1. Czym zajmuje się metrologia?

Metrologia to nauka o miarach. Współcześnie można ją określić jako naukę o zapewnieniu środkami technicznymi i organizacyjnymi poprawności pomiarów we wszystkich dziedzinach nauki, techniki i gospodarki

.2. Podaj przykłady wielkości

- Masa, długość, temperatura ciała (mierzona przyrządami pomiarowymi)

- Inteligencja, efektywność dydaktyczna procesu nauczania ( za pomocą standardowych testów)

- Twardość materiałów (np. za pomocą skali Mohsa)

3.Wyjaśnij znaczenie skrótów BIPM, GUM, EA

BIPM - Międzynarodowe Biuro Miar

GUM - Główny Urząd Miar

EA - Europejska Współpraca w dziedzinie Akredytacji

4.Wymień główne zadania metrologii

-definiowanie jednostki miar

- realizacja jednostki miary (zgodna z def.)

- utrzymywanie/zapewnienie najwyższej jakości

- odtwarzanie

- rozpowszechnianie

- stosowanie

5. Co to jest wielkość w sensie metrologicznym ?

Jest to właściwość ciała, zjawiska lub substancji, którą można wyróżnić jakościowo i wyznaczyć ilościowo ( np. masa, temperatura, prąd elektryczny, ładunek elektryczny )

8. Co to jest wartość wielkości ?

WIELKOŚĆ - (mierzalna) to właściwość (cecha) zjawiska, ciała lub substancji, którą można wyróżnić jakościowo i wyznaczyć ilościowo.

9. Co to jest pomiar ?

Pomiar - ilościowe wyznaczenie na drodze empirycznej jakiejś cechy zjawiska ciała lub procesu. Klasycznie pomiar określa się jako ustalenie stosunku mierzonej wielkości do innej wielkości tego samego rodzaju przyjętej za jednostkę miary

13. Co to jest wielkość podstawowa ?

Jest to taka wielkość którą można uznać za funkcjonalnie niezależną od siebie, tzn. żadna z tych wielkości nie powinna być wymiarowo uzależniona od pozostałych wielkości, powinny być wielk. pierwotn. o chartka. Natura. Których nie można określić za pomocą innych wielk.

14. Wymień wielkości podstawowe SI

	wielkość	jednostka	Ozn
1	Długość (l)	metr	m
2	Masa (M)	kilogram	kg
3	czas (t)	sekunda	s
4	Prąd elektryczny (I)	amper	A
5	Temperatura termodynamiczna (θ )	kelwin	K
	Liczebność materii (N)	mol	mol
7	Światłość (I)	kandela	cd

16. Wymień wielkości pochodne SI/ Wymień przynajmniej 10 jednostek pochodnych SI o nazwach i oznaczeniach specjalnych

	wielkość	jednostka	Ozn
1	Częstotliwość	herc	Hz
2	siła	niuton	N
3	Ciśnienie	paskal	Pa
4	Moc	wat	W
5	Ładunek elektryczny	kulomb	C
6	Napięcie elektr	wolt	V
7	Pojemność elektr	Farad	F
8	Opór elektr	om	Ω
9	Przewodność elektr	simens	S
10	Strumień magnet	weber	Wb
11	Indukcja magnet	Tesla	T
12	Indukcyjność	henr	H
13	Strumień świetlny	lumen	lm
14	Natężenie oświetlenia	luks	lx
15	Aktywność ciała promieniotwórczego	bekerel	Bq
16	Dawka pochłoniętego prom	grej	Gq
17	Równoważnik dawki pochł	siwert	Sv
18	Temperatura Celcjusza		ºC
19	Kąt płaski	radian	Rad
20	Kąt bryłowy	steradian	Sr

18. Wymień kilka ( 7 ) przedrostków do tworzenia dziesiętnych wielokrotności i podwielokrotności jednostek SI

nazwa	oznaczenie
hekto	h	10^2
kilo	k	10^3
mega	M	10^6
giga	G	10^9
`	d	10^-1
mili	m	10^-3
mikro	µ	10^-6
piko	p	10^-12

27. Wymień przykładowe właściwości i charakterystyki metrologiczne przyrządów pomiarowych

Właściwość metrologiczna przyrządu pomiarowego jest to cecha przyrządu pomiarowego charakteryzująca ten przyrząd i mogąca mieć wpływ na wyniki i błędy pomiaru

Charakterystyka metrologiczna przyrządu pomiarowego jest to reprezenta­cja matematyczna właściwości metrologicznych określonego przyrządu pomia­rowego w formie wartości liczbowej, wykresu lub tablicy.

