Zagadnienia do opracowania :

W pomiarach wielkości geometrycznych ważną rolę odgrywa właściwy dobór przyrządów pomiarowych. O wyborze decydują kryteria techniczno-metrologiczne które mają związek z cechami zarówno przyrządów pomiarowych, jaki wyrobów. Stosując podczas wyboru kolejne kryteria, wyodrębnia się stopniowo te, które mogą być brane pod uwagę jako nadające się do planowanego pomiaru.

Kryteriami racjonalnego doboru przyrządu pomiarowego są:

— rodzaj mierzonego wymiaru (zewnętrzny, wewnętrzny, mieszany, pośredni),

— sposób ustalenia i zamocowania mierzonego przedmiotu,

— sposób odbierania informacji o mierzonym wymiarze,

— możliwość opracowania (komputerowego) wyników pomiaru, w tym opracowania graficznego i statystycznego,

— możliwość bezpośredniego przekazania wyników pomiaru do systemu PC,

— wartość mierzonego wymiaru,

— optymalna niepewność pomiaru.

Czynnikami mającymi wpływ na sposób ustalenia i zamocowania przedmiotu podczas mierzenia są własności konstrukcyjno-technologiczne przedmiotu, jego masa i kształt oraz własności konstrukcyjno-metrologiczne przyrządów pomiarowych.

Ad.2

W postępowaniu pomiarowym można wyróżnić metodę pomiarową. Jest to

pojęcie określające sposób porównania zastosowany w pomiarze. Metody

pomiarowe dzieli się na bezpośrednie i pośrednie (rys.1).

Metoda pomiarowa bezpośrednia — metoda pomiarowa, dzięki której wartość wielkości mierzonej otrzymuje się bezpośrednio, bez potrzeby wykonywania dodatkowych obliczeń opartych na zależności funkcyjnej wielkości mierzonej od innych wielkości.

Metoda pomiarowa pośrednia — metoda pomiarowa polegająca na bezpośrednich pomiarach innych wielkości i wykorzystaniu istniejącej zależności między mierzoną wielkością a wielkościami zmierzonymi bezpośrednio. Przykładem takiej metody jest wyznaczanie promienia R łuku na podstawie wyników pomiaru strzałki s i cięciwy c; promień R oblicza się według wzoru R=c2/(8s)+s/2.

Metoda pomiarowa bezpośredniego porównania —metoda pomiarowa porównawcza polegająca na porównaniu całkowitej wartości wielkości mierzonej z wartością znaną tej samej wielkości, która w postaci wzorca wchodzi bezpośrednio do pomiaru (np. porównanie mierzonej długości z przymiarem kreskowym).

Metoda pomiarowa wychyleniowa — metoda pomiarowa porównawcza polegająca na określeniu wartości wielkości mierzonej przez wychylenie urządzenia wskazującego; przyrząd pomiarowy może mieć urządzenie wskazujące analogowe lub cyfrowe. Przykładem jest tutaj pomiar profilometrem parametru Ra chropowatości powierzchni.

Metoda pomiarowa różnicowa — metoda oparta na porównaniu wielkości mierzonej z niewiele różniącą się od niej znaną wartością tej samej wielkości i pomiarze różnicy tych wartości.

Metoda pomiarowa różnicowa wychyleniowa to metoda różnicowa polegająca na pomiarze małej różnicy między wartością wielkości mierzonej i znaną wartością tej samej wielkości za pomocą czujnika (np, pomiar średnicy wałka przy użyciu stosu płytek wzorcowych i czujnika zamocowanego na statywie).

Metoda pomiarowa różnicowa koincydencyjna —metoda pomiarowa różnicowa polegająca na wyznaczeniu, przez obserwację koincydencji (zgodności) pewnych wskazówek lub sygnałów, małej różnicy między wartością wielkości mierzonej i porównywanej z nią znanej wartości tej samej wielkości (np, pomiar średnicy wałka za pomocą suwmiarki z noniuszem).

Metoda pomiarowa różnicowa zerowa — metoda różnicowa polegająca na sprowadzeniu do zera różnicy między wartością wielkości mierzonej a porównywaną z nią znaną wartością tej samej wielkości. Przykładem takiej metody jest pomiar rozstawienia szczęk sprawdzianu do wałków przy użyciu stosu płytek wzorcowych i wałeczków pomiarowych, polegający na doprowadzeniu przez zmiany wymiaru wałeczka do braku luzu.

Obok wymienionych metod pomiarowych stosuje się także tzw. metodę podstawową opartą na pomiarach wielkości podstawowych wchodzących do definicji wielkości. Tę samą nazwę metody stosuje się także w pomiarach wielkości podstawowych, gdy wykorzystuje się definicyjne określenie wzorca miary tej wielkości. Dawniej nazywano tę metodę metodą pomiarową bezwzględną. Jej przykładem są m.in. pomiar prędkości liniowej przez pomiar drogi i czasu oraz pomiar długości na podstawie definicji metra.

Ad.3

Przyrząd pomiarowy jest to urządzenie przeznaczone do wykonywania pomiarów, samodzielnie lub w połączeniu z jednym albo z wieloma urządzeniami dodatkowymi rys. 2.

Wzorzec miary jest to urządzenie przeznaczone do odtwarzania, praktycznie

niezmiennie podczas jego użycia, jednej lub więcej znanych wartości danej wielkości.

