny jest, zatem równy δ = 0,2% + 0,032% = 0,232%.
Obliczanie błędu bezwzględnego:
Np. Zmierzona wartość napięcia wynosi 6,238 V, a procentowy błąd graniczny 0.232%.
Błąd bezwzględny jest równy (6,238 • 0.232%)/100% = 0,014 V.

Literatura

1. W. Jakubiec, J. Malinowski, Metrologia wielkości elektrycznych. WNT, Warszawa 1999.
2. B. Bałazinski, Metrologia warsztatowa. Wrocław 1986, Skrypt Politechniki Wrocławskiej
3. S. Białas, Metrologia techniczna z podstawami tolerowania wielkosci geometrycznych dla

mechaników. Warszawa 2006, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej

4. A. Tomaszewski, Podstawy nowoczesnej metrologii, Warszawa 1975, Wydawnictwa

Naukowo-Techniczne