Przykłady charakterystyk:

— błąd powtarzalności wskazań przyrządu pomiarowego,

— błąd poprawności przyrządu pomiarowego,

— wykres zależności sygnału pomiarowego wyjściowego od sygnału wejścio­wego przyrządu pomiarowego w określonych warunkach.

Charakterystyka dynamiczna przyrządu pomiarowego — charakterystyka właściwości metrologicznych przyrządu pomiarowego w jego stanie nieusta­lonym i na ogół zmieniająca się w czasie.

Dokładność przyrządu pomiarowego jest to zdolność przyrządu pomiarowego do dawania wskazań blis­kich wartości prawdziwej (rzeczywistej) wielkości mierzonej.

War. odniesienia- war. użytkowania przyrządu pom. ustalone przepisami dla sprawdzania przyrządu pom. lub dla zapewnienia wiarygodności porównania wyników pom. Warunki pomiaru określa się przez wartość odniesienia lub zakres odniesienia dla wielkości wpływających.

Zakres pom.-to zakres wart. wielk., których pom. może być dokonany z błędem zawartym w określonych granicach

Podziałka- jest uporządkowanym zbiorem wskazów-kresek lub innych znaków naniesionych na podziałkę urządzenia pom.

Zakres podziałki-to podział zaw. Między skrajnymi wskazami podział., odpowiadającymi dolnej i górnej granicy zakresu wskazań.

Urządzenie wskazujące-to zespół element. przyrządu pom. wskazujący wart. wielk. mierzonej analogowo i cyfrowo.

Rozdzielczość- to różnica wskazań urządzenia wskazującego, która może być zauważona w wyraźny sposób.

Dokładność przyrządu pomiarowego jest to zdolność przyrządu pomiarowego do dawania wskazań blis­kich wartości prawdziwej (rzeczywistej) wielkości mierzonej.

Poprawność- to właściwość przyrz. polegająca na tym, że jego wskazania są pozbawione błędu systematycznego.

31. Wyjaśnij pojęcia zakres pomiarowy i zakres podziałki

Zakresem pomiarowym przyrządu pomiarowego jest zakres wartości wielkości, których pomiar może być dokonany z błędem za­wartym w określonych granicach. Na przykład zakresy pomiarowe mikrometrów do wymiarów zewnętrznych wynoszą: 0-25 mm, 25-50 mm, 50-75 mm itd.

Granica górna zakresu pomiarowego — wartość największa zakresu po­miarowego.

Granica dolna zakresu pomiarowego — wartość najmniejsza zakresu po­miarowego.

Zakres podziałki jest to przedział zawarty między skrajnymi wskazami podziałki, odpowiadającymi dolnej i górnej granicy zakresu wskazań. Przedział między dwoma dowolnymi sąsiednimi wskazami podziałki nosi nazwę działki elementarnej.

32. Co to jest działka elementarna, długość działki elementarnej i wartość działki elementarnej

Działka elementarna - to przedział między dwoma dowolnymi sasiednimi wskazami

Podziałki

Długość działki elementarnej - jest długością odcinka lub łuku linii podstawowej podziałki między osiami dwóch sąsiednich wskazów

Wartość działki elementarnej - jest wartością wielkości mierzonej odpowiadającej działce elementarnej Linia podstawowa podziałki jest to linia (zaznaczona lub nie), która przechodzi przez środki najkrótszych kresek podziałki kreskowej.

33. Co to jest rozdzielczość przyrządu pomiarowego

Rozdzielczość (urządzenia wskazującego) jest to najwięk­sza różnica wskazań urządzenia wskazującego, która może być zauważona w wyraźny sposób. Dla urządzenia wskazującego cyfrowego jest to różnica wskazań odpowiadająca zmianie o jednostkę najmniej znaczącej cyfry.

34. Co to jest czułość przyrządu pomiarowego

Czułość (przyrządu pomiarowego) jest to stosunek przy­rostu sygnału wyjściowego przyrządu pomiarowego do przyrostu odpowiedniego sygnału wejściowego. W przyrządach pomiarowych zaopatrzonych w podziałkę kreskową czułość można obliczyć jako stosunek długości działki elementarnej do jej wartości. W przyrządach do pomiaru długości i kąta czułość często nazywa się przełożeniem.

35. Co to jest błąd wskazań przyrządu pomiarowego

Błąd (wskazania) przyrządu pomiarowego jest to składowa błędu pomiaru, pochodząca od przy­rządu pomiarowego użytego do wykonania pomiaru. Przy porównywaniu przy­rządu z wzorcem odniesienia błąd (wskazania) przyrządu pomiarowego jest to wskazanie przyrządu minus wartość prawdziwa odpowiedniej wielkości wej­ściowej. Wartość prawdziwa (rzeczywista) nie może być określona, w praktyce więc wykorzystuje się wartość umownie prawdziwą.

