Pomiary i błedy bezpośrednie. 

Metoda bezpośrednia to taka, dzięki której wartość wielkości mierzonej otrzymuje się

bezpośrednio, bez dokonywania dodatkowych obliczeń opartych na zależności

funkcyjnej wielkości mierzonej od innych wielkości. 

Metody bezpośrednie najczęściej stosowane w metrologii dzielą się na dwie grupy: metody porównawcze i metody bezpośredniego porównania. 

Metoda porównawcza polega na porównaniu wartości wielkości mierzonej z inną wartością tej samej wielkości lub też ze znaną wartością innej wielkości jako funkcji wielkości mierzonej. 

Metoda pomiarowa bezpośredniego porównania jest to metoda bezpośrednia polegająca na porównaniu całkowitej wartości wielkości mierzonej z wartością znaną tej samej wielkości, która w postaci wzorca wchodzi bezpośrednio do pomiaru. 
 Pomiary i błedy pośrednie. 

Pomiar metodą pośrednią polega na wyznaczeniu wartości wielkości mierzonej na podstawie zależności wyrażonej za pomocą innych wielkości mierzonych bezpośrednio. Można zapisać, że mirzona bezpośrednio wielkość Y jest związana z mierzonymi bezpośrednio niezależnymi wielkościami X1, X2....X można wyrazić równaniem:          Y = F(X1,X2, .... ,Xm) 

Budowa i części składowe narzędzi pomiarowych. 

Każde narzędzie pomiarowe może być przedstawione za pomoce schematu, który opisuje to narzędzie w postaci bloku funkcjonalnego z zaznaczeniem wielkości  wejściowych (wielkość mierzona) oraz wielkości wyjściowej (wielkość wskazywana np. przez wskazówkę). Przykładowo dla termometru termoelektrycznego wielkością wejściową jest temperatura T, a wielkością wyjściową - kąt obrotu wskazówki urządzenia wskazującego termometru alfa.

Inną możliwością przedstawienia  narzędzia  pomiarowego jest  jego schemat strukturalny. Jest to schematyczne przedstawienie łańcucha pomiarowego przyrządu z podaniem zamiany wielkości wejściowej (mierzonej) na inne wielkości aż do wielkości wyjściowej. 

Urządzenie wskazujące jest to zespół elementów przyrządu pomiarowego przeznaczonego do wskazania wyników pomiaru. Składa się ono ze wskazówki i wskazów.

Wskazówka - część stała lub ruchoma urządzenia wskazującego (ruchoma strzałka, plamka świetlna, powierzchnia cieczy, pisak), którego położenie względem wskazów wyznacza wynik pomiaru.

Wskaz - kreska lub inny znak znajdujący się na urządzeniu wskazującym, odpowiadający jednej lub kilku określonym wartościom wielkości mierzonej. Wskazy tworzą podziałkę.

Podziałka jest to uporządkowany zbiór wskazów na urządzeniu wskazującym narzędzia pomiarowego. Podziałka może być scharakteryzowana obszarem po-działki, zakresem podziałki oraz działką elementarną.

Obszar podziałki - zbiór działek elementarnych zawartych między dwoma określonymi wskazani podziałki.

Zakres podziałki - przedział zawarty między wskazani odpowiadającymi dolnej i górnej granicy zakresu wskazań:

Granica dolna zakresu - wartość wielkości mierzonej odpowiadająca najmniejszemu oznaczeniu podziałki.

Granica górna zakresu wskazań - wartość wielkości mierzonej odpowiadająca największemu oznaczeniu podziałki

Działka  elementarna  jest to przedział między jakimikolwiek dwoma sąsiednimi wskazami podziałki. Działka elementarna może być scharakteryzowana przez określenie jej długości i wartości:

Długość działki elementarnej - długość odcinka prostej lub krzywej, mierzona wzdłuż linii podstawowej podziałki l zawarta między osiami dwóch sąsiednich wskazów.

Wartość działki elementarnej - wartość wielkości mierzonej odpowiadająca działce elementarnej. Rozróżnia się następujące rodzaje podziałek,  uwzględniając sposób wskazywania wartości wielkości mierzonej: cyfrowa, kreskowa, cyfrowo-kreskowa i tzw., wykresówka.

