Techniki i Systemy Pomiarowe - Laboratorium.
Imię i nazwisko. Joanna Romańczuk. Maria Jzdebska Piotr Gumieniak							Symbol grupy MD 103.5a
Data wykonania ćwiczenia: 09-11-2005			Numer ćwiczenia: IV	Temat ćwiczenia: Pomiar promieni krzywizn zarysów łukowych.
	Ocena:			Data:	Podpis

1. Wstęp.

Pomiary promieni zarysów łukowych można wykonać praktycznie tylko pośrednią metodą pomiaru, poprzez pomiar współrzędnych trzech punktów leżących trzech leżących na krawędzi zarysu mierzonego łuku. Zadanie to można w sposób dość prosty zrealizować techniką optyczną, wykorzystując do pomiaru mikroskop warsztatowy lub uniwersalny.

Przed przystąpieniem do pomiaru należy upewnić się, czy siatka pomiarowa okularu mikroskopu została ustawiona właściwie, oraz czy tubus mikroskopu jest ustawiony prostopadle. Niewłaściwie ustawienie siatki pomiarowej okularu jest przyczyną postawienia błędnego ustawienia strzałki s.

Pomiar promienia krzywizny R opiera się na pomiarze współrzędnych trzech punktów leżących na krawędzi zarysu mierzonej krzywizny.

Rys. Zasada pomiaru promienia krzywizny.

2. Przebieg ćwiczenia

1. Sprawdzić kompletność wyposażenia stanowiska laboratoryjnego do pomiaru promienia krzywizny w narzędzia, wzorce i pomoce pomiarowe.

2. Zapoznać się z konstrukcją, działaniem i podstawowymi parametrami metrologicznymi (zakres pomiarowy, dokładność wskazań lub wartości działki elementarnej) mikroskopu warsztatowego.

3. Zapoznać się z przedmiotem do pomiaru, ustalić wartość nominalną jego promienia R.

4. Umieścić mierzony przedmiot na stoliku pomiarowym mikroskopu i delikatnie manewrując tym przedmiotem ustawić go na stoliku mikroskopu tak aby w polu widzenia okularu była widoczna krawędź zarysu mierzonej krzywizny. Pomiar można wykonać od dowolnego ustawienia, lecz najwygodniej jest rozpoczynając od ustawienia 3.

5. Obserwując krawędź zarysu przedmiotu ustawić ostrość jej widzenia oraz ostrość widzenia siatki pomiarowej okularu i w razie potrzeby skorygować położenia mierzonego przedmiotu na stoliku pomiaru,

6. Przy pomocy przesuwów x, y mikroskopu przemieszczać stolik w kierunku x i y do momentu uzyskania styczności wybranej linii siatki pomiarowej okularu z krawędzią obrazu mierzonego zarysu i odczytać wskazania W_y2.

7. Następnie należy przemieścić stolik mikroskopu w kierunku y do uzyskania wskazania W_y1 równego

W_y1=W_y2+s_i

Gdzie; s_i - zadana wartość strzałki.

8. Nie zmieniając wskazania W_y1 przemieścić stolik mikroskopu w kierunku x aż do uzyskania ustawienia 1 i odczytać wartość wskazania W_x1. W przypadku, gdy zakres przesuwu bezpośredniego nie wystarcza do osiągnięcia ustawienia 1 lub ustawienia 2, rozszerzyć zakres przesuwu przy pomocy płytek wzorcowych.

9. Wyznaczyć c i s wg zależności;

c=W_x2-W_x1

s=W_y2-W_y1

10. Wyznaczyć promień krzywizny R korzystając ze wzoru.

R=

11. Wykonać pomiary promienia krzywizny R powtarzając każdy pomiar trzykrotnie,

12. Wyznaczyć wartość średnie promienia mierzonej krzywizny R oraz dokonać pomiaru ∆R dla każdej wartości mierzonej cięciwy.

13. Wyznaczyć błędy mierzonej wielkości jako różnice wartości

∂R_i=R-R_i

14. Porównać uzyskane wyniki pod względem wartości oraz dokładności.

15. Sprawdzić czy jest spełniony warunek dla każdej wartości zadanej strzałki

|∂R_i|≤∆R_i

2. Pomiary i obliczenia.

Pomiar 1.

Ustawienie 3.

• W_x=12,52mm

• W_y=6,57mm

Ustawienie 1

• W_x=18,62mm

• W_y=7,37mm

Ustawienie 2

• W_x=7,56mm

• Wy=7,37mm

Pomiar 2

Ustawienie 3.

• W_x=12,38mm

• W_y=5mm

Ustawienie 1

• W_x=20,74mm

• W_y=6,60mm

Ustawienie 2

• W_x=3,68mm

• Wy=6,60mm

Pomiar 2

Ustawienie 3.

• W_x=12,48mm

• W_y=4,20mm

Ustawienie 1

• W_x=22,36mm

• W_y=6,60mm

Ustawienie 2

• W_x=3,68mm

• Wy=6,60mm

Pomiar	Cięciwa c	Strzałka s	Promień R	∂R
1	11,06	0,8	19,51	0,23
2	15,25	1,6	18,96	0,32
3	2,4	2,4	19,37	0,09
Wartości średnie	9,57	1,6	19,28	0,21

Promień średni obliczamy z następujący sposób;

R_śr=
==19,28mm.

Dokładność pomiaru można wyznaczyć korzystając z metody różniczki zupełniej różniczkując powyższą zależność. Otrzymujemy następującą zależność;

∆R=
+

Gdzie; dla mikroskopu znajdującego się w eksploatacji ∆W obliczamy z zależności;

∆W=±(0,0014+1,3×10^-6L)mm

Dokładność pomiaru cięciwy ∆c;

∆c=±(0,0014+1,3×10^-6c)= ±(0,0014+1,3×10^-6·9,57)= ±0,00141mm

Dokładność pomiaru strzałki ∆s;

∆s=±(0,0014+1,3×10^-6s)= ±(0,0014+1,3×10^-6·1,6)= ±0,00140mm

∆R=
+
=
+
=
+
=0,008mm

Warunek poniższy nie jest spełniony.

|∂R_i|≤∆R_i

3. Wnioski.

Wyniki są obarczone stosunkowo dużymi odchyłkami. Przyczyny powstania tych odchyłek mogą być;

• Niesymetryczne wykonany łuk który dokonaliśmy pomiarów,

• Błędy spowodowane zużyciem mikroskopu,

• Błędy odczytu, dokonaliśmy przybliżeń wartości do dwóch miejsc po przecinku,

• We wzorze wartości podnosimy do potęgi drugiej, dlatego też niewielka odchyłka powoduje znaczne odchyłki wyniki.

---