36. Co to jest powtarzalność przyrządu pomiarowego

Powtarzalność przyrządu pomiarowego jest to właści­wość przyrządu pomiarowego do dawania zbliżonych do siebie wskazań w serii pomiarów tej samej wartości wielkości mierzonej. Jako wskaźnik powta­rzalności przyjmuje się na ogół odchylenie standardowe eksperymentalne pojedynczego wskazania w serii wskazań przyrządu pomiarowego.

37. Co to jest histereza ?

Jest to właściwość przyrządu pomiarowego polegająca na tym że sygnał wyjściowy w odpowiedzi na dany sygnał wejściowy zależy od kolejności poprzednich sygnałów wejściowych

38. Co to jest pełzanie ?

Jest to powolna zmiana w czasie charakterystyki metrologicznej przyrządu pomiarowego

39. Co to jest czas odpowiedzi ?

Jest to przedział czasu zawarty między chwilą gdy sygnał wejściowy ulega określonej skokowej zmianie i chwila od której sygnał wyjściowy osiąga wartość końcową stałą w określonych granicach

40. Co to jest błąd graniczny dopuszczalny MPE przyrządu pomiarowego ?

To wartości skrajne błędu dopuszczone przez warunki techniczne lub wymagania dotyczące danego przyrządu pomiarowego

41. Opisz budowę suwmiarki

1.prowadnica.

2.suwak z noniuszem

3.szczęka krawędziowa

4.wysówka

5.szczęka płaskokrawędziowa

6.zacisk.

42. Naszkicuj 2 rozwiązania noniusza suwmiarki umożliwiającego odczytywanie wskazań z dokładnością 0,1 mm

przykład pierwszy: pomiar wskazuje 31mm. przykład drugi: pomiar wskazuje 59.8mm.

43. Naszkicuj 2 rozwiązania noniusza suwmiarki umożliwiającego odczytywanie wskazań z dokładnością 0,05 mm

44. Opisz budowę mikrometru

1.kabłąk

2.wrzeciono ze śrubą mikrometryczną

3.kowadełko

4.tuleja z nakrętką mikrometryczną

5.bęben

6.sprzęgiełko

7.zacisk.

W przyrządach mikrometrycznych wartość wielkości mierzonej odczytuje się bezpośrednio.

Funkcję wzorca pełni podziałka śruby mikrometrycznej zwykle o wartości 0,5 mm.

Połączony ze śrubą m. bęben ma na swym obwodzie 50 działek elementarnych .

Obrót bębna o jedną działkę elementarną powoduje przesunięcie śruby mikrometrycznej z wrzecionem o 0,01mm .

45. Dokładność mikrometru

1μm=0,001 mm

46. Rodzaje przyrządów mikrometrycznych

- mikrometry zewnętrze

- mikrometry wewnętrzne

- średnicówki mikrometryczne

- głębokościomierze mikrometryczne

47. Nacisk pomiarowy przyrządów mikrometrycznych

5 - 10 N.

48. Zakres pomiarowy mikrometru

Przesuw pomiarowy wrzeciona przyrządów mikrom. w większości przypadków jest równy 25 mm.

49. Wartość działki elementarnej mikrometru

0,01mm = 10m

50. Jakich wzorców używa się w pomiarach czujnikami ? Naszkicuj przykładowy schemat pomiaru Używa się płytek wzorcowych. Najpierw ustawiamy czujnik za pomocą płytek na wskazanie zerowe, potem odczyt. różnicę wym. między mierzonym przedmiotem i stosem płytek. Schemat pom:

1-czujnik, 2-stos płytek wzorc, 3-przedmiot mierzony, w1 i w2-wskazania czujnika

51. Co to jest różnicowa metoda pomiarowa ? Polega ona na pomiarze niewielkiej różnicy pomiędzy mierzoną i znaną wartością tej samej wielkości. Typowym przykładem będzie tu zastosowanie komparatorów czujnikowych, nastawionych na określony wymiar za pomocą płytki wzorcowej i następnie użytych do określenia odchyłek wymiarów kontrolowanych przedmiotów przy czym wartość tych odchyłek odczytuje się wprost ze wskazań czujnika

52. Co to jest błąd pomiaru ?

Jakościowa definicja błędu pomiaru: błąd pomiaru - niezgodność wyniku pomiaru z wartością wielkości mierzonej

Ilościowa definicja błędu pomiaru: błąd bezwzględny δ - różnica algebraiczna między wynikiem pomiaru x a wartością wielkości mierzonej x_w .

