PYTANIA Z METROLOGII

1. Podać klasyfikację metod pomiarowych.

METODA POMIARU – sposób porównywania zastosowany w pomiarach, logiczny ciąg wykonywanych podczas pomiaru operacji, opisanych w sposob ogólny.

a) bezpośrednie: taki sposob pomiaru, w ktorym wynik pomiaru otrzymuje się

na podstawie wskazania przyrządu wywzorcowanego w jednostkach miary wielkości mierzonej

- metodę bezpośredniego porownania, polega na porownaniu całkowitej wartości wielkości

mierzonej ze znaną wartością wzorcową tej wielkości, wchodzącą bezpośrednio do pomiaru,

czyli wskazanie K przyrządu stanowi wynik X pomiaru. Błąd systematyczny ΔXS i przypadkowy ΔXp wyniku pomiaru są tożsame z błędem systematycznym Δks i przypadkowym ΔKp wskazania.

- metodę rożnicową, polega na odjęciu od wielkości mierzonej X znanej wartości wzorcowej

W i pomiarze otrzymanej rożnicy K metodą bezpośredniego porownania. A więc wartość wielkości

mierzonej można obliczyć ze wzoru X = W + K. Na wartość błędu wyniku pomiaru ΔX wpływają zarowno błąd wzorca ΔW jak i wskazania ΔK: ΔXs = ΔWs + Δks

gdzie: ΔXS, ΔWS, ΔKS- błędy systematyczne wyniku, wzorca i wskazania,

ΔXp, ΔWp, ΔKp- błędy przypadkowe wyniku, wzorca i wskazania.

Przykładem realizacji tej metody jest ważenie na wadze sklepowej z użyciem odważników, pomiar długości z użyciem wzorców długości (płytek wzorcowych) itp.

- metodę zerową,polega na badaniu różnicy między wielkością mierzoną a wzorcową i takiej

zmianie wielkości wzorcowej, aby tę różnicę sprowadzić do zera. Stąd wynik pomiaru X jest równy wartości wzorca: W.

Na błąd pomiaru wielkości mierzonej X wpływa nie tylko błąd wartości wzorca ΔW, ale także błąd wskazania równości tych wielkości. Wzory na błąd pomiaru: systematyczny ΔXs i przypadkowy ΔXp są podobnejak w metodzie różnicowej: ΔXs = ΔWs + Δks

Przykładem realizacji tej metody jest pomiar masy na wadze laboratoryjnej dwu-szalkowej.

b) pośrednie: polega na bezpośrednim pomiarze innych wielkości, związanych z wielkością szukaną znaną zależnością. Z zależności tej wyznacza się wartość X mierzonej wielkości: X =f(A,B,C,...)

gdzie: A, B, C- wielkości mierzone bezpośrednio.

Wpływ błędów pomiaru wielkości A, B, C na wartość błędu pomiaru wartości wielkości X można wyznaczyć rozwijając funkcję X =f(A,B,C,...) w szereg Taylora. Pomijając wyrazy z wyższymi pochodnymi, zmianę wartości ΔX można wyznaczyć ze wzoru:

2. Rodzaje pomiarów i ich schematy blokowe.

To samo co w: „klasyfikacji metod pomiarowych”, ale trzeba rozrysować, wcześniej dodać jakieś sprawdzenie przyrządów pomiarowych we wzorcach, przygotowanie stanowiska.

2. Rodzaje błędów pomiaru i ich wpływ na wyniki pomiarowe.

· Błędy systematyczne: Jest to bład, który przy wielokrotnym powtarzaniu pomiaru, w praktycznie stałych warunkach pozostaje niezmieniony, lub zmienia się

według znanego prawa lub w funkcji przyczyny wymuszajacej.

Wg VIM rożnica pomiędzy średnią z nieskończonej liczby wynikow pomiarow tej samej wielkości mierzonej, wykonanych w warunkach powtarzalności a wartością prawdziwą wielkości mierzonej.