Ze względu na działkę elementarną rozróżnia się podziałki: jednostajną, równomierną, liniową, regularną, nieliniową.

Podziałka jednostajna - podziałka, której wszystkie działki elementarne mają tę samą wartość.

Podziałka równomierna - podziałka, której wszystkie działki elementarne mają tę samą długość.

Podziałka liniowa - podziałka w której długość działki elementarnej jest proporcjonalna do wartości tej działki.

Podziałka  regularna - podziałka, której działki elementarne mają tę samą długość l tę samą wartość.

Podziałka  nieliniowa - podziałka, której długości działek elementarnych nie są proporcjonalne do ich wartości. 
 Mikrometr  jest zbudowany w następujący sposób: W kabłąku 1 z jednej strony jest zamocowane kowadełko 3, a z drugiej — tuleja 4, zakończona nakrętką współpracującą z gwintem wrzeciona 2. Do zgrubnego przesuwania wrzeciona służy bębenek 5, a do dokładnego — sprzęgiełko 6. Zacisk 7 służy do unieruchomiania wrzeciona w określonym położeniu. Tuleja 4 w części gwintowanej jest przecięta i ponadto zaopatrzona w wewnętrzny gwint stożkowy, na który jest nakręcona nakrętka 8. W miarę nakręcania tej nakrętki na gwint stożkowy następuje ściskanie gwintu wewnętrznego, a tym samym kasowanie luzów, które mogą powstać wskutek długotrwałej pracy przyrządu. 

Czujnik zegarowy - Wrzeciono przyrządu 1  jest zakończone wymienną końcówką 2. Środkowa część wrzeciona jest zaopatrzona w zębatkę współpracującą z kołem zębatym 3, które następnie napędza koła 4, 5 i 6. Na osi koła 5 jest umocowana duża wskazówka 9, wskazująca setne części milimetra, a na osi koła 3 — wskazówka mała, wskazująca całkowite milimetry. Koło 6 służy do kompensacji luzów w zazębieniach. Powrót wrzeciona do położenia wyjściowego zapewnia sprężyna 8, która za pośrednictwem dźwigni 7 naciska wrzeciono w kierunku przeciwnym do kierunku ruchu spowodowanego naciskiem mierzonego przedmiotu. Wskazówki przesuwne 10 i 11 służą do ustawiania wartości odchyłek dolnej i górnej. 

Sprawdziany 

Sprawdzian jest to narzędzie miernicze służące do stwierdzenia, czy wymiar, kształt lub działanie sprawdzonego elementu nie wykracza poza granicę tolerancji. 

Ze względu na rodzaj wymiaru granicznego odtwarzanego przez sprawdzian rozróżnia się :

-sprawdziany maksymalne - odtwarzające maksymalny dopuszczalny wymiar       kontrolowanego przedmiotu

-sprawdziany minimalne- odtwarzające minimalny dopuszczalny wymiar kontrolowanego przedmiotu

Ze względu na liczbę odtwarzanych wymiarów przez sprawdzian rozróżnia się:

-jednograniczne-sprawdzian odtwarza jeden z granicznych wymiarów przedmiotu     (największy lub najmniejszy)

-dwugraniczne- odtwarzające obydwa wymiary graniczne

Ze względu na sposób oceny prawidłowości wymiaru przez sprawdzian rozróżnia się:

-przechodnie -sprawdzian taki powinien przechodzić przez sprawdzany wymiar (np. przez otwór - sprawdzian tłoczkowy) pod własnym ciężarem aby wynik sprawdzenia mógł być uznany za prawidłowy

-nieprzechodnie -sprawdzian taki nie powinien przez sprawdzany wymiar

Ze względu na konstrukcję sprawdzianu  rozróżnia się :

-stałe -bez możliwości zmiany odtwarzanej wielkości

-nastawne -z możliwością zmiany odtwarzanej wielkości w niewielkim zakresie

Ze względu na rodzaj wymiaru do jakiego przeznaczony jest sprawdzian rozróżnia się :

-sprawdziany wewnętrzne (do otworów)

