Wydział Budowy Maszyn

Studia dzienne magisterskie

Semestr I

LABORATORIUM METROLOGII

Temat ćwiczenia :

Pomiary mikroskopami

i maszynami pomiarowymi

1. Wyznaczanie błędu nastawienia kreski na krawędź przedmiotu na maszynie pomiarowej ZKM 01-250C.

Urządzenie to posiada układ pomiarowy składający się z dwóch wzorców inkrementalnych (osie X i Y) z przetwornikami fotoelektrycznymi i cyfrowymi układami wskazującymi. ZKM jest zaopatrzony w ekran projekcyjny oraz stereoskopowy układ optyczny. Dzięki możliwości zerowania układu wskazującego upraszczją się pomiary różnicowe. Pomiar został przeprowadzony techniką z użyciem oświetlenia dolnego (pomiar zarysu cienia).

W celu określenia błędu nastawienia kreski krzyża widocznego na ekranie przyrządu na krawędź przedmiotu należy wykonać n liczbę nastawień (n=20) i obliczyć odchylenie średnie kwadratowe Sn ze wzoru:

Xi - kolejny odczyt

X - średnia odczytu (arytmetyczna)

n - ilość nastawień

Dane do obliczeń z 20-tu pomiarów w mm:

Odchylenie średnie kwadratowe wynosi :

Sn= 0,078334mm

Niedokładność nastawienia obliczamy ze wzoru:

ep=±2Sn

ep=±0,0156668mm

ep=±0,02mm

2.

Pomiar odległości osi dwóch otworów na mikroskopie warsztatowym małym z zastosowaniem głowicy podwójnego obrazu.

W mikroskopach warsztatowych rolę wzorca pełni podziałka śruby mikrometrycznej o zakresie 0 - 25mm. Wyposażony jest w dwie takie śruby (osie X i Y). Przeprowadzono pomiary dla każdego z otworów. Zmierzono ich współrzędne X i Y. Wyniosły one :

x1= 2,028mm , y1= 3, 0685mm , x2= 4,062mm , y2= 8,0235mm

Odległość między środkami otworów wynosi:

L= 5,35623mm

Niedokładność pomiaru mikroskopu należy obliczyć oddzielnie dla osi X i osi Y:

epx=±(A + 0,7K + BLx + CHLx)m

epy=±(A + 0,7K + BLy + CHLy)m

gdzie :

A,B,C,K - stałe

Lx,Ly - odległości między środkami otworów odpowiednio na osi X i Y w mm

H - wysokość przedmiotu ustawionego na stoliku pomiarowym w mm

Dla mikroskopu warsztatowego wsp. K= 3. Pozostałe współczynniki wynoszą:

H = 20mm

epx= ±5,12882mm

epy= ±4,61mm

Całkowitą niedokładność pomiaru obliczamy ze wzoru:

ep=± 4,6884m

Po zaokrągleniu :

ep=± 5m

L= 5,356±0,005mm

3. Pomiar średnicy otworu na długościomierzu uniwersalnym metodą beznaciskową.

Przyrząd ten spełnia postulat Abbego o usytuowaniu wzorca i mierzonego wymiaru w jednej osi , jeden za drugim. W długościomierzu rolę wzorca spełniają szklane wzorce kreskowe. Zaopatrzony jest on w mikroskop odczytowy ze spiralą Archimedesa oraz urządzenie z elektroniczną sygnalizacją styku końcówki pomiarowej z przedmiotem , którego zastosowanie pozwala na uniknięcie odkształcenia się dźwigni , na której znajduje się kulka (nacisk pomiarowy F= 0).

W celu zmierzenia średnicy otworu należy najpierw końcówkę pomiarową ustawić wzdłuż średnicy otworu , następnie mierzymy odległości obu krawędzi otworu (x1 i x2). Mierzoną średnicę obliczamy ze wzoru:

gdzie :

x1 i x2 - wskazania przyrządu

dk - średnica kulistej końcówki pomiarowej

dla :

x1= 59,27500mm , x2= 70,27520mm , dk= 2,9853mm

średnica otworu wynosi:

D= 13,9855mm

Wartość niepewności pomiaru przy pomiarze wymiarów wewnętrznych obliczamy ze wzoru:

ep=±(1,5 + L/200)m

L - mierzona długość w mm

L= D

ep=±1,56993m

ep=±2m

D= 13,986±0,002mm

4.

Pomiar średnicy otworu na mikroskopie warsztatowym dużym z zastosowaniem nasadki czujnikowej.

Pomiar za pomocą nasadki czujnikowej jest pomiarem techniką stykowo-optyczną. Budowa i działanie mikroskopu są analogiczne do mikroskopu małego. Pomiar został rozpoczęty od ustawienia nasadki czujnikowej tak, aby oś jej przesuwu pokrywała się ze średnicą pierścienia. Pomiar przeprowadzony został w osi X. Następnie zmierzono odległości x1 i x2.

Srednicę otworu obliczamy ze wzoru:

gdzie :

x1 i x2 - wskazania przyrządu

dk - średnica kulistej końcówki pomiarowej

Dla :

x1= 17,091mm , x2= 4,380mm , dk= 3,0014mm

średnica wynosi:

L=15,712mm

Ponieważ pomiaru dokonano w jednej osi , całkowita niedokładność pomiaru jest równa niedokładności pomiaru na osi X .

ep=epx=±(A + 0,7K + BL + CHL)m

gdzie :

A,B,C,K - stałe

L - średnica otworu w mm

H - wysokość przedmiotu ustawionego na stoliku w mm

Dla mikroskopów warsztatowych wsp. K= 0 , ponieważ odpowiedni błąd występuje w wartości wsp. A ; pozostałe współczynniki są odpowiednio równe:

A= 5 , B= 1/28 , C= 1/3000 , H= 50mm

ep=±5,823m

ep=±6m

L= 15,712±0,006mm

---