Ds = const, Ds = f(z)

Ds = Ds1 + Ds2 +Ds3 + . . .

usuwanie ich poprzez korektę wyniku poprawką c ; X + c ; c = – Ds

· Błędy przypadkowe:Jest to błąd, który przy wielokrotnym powtarzaniu pomiaru, w praktycznie stałych warunkach zmienia się w sposób nieprzewidziany,

zarówno co do wartości bezwzględnej, jak i co do znaku

Dp = var

• Błędy nadmierne (grube) – z nieprawidłowo wykonanego pomiaru.

Błąd, którego nie można zaliczyć do błędów systematycznych ze względu na ich niepowtarzalność i do przypadkowych, ponieważ przekraczają wartość graniczną. Przykładami błędow nadmiernych są: błędny odczyt, pomyłka w zapisie, rozregulowanie układu w trakcie trwania pomiaru, nieprawidłowe usytuowanie przedmiotu mierzonego, błędne obliczenie i wprowadzenie poprawki itp.

2. Niepewność pomiaru i sposoby jej obliczania.

• rozrzut wyników pomiaru wyznaczony przez błędy graniczne,

• parametr związany z wynikiem pomiaru, charakteryzujący rozrzut

wartości, który można w uzasadniony sposób przypisaćwielkości

mierzonej,

• Takim parametrem może być odchylenie standardowe ±σ wyników

serii pomiarów, lub jego wielokrotność ±kσ

JEST TO SYMETRYCZNY PRZEDZIAŁ U DOOKOŁA WARTOŚCI ŚREDNIEJ Z POMIARÓW, zawierający wartość rzeczywistą z określonym prawdopodobieństwem P na określonym poziomie ufności.

P[Wrz∈(xśr-∆x; xśr+∆x)]

∆x=U≡σ; lub kσ

PARAMETR ZWIĄZANY Z WYNIKIEM POMIARU, CHARAKTERYZUJĄCY ROZRZUT WARTOŚCI, KTÓRE MOŻNA W UZASADNIONY SPOSÓB PRZYPISAĆ WIELKOŚCI MIERZONEJ.

Niepewność standardowa:

Złożona niepewność standardowa:

Niepewność rozszerzona:

gdzie: k = 1; U = σ; dla P = 0,6827

k = 2; U = 2σ; dla P = 0,9545

k = 3; U = 3σ; dla P = 0,9973

…

k = 6; U = 6σ; dla P = 0,999997 ; ≅3,4 wad / milion

2. Co jest zgodnością, a co niezgodnością w pomiarach według specyfikacji geometrii wyrobów?

ORZEKANIE ZGODNOŚCI ZE SPECYFIKACJĄ– dla dostawcy

ORZEKANIE NIEZGODNOŚCI ZE SPECYFIKACJĄ– dla klienta

NIEPEWNOŚĆ POMIARU DZIAŁA ZAWSZE NA NIEKORZYŚĆ TEJ STRONY,

KTÓRA PRZEDSTAWIA ORZECZENIE ZGODNOŚCI LUB NIEZGODNOŚCI,

A WIĘC WYKONUJE POMIAR. DOSTAWCA PRZEDSTAWIA ORZECZENIE ZGODNOŚCI ZE SPECYFIKACJĄ DLA WSZYSTKICH DOSTARCZONYCH WYROBÓW LUB SPRZĘTU POMIAROWEGO.

POŚREDNIK W SPRZEDAŻY JEST NAJPIERW KLIENTEM, A NASTĘPNIE

DOSTAWCĄ TYCH SAMYCH WYROBÓW LUB SPRZĘTU POMIAROWEGO

I NIE MOŻE: WYKAZAĆ SWOJEMU KLIENTOWI ZGODNOŚCI WYROBÓW, A JEDNOCZEŚNIE NIEZGODNOŚCI SWEMU DOSTAWCY.