- tłoczkowe

- łopatkowe do otworów

-średnicówkowe do otworów

-do gwintów metrycznych

-sprawdziany zewnętrzne( do wałków)

-pierścieniowe

-szczękowe składane

-szczękowe stałe

- szczękowe ze wstawianymi szczękami

szczękowe nastawne

 

Chropowatosc  

Chropowatość  jest to zbiór mniej lub bardziej dostrzegalnych nierówności o stosunkowo małych odstępach wierzchołków tworzących charakterystyczną strukturę mikrogeometryczną , powstałą na obrobionej powierzchni głównie wskutek oddziaływania narzędzia obróbkowego . Chropowatość powierzchni klasyfikuje się ,przyjmując jako wyróżniki parametru : wysokość R_Z nierówności , lub średnie arytmetyczne odchylenia R_a profilu od linii średniej.

Do sprawdzenia chropowatości klas od 3 do 10 stosuje się podwójny mikroskop ,za pomocą którego dokonuje się pomiarów nierówności powierzchni w przekroju optycznym. W tym celu na sprawdzoną powierzchnię rzuca się pod kątem 45^o cienką smugę światła lub cień czarnej kreski i obserwuje w powiększeniu zniekształcenia odbitego obrazu, odtwarzające profil nierówności powierzchni.  

      Oceny chropowatości można dokonać przez porównanie z użytkowymi wzorcami strukturalnymi w postaci płytek prostokątnych o powierzchniach pomiarowych płaskich , wypukłych lub wklęsłych lub przez porównanie ze wzorcami przedmiotowymi , będącymi przedmiotami lub ich wycinkami wybranymi z wyrobów i uznanymi za wzorce chropowatości.

Klasy dokładnowsci narzedzi pomiarowyc

Stanowisko pomiarowe wyposażone jest w mikrometr zewnętrzny , czujnik zegarowy oraz czujnik indukcyjny ze wskazaniem cyfrowym i płytkę wzorcową.

Konieczność oceny narzędzi pomiarowych ze względu na przydatność do wykonywanych pomiarów, wymaga przyjęcia odpowiednich kryteriów ilościowych, określających ich własności metrologiczne. Do własności metrologicznych związanych z dokładnością pomiaru narzędzia pomiarowego należy zaliczyć: poprawność, wiarygodność, dokładność. Poprawność narzędzia pomiarowego nazywamy własność charakteryzującą zdolność narzędzia pomiarowego do wskazania poprawnych wartości wielkości mierzonej bez uwzględnienia błędu wierności wskazań. 

Pomiar gwintu i koło zębate. 

Pomiar średnicy podziałowej gwintu przeprowadza się na trzy sposoby:

za pomocą mikromierza wyposażonego w odpowiednie końcówki, które dobiera się w zależności od skoku gwintu ,

za pomocą metody trzech wałeczków, która polega na zmierzeniu odległości M wałeczków umieszczonych w wrębach gwintu.

pomiar gwintu na mikroskopie warsztatowym MWM.

 Wstępne sprawdzenie koła zębatego polega na oględzinach stanu powierzchni zębów. Stwierdza się czy nie są uszkodzone, określa się sposób wykończenia powierzchni zębów, a na podstawie kształtu zębów - stwierdzić czy są to zęby korygowane, normalne czy wysokie lub niskie. Dla wyznaczenia modułu wystarczy znać liczbę zębów oraz wartość średnic dna i wrębów i średnicę wierzchołkową. Gdy liczba zębów jest nie parzysta, średnice te wyznacza się pośrednio, tj. zmierzony wymiar od wierzchołka zęba mnoży się przez dwa i dodaje średnicę otworu. 

Dokładność narzędzia pomiarowego. 

Do własności metrologicznych związanych z dokładnością pomiarów narzędzia pomiarowego należy zaliczyć: poprawność, wierność, dokładność. Każdej ww. własności odpowiada określony wskaźnik, który pozwala określić ją w sposób ilościowy i tak:

- dla poprawności narzędzia pomiarowego przyjmuje się błąd poprawności;

- dla wierności narzędzia pomiarowego przyjmuje się błąd wierności;

- dla dokładności narzędzia pomiarowego przyjmuje się błąd dokładności. 