δ= x - x_w

Na podstawie tej definicji otrzymuje się:

1. błąd bezwzględny rzeczywisty

δ_rz= x - x_rz

2. błąd bezwzględny poprawny

δ_p= x - x_p

Niekiedy błąd pomiaru wyraża się jako błąd względny ε, tj. stosunek błędu bezwzglednego δ do wartości wielkości mierzonej x_w.

ε= δ/x_w

53. Podaj klasyfikację błędów pomiaru

- b. systematyczne

- b. przypadkowe

- b. nadmierne

55. Wyjaśnij pojęcie warunki powtarzalności

warunki, w których niezależne wyniki badania takich samych jednostek badania są otrzymane: za pomocą tej samej metody, w tym samym laboratorium, przez tego samego operatora, z użyciem tego samego wyposażenia, w krótkich odstępach czasu.

56. Co to są błędy systematyczne ?

Błąd systematyczny - przy wielokrotnym powtarzaniu pomiarów tej samej wielkości określonej, w warunkach powtarzalności, jest stały. Można go też opisać inaczej: jest równy błędowi pomiaru minus błąd przypadkowy. Albo jest to różnica między średnią z nieskończonej liczby wyników pomiarów tej samej wielkości mierzonej, wykonanych w warunkach powtarzalności, a wartością prawdziwą wielkości mierzonej.

57. Przykłady błędów systematycznych.

- b. systematyczny temperaturowy

- b. temperaturowy w pomiarze metodą bezpośrednią

- b. temperaturowy w pomiarze metodą różnicową

Błąd systematyczny temperaturowy- temperatura jest wielkością, która w pomiarach długości ma wyjątkowo duży wpływ na dokładność pomiarów. Jako temperaturę odniesienia przyjmuje się 20⁰C i wyniki pomiarów powinny być podawane dla przedmiotów o takiej temperaturze.

Błąd systematyczny temperaturowy δ_t oblicza się ze wzoru:

δ_t = L[α_p(t_p-20⁰C)-α_n(t_n-20⁰C)]mm

Błędy systematyczne odkształceń sprężystych

58. Co to są błędy przypadkowe ?

Błąd którego wartość przy wielokrotnym powtarzaniu pomiaru tej samej wielkości określonej w warunkach powtarzalności zmienia się w sposób nieprzewidzialny na wskutek różnych zjawisk przypadkowych. Błąd ten traktuje się jako zmienną losową

59. Co to są błędy nadmierne ?

Są związane z poprawnością przeprowadzonego pomiaru. Błąd wynikający z nieprawidłowego wykonania pomiaru: pomyłki przy odczytywaniu, usterki w przyrządzie pomiarowym, niewłaściwe zastosowanie narzędzi pomiarowych

60. Co to jest poprawka

Za poprawność może być wyznaczona dla wzorca miary lub przyrz. pom. Znajomość poprawek jest równa błędowi wskazania wzorca przyrz. pom. za znakiem przeciwnym

61. Co to jest wart. prawdziwa wielk.

wartość prawdziwa: rzeczywista wartości mierzonej wielkości, która zazwyczaj pozostaje nieznana, ale może być przybliżona za pomocą estymatora, którym zwykle jest średnia, o ile zjawisko jest opisywane rozkładem Gaussa lub pokrewnym, w innych przypadkach sprawy wymagają głębszej analizy

62. Co to jest wart. umownie prawdziwa wielk?

średnia arytmetyczna ze wszystkich wyników po odrzuceniu wyników oddalonych

63. Co to jest wynik surowy i wynik poprawiony?

Wynik surowy - wynik pomiaru przed korekcją błędu systematycznego. (p + x = xp)→ wart. umownie prawdziwa

Wynik poprawiony - wynik pomiaru po korekcji błędu systematycznego.(p= xp-x=-(x-xp)=-δ)

64. Co to jest wielk. wpływająca? Przykłady

Wielkość wpływająca- wielk. która nie będąc celem pom. wywiera wpływ na wart. wielk. mierzonej lub na wskazania przyrz. pom. (Np. temp., ciśnienie, nacisk pom., wilgotność, natężenie pola elektrycznego, natężenie pola magnetycznego, przyspieszenie ziemskie itp.)

65. Co to jest niepewność pomiaru ?

Niepewność pomiaru - to przedział wartości rozłożony symetrycznie względem wyniku pomiaru, w którym (przedziale) z określonym prawdopodobieństwem jest zawarty błąd pomiaru. Wartość niepewności pomiaru umożliwia wyznaczenie dwóch wartości, między którymi jest zawarta wartość rzeczywista wielkości mierzonej.