2. Od czego zależy wielkość tolerancji wymiarowej długości?

JAKO FUNKCJA WYMIARU NOMINALNEGO I KLASY TOLERANCJI

/wg PN-EN 20281-1/

Przedział tolerancji T (pole tolerancji, tolerance zone)

Wymiar nominalny D

Wymiary graniczne: górny B; (ULS) – upper limit of size (Wym. MAKRO)

dolny A; (LLS) – lower limit of size

Linia zerowa ( 0 – 0)

Odchyłki graniczne: (limits deviation) górne ( ES, es) (Wym. MIKRO)

dolne ( EI, ei)

T=B-A

To=ES-EI

Tw=es-ei

ES=Bo-D EI=Ao-D

es=Bw-D ei=Aw-D

2. Jakie są sposoby wyrażania tolerancji wymiarowej długości?

• jako wymiar nominalny i odchyłki, np. 12^+0,05­_-0.02

• jako graniczny wymiar góry i dołu np. A =11,998 i B = 12,005

2. Co to jest wskaźnik pasowania i jak się wyraża rodzaje pasowań?

Wskaźnik pasowania P (determinant) - jest to różnica wymiarów rzeczywistych wałka i otworu w pasowaniu.

Graniczne wartości:

Pmax=Bo-Aw=ES-ei

Pmin=Ao-Bw=EI-es

2. Jakie są rodzaje pasowań i jak się je rozróżnia?

Zależnie od znaków wartości granicznych wskaźnika P występuje podział PASOWAŃ na:

• LUŹNE;

Pmax > Pmin ≥ 0 ; Luz S: ( gdy Dw < Do)

• MIESZANE;

Pmax > 0 > Pmin

• CIASNE;

min max

0 ≥ Pmax > Pmin; Wcisk N : ( gdy Dw > Do)

10. Podać rodzaje określania tolerancji kątów i stożków.

1. W postaci kąta płaskiego ATα i jednostkach : [rad, °, ′, ″].

2. Jako długość odcinka prostej prostopadłej do ramienia kąta ATh naprzeciw kąta Atα w odległości równej nominalnej długości L1 krótszego ramienia kąta lub tworzącej stożka od wierzchołka i o zbieżnościach C > 1 : 3.

3. Jako różnica średnic stożka ATD wynikająca z kątów granicznych i

odniesiona do długości nominalnej stożka L o zbieżnościach C ≤1 : 3.

WARTOŚCI TOLERANCJI WYZNACZA SIĘZE WZORÓW:

ATh-ATαL1*10^-3

gdzie: ATh[mm] ; ATα [µrad] ; L1[mm]

dla stożków o zbieżności C ≤1: 3 ; ATD ≅ ATh

11. Co to jest analiza wymiarowa i jakie są zadania analizy wymiarowej?

ANALIZA WYMIAROWA

to zadanie z WYMIARAMI TOLEROWANYMI, które polega na znalezieniu

MAKSYMALNEGO I MINIMALNEGO WYMIARU WYNIKOWEGO

(wartości wielkości wynikowej), jego odchyłek lub POSZCZEGÓLNYCH WYMIARÓW SKŁADOWYCH I ICH TOLERANCJI

RODZAJE ZADAŃ:

• POSZUKIWANIE WYMIARU WYNIKOWEGO I JEGO TOLERANCJI

• POSZUKIWANIE WYMIARÓW SKŁADOWYCH I ICH TOLERANCJI

12. Co to jest zamienność części maszyn i podać jej rodzaje.

Zamienność części maszyn – jest to możność zastąpienia zużytych lub uszkodzonych elementów maszyn przez części zamienne dostępne w handlu lub wykonane indywidualnie (np. na tokarkach, frezarkach).
Ważne jest dobranie odpowiedniej tolerancji części, luzu, wcisku.
Zamienność może być: - całkowita – częściowa - warunkowa (technologiczna, konstrukcyjna, selekcyjna)

Maszyna składa się z części zamiennych, jeżeli jej zbudowanie z części dowolnie wybranych z posiadanego zestawu jest zawsze możliwe. Zamienność jest szczególną cechą konstrukcji maszyny związaną z technologią jej montażu. Obejmuje możliwość montażu i faktycznego działania maszyny złożonej z części.