Poprawność narzędzia pomiarowego jest to wielkość charakteryzująca zdolność narzędzia pomiarowego do wskazania poprawnych wartości wielkości mierzonej bez uwzględnienia błędu wierności wskazań.

Wartość narzędzia pomiarowego jest to właściwość charakteryzująca zdolność narzędzia pomiarowego podawania zgodnych między sobą wskazań dla tej samej wartości wielkości mierzonej, nie biorąc pod uwagę błędów systematycznych o wartościach zmiennych.

Dokładność narzędzia pomiarowego jest to właściwość charakteryzująca zdolność narzędzia pomiarowego do wskazywania wartości bliskich rzeczywistej wartości wielkości mierzonej. 

Pomiar kąta klina i pomiar kąta stożka. 
 Zasada pomiaru kąta klina

Pomiar kąta klina polega na tym, że po ustawieniu mierzonego przedmiotu na płycie liniału sinusowego pod jeden z wałeczków podstawia się stos płytek wzorcowych o takiej samej wysokości h, aby górna płaszczyzna przedmiotu mierzonego była równoległa do płaszczyzny płyty pomiarowej na której ustawiony jest liniał.

Jest to jednoznaczne z tym, że wskazania czujnika na położeniu O₁ i O₂ są takie same wtedy sinα=h/l

Schemat pomiaru kąta klina za pomocą liniału sinosowego :

      Pomiar polega na tym ,że po ustawieniu mierzonego przedmiotu na płycie liniału sinusowego pod jeden z wałeczków podstawia sie stos płytek wzorcowych o atakiej wysokości h , aby górna płaszczyzna przedmiotu mierzonego była równoległa do płaszczyzny płyty pomiarowej , na której ustawiono liniał. 

Schemat pomiaru kąta stożka wewnętrznego za pomocą kulek pomiarowych.

6) Schemat pomiaru kąta stożka wewn.za pomocą kulek pomiarowych

      polega ona na bezpośrednim pomiarze wielokrotności M₁ I M₂ .jeśli znane są średnice kulek pomiarowych to kąt stożka obliczmy ze wzoru:

sin
/2=(d₂-d₁)/2(M₁ · M₂ )-( d₂-d₁)

Pomiar róznicowy

Polega na wyznazeniu wartosci wielkosci mierzonej na podstawie pomiaru roznicy pomiedzy wielkoscia mierzona a wartoscia wielkosci znanej 

Błedy pomiarowe

Błąd pomiaru- jest to różnica wartości wielkości rzeczywistej i wielkości mierzonej danego przedmiotu. Błąd to niezgodność wyniku pomiaru z wartością wielkości mierzonej. Przyczyny tej niezgodności która występuje przy każdym pomiarze , stanowią wpływy, różnych nieuniknionych czynników zakłócających pomiar. Wpływ każdego czynnika powoduje błąd cząstkowy, zaś ze współdziałania wszystkich czynników zakłócających, występujących w pomiarze otrzymujemy błąd sumaryczny(całkowity).

Błędy związane z narzędziem pomiarowym, błędy instrumentalne:- błędy wzorcowania (np. niewłaściwe umieszczenie kresek na podziałce),  - błędy tarcia(z działania czynników hamujących),  - błędy wskutek luzów,  - błędy temperaturowe(np. zmiana wymiarów elementów narzędzi, właściwości),  - błędy ustawienia(np. odchylenie części od pionu lub poziomu). 
 W zależności od źródła powstania dzielimy na:

- błędy przyrządów pomiarowych,  - błędy metody pomiarowej  - błędy obliczeń i przetwarzania danych pomiarowych,  - bł obserwatora,  - wynikające z wpływu otoczenia.

Rodzaje błędów

-błędy przypadkowe z przypadkowości pomiaru zmieniają się wg nieustalonego prawa

-błędy systematyczne przy wielokrotnym wykonaniu pomiarów w tych samych warunkach są stałe bądź zmieniają się wg pewnego prawa

-błędy nadmierne powstają na skutek nieprawidłowego wykorzystania pomiarów 

---