Niepewność pomiaru zależy od:

• Wykorzystywanego przyrządu pomiarowego

• Osoby wykonującej pomiar

• Oświetlenia, temperatury

• Warunków wykonywania pomiaru

• Kształtu wykonywania pomiaru

• Kształtu przedmiotu mierzonego

79. Co to jest standardowa i rozszerzona niepewność pomiaru?

Standardowa niepewność pomiaru - niepewność wyrażona w formie odchylenia standardowego.

Rozszerzona niepewność pomiaru (U)- to wielkość określająca przedział wokół pomiaru, od którego to pomiaru oczekuje się, że obejmie dużą część rozkładu wartości, które w zasadniczy sposób można przypisać wielkości mierzonej.

80. W jaki sposób oblicza się (standardową) niepewność pomiaru?

Niepewnością standardową wyniku
pomiaru wielkości X nazywamy odchylenie standardowe eksperymentalne średniej arytmetycznej, które
oblicza się ze wzoru.

Niepewność obliczana w ten sposób jest niepewnością standardową obliczoną metodą typu A. Niepewność standardową szacuje się metodą typu B w przypadku, gdy dostępny jest tylko jeden wynik pomiaru albo gdy wyniki nie wykazują rozrzutu. Wówczas niepewność standardową ocenia się na podstawie wiedzy o danej wielkości lub o przedziale, w którym wartość rzeczywista powinna się mieścić.

81. Na czym polega szacowanie niepewności pomiaru metodą A ?

Metoda A - polega na obliczaniu niepewności drogą analizy statystycznej serii pojedynczych wyników pomiarów. Praktycznie wchodzą w grę następujące trzy przypadki:

— jeżeli wykonano n (n ≥ 10) pomiarów, dla których obliczono wartość

średnią x i odchylenie standardowe eksperymentalne s, to za wynik

przyjmuje się
, a związany z powtarzalnością składnik niepewności

standardowej u oblicza się wg wzoru

— jeżeli wykonano n (2 ≤ n < 10) pomiarów, dla których obliczono
i s, to za wynik przyjmuje się
, a za składnik niepewności standardowej u obliczone wg wzoru:
gdzie k przyjmuje się wg tablicy

• jeżeli wykonano n (n ≥. l) pomiarów i jeżeli dostępna jest wartość S_p (obliczona na podstawie wykonanych wcześniej eksperymentów pod dobrą kontrolą statystyczną), to za wynik przyjmuje się
  a za składnik niepewności standardowej u obliczone wg wzoru:
  

82. Na czym polega szacowanie niepewności pomiaru metodą B ?

Do szacowania niepewności standardowej typu B wykorzystuje się wszystkie dostępne informacje o czynnikach mogących mieć wpływ na nie­pewność pomiaru. Takimi informacjami mogą być m.in. ogólna znajomość zjawisk występujących przy pomiarze, właściwości przyrządów, informacje po­dane przez producenta, dane uzyskane w czasie kalibracji, niepewności wzięte z literatury.

Dane wejściowe do metody B stanowi:

-Założenie, że dany wpływ ma rozkład normalny i znana jest niepewność oraz związany z nią poziom ufności. Problem sprowadza się do wyliczenia na podstawie znanej wartości a i poziomu ufności P, przy założeniu rozkładu normalnego, wartości współczynnika k, przez który należy podzielić wartość a, żeby otrzymać niepewność standardową u. Sprowadza się to do rozwiązania równania
i obliczenia u z
Dla poziomu ufności 0,90; 0,95 i 0,99 wartości współczynnika k wynoszą 1,64; 1,96 i 2,58.

-Założenie, że dany wpływ ma rozkład(inny niż normalny), tzn. znany jest charakter rozkładu i zakres
możliwych błędów. Przyjmuje się jako model jeden z wymienionych rozkładów: trójkątny, jednostajny(prostokątny, równomierny), antymodalny V lub antymodalny U

83. Co to jest złożona niepewność standardowa ?

Niepewność standardowa w pomiarze pośrednim u_c (gdy mierzy się więcej wielkości niż jedną)

84. Co to jest niepewność względna ?

Jest to stosunek niepewności pomiaru do wartości wielkości mierzonej

85. Wymień grupy przyczyn błędów pomiaru

• pochodzące od przyrządu pomiarowego

• od operatora

• od warunków w jakich wykonano pomiar

• od zastosowanej strategii pomiaru

86. Podaj przykłady błędów pomiaru pochodzących od przyrządu pomiarowego.

Niewłaściwe wyskalowanie, niewłaściwe wyzerowanie, brak płaskości i równoległości końcówek pomiarowych

87. Podaj przykłady błędów pochodzących od operatora

1. błędy nastawienia

• błąd pokrywania się kresek krzyża głowicy kątowej z krawędzią mierzonego przedmiotu