13. Wymienić elementy wyróżniane w specyfikacji geometrii wyrobów uwzględniane w dokumentacji technicznej.

14. Jakie mogą być rodzaje (kształty) tolerancji geometrycznych w płaszczyźnie 2D?

1) pole pomiędzy liniami prostymi odległymi o t_G,

2) pole pomiędzy liniami krzywymi, będącymi obwiedniami okręgów o średnicach t_LP, których środki leżą na zarysie o nominalnym kształcie,

3) koło o promieniu R,

4) koło o średnicy φ,

5) dwa współśrodkowe okręgi o różnicy promieni t_k,

15. Jakie mogą być rodzaje (kształty) tolerancji geometrycznych w przestrzeni (3D)?

1) walec o promieniu,

2) walec o średnicy t_G,

3) dwa współśrodkowe walce o różnicy promieni t_z,

4) dwie równoległe płaszczyzny odległe o t_E

5) dwie powierzchnie będące obwiedniami kolejnych położeń kul o średnicach t_LP, których środki leżą na powierzchni nominalnej.

6) Średnicę kuli.

16. Wymienić rodzaje prostych (samodzielnych) tolerancji geometrycznych.

17. Wymienić rodzaje tolerancji geometrycznych z elementami odniesienia (bazami).

18. Jakie mogą być rodzaje elementów odniesienia (bazy) w tolerowaniu geometrycznym?

- idealne(teoretyczne) i rzeczywiste - punktowe, powierzchniowe i przestrzenne

np. oś, linia prosta, płaszczyzna

19. Co to jest struktura geometryczna powierzchni (SGP) i jak się ją charakteryzuje?

Struktura geometryczna powierzchni to zbiór nierówności powierzchni rzeczywistej. Określa wartości chropowatości powierzchni, jej falistości i struktury kształtu. Zazwyczaj analizuje się ją w przekrojach płaszczyzną prostopadłą do powierzchni.

20. Jakie są rodzaje parametrów nierówności (falistości, chropowatości) powierzchni przedmiotu?

PARAMETRY PROFILI POWIERZCHNI(2D) (PN-EN ISO 4287:1999)

• Pi – PROFIL PIERWOTNY,

• Ri – chropowatości profilu,

• Wi – falistości profilu.

1. PARAMETRY WYSOKOŚCI (AMPLITUDOWE)

Rp – wysokość najwyższego wzniesienia profilu,

Rv – wysokość najniższego wgłębienia profilu,

Rt – całkowita wysokość profilu chropowatości,

Rc – średnia arytmetyczna rzędnych (wysokości) profilu chropowatości,

Rq– średnia kwadratowa rzędnych profilu chropowatości,

Rsk – współczynnik asymetrii profilu,

Rku – współczynnik spłaszczenia profilu,

2. PARAMETRY DŁUGOŚCI (ODLEGŁOŚCIOWE)

RSm – średnia szerokość elementów profilu,

3. PARAMETRY MIESZANE (WYSOKOŚCIOWO – DŁUGOŚCIOWE)

R∆a – średni arytmetyczny wznios profilu,

R∆q – średni kwadratowy wznios profilu,

4. PARAMETRY KRZYWEJ UDZIAŁU MATERIAŁOWEGO

Rmr(c),

21. Przedstawić ogólny podział przyrządów pomiarowych.

PRZYRZĄD POMIAROWY – urządzenie przeznaczone do wykonywania

pomiarów, samodzielnie lub w połączeniu z jednym lub wieloma urządzeniami

dodatkowymi (np. przetworniki, pomocnicze urządzenia pomiarowe).