W pomiarach długości i kąta rozróżnia się:

— wzorce miar kreskowe, np. przymiar kreskowy, wzorzec szklany wbudowany w długościomierz uniwersalny,

— wzorce miar końcowo-kreskowe, np. przymiar kreskowy, który odtwarza

wartość długości od grani początkowej do odpowiedniej kreski podziałki,

— wzorce miar inkrementalne,

— wzorce miar kodowe, mające naniesiony na liniał lub tarczę kod w postaci

kombinacji figur geometrycznych,

— wzorce miar końcowe, np. płytka wzorcowa, wałeczek pomiarowy, kątownik krawędziowy,

— wzorce miar falowe, np. długość fal świetlnych kryptonu, helu lub lasera

He-Ne.

Sprawdziany są to urządzenia techniczne przeznaczone do ściśle określonych

zadań; służą do stwierdzenia, czy badany wymiar jest zawarty między

wymiarami granicznymi, tj. dolnym i górnym (np. sprawdzian szczękowy dwugraniczny do wałków), mogą też służyć do sprawdzania kształtów elementów

(np. szablony łuków) lub elementów o złożonej postaci geometrycznej (np. sprawdziany do gwintów).

Oprócz przyrządów pomiarowych i wzorców miar w pomiarach stosuje się urządzenia pomocnicze. Służą one do stworzenia odpowiednich warunków przy pomiarze, ułatwienia wykonywania czynności pomiarowych oraz do zwiększenia czułości lub zakresu pomiarowego przyrządu. Przykładem urządzeń pomocniczych są przybory pomocnicze do płytek wzorcowych, umożliwiające m.in. zamianę wymiaru zewnętrznego stosu płytek na wymiar wewnętrzny, zbudowanie „sprawdzianu" do otworów, wzorca kreskowego, cyrkla traserskiego itp. Inne przykłady urządzeń pomocniczych to płyta pomiarowa, liniał krawędziowy, liniał sinusowy, wieszak do wałeczków przy pomiarze średnic podziałowych gwintów, lupa do odczytywania wskazań, kolumna z uchwytem czujnika, pryzma.

Wzorcem jednostki miary lub etalonem nazywa się wzorzec miary, przyrząd pomiarowy, materiał odniesienia lub układ pomiarowy przeznaczony do zdefiniowania, zrealizowania, zachowania lub odtwarzania jednostki miary albo jednej lub kilku ustalonych wartości pewnej wielkości i służący jako odniesienie (np. płytka wzorcowa klasy K).

Przyrządy pomiarowe pomocnicze służą do pomiarów wielkości wpływających, tj. wielkości nie będących celem pomiaru, lecz mających wpływ na wartość wielkości mierzonej lub wskazania przyrządu pomiarowego (np. termometr kontaktowy do pomiaru temperatury mierzonego przedmiotu, poziomnica wbudowana w przyrząd pomiarowy służąca do właściwego ustawienia przyrządu).

Ad.4

Pojęcie optymalnej dokładności pomiaru.

Dokładność pomiaru jest określona błędem pomiaru, który stanowi różnicę pomiędzy wynikiem pomiaru a wartością wielkości mierzonej. Przyczynę tej niezgodności, która występuje przy każdym pomiarze, stanowi wpływ różnych nieuniknionych czynników zakłócających pomiar. Wpływ każdego czynnika powoduje błąd cząstkowy, ze współdziałania zaś wszystkich czynników zakłócających występujących w pomiarze występuje błąd sumaryczny. Optymalną dokładność pomiaru uzyskujemy poprzez odpowiedni dobór urządzenia pomiarowego, dla którego kolejne mierzone wielkości są obarczone jak najmniejszym błędem pomiarowym oraz są powtarzalne.

Wyniki :

lp	Rodzaj wymiaru	Wymiar zmierzony	Wartość tolerancji dla kasy IT	Niepewność pomiaru δ	Dane przyrządu pomiarowego użytego do pomiarów	Przyrząd pomiarowy dobrany
1	zewnętrzny	25,90mm	84µm	8,4	Suwmiarka z noniuszem 0,02mm	Mikrometr zewnętrzny klasy 0 MM2b 0-300mm
2		15,20mm	74 µm	7,0
3		120,26mm	40 µm	16,0
4		56,10mm	120 µm	12,0
5	wewnętrzny	15,86mm	70 µm	7,0	Suwmiarka z noniuszem 0,02mm	Mikrometr zewnętrzny klasy 1 MMWa 5-30mm
6		20,36mm	84 µm	8,4
7		8,10mm	58 µm	5,8
8		23,78mm	84 µm	8,4
9	mieszny	11,28mm	70 µm	7,0	Suwmiarka z noniuszem 0,02mm	Głębokościomierz mikrometryczny klasy I MMSd 0-25mm
10		10,40mm	70 µm	7,0
11		6,88mm	58 µm	5,8
12		3,08mm	48 µm	4,8
13	pośredni	28,13mm	84 µm	8,4	Suwmiarka z noniuszem 0,02mm	MM2B 0-300mm, MMWd 5-30mm
14		26,90mm	84 µm	8,4
15	kąt	149^o55’	------	------	Kątomierz uniwersalny

Wnioski :

Cechy mogące mieć wpływ na pomiar, które można uwzględnić to :

-materiał przedmiotu

-kwalifikacje personalne obsługującego pomiar

- miejsce kontroli

-gabaryty

-masa