• błąd wprowadzenia kresek głowicy kątowej w bisektory nasadki czujnika mikrometrycznego

• błąd oceny braku prześwitu pomiędzy mierzonym przedmiotem, stosem płytek a krawędzią linii

2. błędy odczytania

• interpolacji- spowodowane niedokładną oceną wzrokową położenia wskazówki względem 2 sąsiednich wykazów między którymi znajduje się wskazówka

• koincydencji- błąd położenia 2 kresek w linii

• środkowego położenia kreski wzorca w bisektorze przyjmuje wartość najwyższą

• parametryczny- powstaje wskutek istnienia odstępu między wskazówką a podzielnią na której naniesione są wskazy podziałki i występuje gdy kierunek patrzenia nie jest poprawny

88. Przykłady błędów pomiaru pochodzących od warunków, w jakich wykonano pomiar.

• temperatura, wilgotność, pole magnetyczne, oświetlenie, hałas, skład powietrza

89. Przykłady błędów pomiaru pochodzących od zastosowanej strategii pomiaru.

• związane z mechanicznym układem nośnym maszyny

• związane z systemem lokalizacji punktu styku ( powtarzalność, histereza, błędy wzorcowania )

• związane z systemem pomiarowym i głowicą pomiarową

• związane z odkształceniami sprężystymi

• związane z opracowaniem informacji pomiarowej ( drgania, warunki, temperatura )

• związane z samym mierzonym przedmiotem ( sztywność, masa )

90. Podaj przykłady błędów odkształceń sprężystych

• związane z dokonywaniem pomiaru długości

• związane z naciskiem pomiarowym

• związane z promieniem krzywizny

• związane z użyciem nieprawidłowych wzorców ( kształt, materiał, chropowatość ) przy mierzeniu określonego przedmiotu

• związane z ugięciem

• związane ze skróceniem rzutu długości pręta

91. Co to jest błąd temperaturowy i jakie czynniki wpływają na jego wartość?

Jest to jeden z rodzajów błędów systematycznych oznaczany jako δ. Temperatura jest wielkością która w pomiarach długości ma duży wpływ na dokładność pomiarów. Za temperaturę odniesienia przyjmuje się 20 ^oC i wyniki powinny być podawane dla przedmiotów o takiej temperaturze.

Oblicza się go wg wzoru δ_t = L[α_p(t_p-20⁰C)-α_n(t_n-20⁰C)]mm

Czynnikami wpływającymi na jego wartość są:

• wydłużenie i skrócenie pręta

• różnica temperatury mierzonego przedmiotu i przyrządu pomiarowego

• temperatura pomieszczenia gdzie przeprowadzany jest pomiar

92. Ile wynosi współczynnik rozszerzalności liniowej dla stali?

Wynosi: α = 11,5·10^-6 1/ºC

93. O ile zmieni się długość płytki wzorcowej o długości 100 mm po zmianie temperatury o 2 stopnie Celcjusza ?

Przyjmuje się, że zmiana długości jest proporcjonalna do zmiany temperatury, co wyraża wzór na rozszerzalność liniową:

gdzie:

- długość przedmiotu po zmianie temperatury,

- długość początkowa,

- współczynnik rozszerzalności liniowej,

- przyrost temperatury.

Zakładając, że płytka jest stalowa, to jej długość zmieni się o 2,3 μm

X=100(1+11,5*10^-6*2)= 100,0023 mm

94. Podaj przykłady eliminacji błędów systematycznych

1. usunięcie źródeł błędu

2. wprowadzenie poprawek do wyniku pomiarów

• obliczonych

• wyznaczonych doświadczalnie ( pomiary różnymi metodami )

95. Podaj przykłady korekcji błędów systematycznych

Przykłady likwidacji lub ograniczenia przyczyny błędu:

• wprowadzenie klimatyzacji pomieszczenia laboratoryjnego w celu uniknięcia błędów temperaturowych

• zredukowanie do zera lub ograniczenia nacisków pomiarowych aby uniknąć odkształceń sprężystych

• stosowanie odpowiednich rozwiązań konstrukcyjnych przyrządów pomiarowych96. Podaj przykłady kompensacji błędów systematycznych

Kompensacja błędu systematycznego polega na takim zaprojektowaniu procesu pomiarowego aby podczas przeprowadzenia pomiaru powstały błąd systematyczny został zrównoważony drugim błędem o takiej samej wartości bezwzględnej lecz o przeciwnym znaku algebraicznym. Np. w pomiarze podziałki gwintu zewnętrznej mikroskopem pomiarowym błąd spowodowany niepokrywaniem się osi gwintu z kierunkiem pomiaru jest kompensowany pomiarami podziałki po obu stronach gwintu

97. Podaj wzór na błąd w pomiarach pośrednich

gdzie: Y - wielkość mierzona pośrednio, X₁,X₂,...,X_n - wielkości mierzone bezpośrednio ,

gdzie:
- błąd systematyczny w pom. pośrednich,

- błędy systematyczne cząstkowe

98. Opisz sposób postępowania w celu wyznaczenia niepewności pomiaru

Metoda porównawcza - polega na przeprowadzeniu i opracowaniu wyników wielokrotnego pomiaru wykalibrowanego wzorca o wymiarze zbliżonym do wymiaru zbliżonej cechy. Dla przykładu aby określić niepewność pomiaru średnicy otworu walcowego eksperyment należy wykonać przy użyciu pierścienia wzorcowego o zbliżonej średnicy. Pierwszy składnik niepewności pomiaru stanowi niepewność kalibracji.

Wskazane jest po każdym pomiarze przymocowanie wzorca.

Na podstawie przeprowadzonych pomiarów oblicza się wartość średnią i odchylenie standardowe.

99. Co to jest spójność pomiarowe ( odtwarzalność )

Jest to właściwość wyniku pomiaru lub wzorca jednostki miary polegająca na tym że można ją powiązać z określonymi odniesieniami na ogół z wzorcami państwowymi lub międzynarodowymi

100. Co to jest sprawdzenie przyrządu pomiarowego ?

Wyznaczanie i porównywanie z wartościami dopuszczalnymi wszystkich lub niektórych spośród niżej podanych parametrów:

• odchyłki płaskości i prostoliniowości powierzchni i krawędzi pomiarowych

• odchyłki równoległości płaskich powierzchni i krawędzi pomiarowych

• grubości walcowych końcówek szczęk, promienia ich zaokrąglenia i bocznego przesunięcia promienia krzywizny

• błędy wskazań

• nacisku pomiarowego

• 101. Dlaczego przyrządy pomiarowe należy wzorcować

Aby zapewnić wiarygodność wyników.

102. Wymień sposoby korekcji błędów systematycznych. Podaj przykłady. wprow. klimatyzacji pomieszczenia laboratoryjnego w celu uniknięcia b. temp.; zredukowanie do 0 lub max ograniczenia przyczyny błędów; stosowanie odpowiednich rozwiązań konstrukcyjnych prz. pom.; nacisk pom.

103. Wymień sposoby eliminacji błędów systematycznych. Podaj przykłady. a)usunięcie źródeł błędu b)wprowadzenie poprawek do wyniku pomiarów -obliczonych, wyznaczonych doświadczalnie ( pomiary różnymi metodami )

113. Działanie interferometru

Strumień światła laserowego rozdziela się w pryzmacie 2 na dwie wiązki. Wiązka pomiarowa biegnie do reflektora 4, wiązka odniesienia zaś do reflektora 3. Po odbiciu wiązki wracają do pryzmatu 2, gdzie następuje interferencja. W płaszczyźnie fotodetektora 5 powstają prążki interferencyjne. Przesuwaniu reflektora 4 towarzyszy przesuwanie się układu prążków. Fotodetektor 5 otrzymuje więc sinusoidalny sygnał w postaci zmian natężenia światła. Sygnał ten zostaje przetworzony na elektryczny. Po ewentualnej interpolacji i zliczeniu

impulsów otrzymuje się wartość przesunięcia

gdzie: n — liczba impulsów, λ — długość fali użytego promieniowania, k —

współczynnik interpolacji.

Zasada działania interferometru a) z laserem jednoczęstotliwościowym, b) z laserem

dwuczęstotliwościowym; / — laser, 2 — pryzmat dzielący, 3 — reflektor stały, 4 — reflektor

ruchomy, 5 — fotodetektor, 6 — przetwornik, 7 — interpolator, 8 — urządzenie wskazujące

114. Zjawisko rozszerzalności cieplnej

Rozszerzalność cieplna- właściwość fizyczna ciał polegająca na zwiększaniu się ich długości (rozszerzalność liniowa) lub objętości (rozszerzalność objętościowa) w miarę wzrostu temperatury.

l*α (ϑ₂-ϑ₁)

gdzie:

ϑ₂-ϑ₁ różnica temperatur

l- długość elementu

α- współczynnik rozszerzalności liniowej

115. Centralne twierdzenie graniczne

jedno z najważniejszych twierdzeń rachunku prawdopodobieństwa, uzasadniające powszechne występowanie w przyrodzie rozkładów zbliżonych do rozkładu normalnego

116. Budżet niepewności

Jest to przedstawienie wszystkich składowych złożonej niepewności standardowej zwykle w formie tabeli.

117. Wzór na niepewność pomiaru w pomiarach pośrednich

W przypadku pomiarów pośrednich złożoną niepewność standardową oblicza

się według wzoru

który w przypadku nieskorelowanych czynników wejściowych sprowadza się do

znanego wzoru

118. Co to jest wzorzec miary i jego klasyfikacja

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:

-kreskowe

-końcowo-kreskowe

-inkrementalne

-kodowe

-końcowe

-falowe

119. Co to jest przyrząd pomiarowy i jego klasyfikacja

Jest to urządzenie przeznaczone do wykonywania pomiarów, samodzielnie lub w połączeniu z jednym albo z wieloma urządzeniami dodatkowymi. Przyrządy pomiarowe:

-przyrządy suwmiarkowe

-przyrządy mikrometryczne

-czujniki

-maszyny pomiarowe (długościomierze, wysokościomierze, mikroskopy i projektory oraz współrzędnościowe maszyny pomiarowe)

-przyrządy do pomiaru kątów

-interferometry

-przyrządy do pomiarów chropowatości i falistości powierzchnii

- przyrządy do pomiaru odchyłek kształtu i położenia

-przyrządy do pomiarów kół zębatych

- inne przyrządy pomiarowe

120. Jak działa inkrementalny układ pomiarowy

Wspólną cechą konstrukcyjną wszystkich wzorców inkrementalnych są strefy

(pasma) na przemian aktywne i pasywne naniesione na szklane lub metalowe

liniały.

121. Płytki wzorcowe

Klasy dokładności: 0, 1, 2, K. Stosuje się komplety płytek wzorcowych: mały, duży, średni, a także mikrometryczny, uzupełniający małe wymiary i uzupełniający duże wymiary. Wykonywane są z zirkonium, stali, węglików spiekanych, materiału ceramicznego.

122. Zasady składania stosów płytek wzorcowych

Liczba płytek tworzących stos nie powinna być zbyt duża (najlepiej ≤6). Najpierw należy dobrac płytki o wymiarach z końcówkami w μ, setnych częściach mm, dziesiętnych częściach mm, a dopiero później plytki o długościach nominalnych wyrażających się całymi mm.

123. Długość nominalna płytki wzorcowej

Jest to wymiar odniesienia, względem którego określa się odchyłki graniczne długości płytki (dopuszczalne wartości odchyłek)

124. Wałeczki pomiarowe

Są to wzorce końcowe, których średnice odtwarzają wzorcowe wymiary. Znajdują zastosowanie w pomiarach średnic podziałowych gwintów zewn., niektórych parametrów kół zębatych, kątów stożków zewn., promieni łuków itp.

125. Kulki pomiarowe

Wzorce końcowe stosowane w pomiarach kątów stożków wewn., średnic otworów, średnic podziałowych gwintów wewn. Itp.

126. Zasada Abbego

wymóg dokładnej i poprawnej konstrukcji przyrządu do mierzenia długości, zgodnie z którym aby mierzona długość i mierzący ją wzorzec muszą leżeć na jednej prostej. Przyrządy o konstrukcji nie spełniającej postulatu Abbego mogą dawać błędne pomiary.

127. Co to jest sprawdzian?

Urządzenia techniczne przeznaczone do ściśle określonych zadań; służą do stwierdzenia, czy badany wymiar jest zawarty między wymiarami granicznymi lub sprawdzania kształtów elementów a także elementów o złożonej postaci geometrycznej.

128. Istota współrzędnościowej techniki pomiarowej

Istota współrzędnościowej techniki pomiarowej polega na tym, że informacja o postaci i wymiarach poszczególnych elementów mierzonego przedmiotu odbierana jest jako zbiór współrzędnych punktów, które, w pewnym przestrzennym układzie współrzędnych (kartezjańskim, walcowym lub sferycznym),

zajmuje środek kulistej końcówki trzpienia pomiarowego stykającego się z powierzchnią mierzonego przedmiotu

129. Minimalna teoretyczna liczba punktów potrzebnych do wyznaczenia podstawowych elementów geometrycznych

Minimalna, teoretyczna liczba punktów potrzebnych do wyznaczenia elementu skojarzonego jest równa liczbie parametrów równania, które go opisuje. (punkt 1, prosta 2, płaszczyzna 3, okrąg 3, itd. )

130. Zalecana liczba punktów potrzebnych do wyznaczenia podstawowych elementów geometrycznych

Ze względu na stosowane algorytmy, jak również z uwagi na dokładność pomiaru zaleca się stosowanie większej liczby punktów, tym większej im większe są wymiary próbkowanej powierzchni. Większa od minimalnej liczba punktów pomiarowych służy również do kontroli poprawności przeprowadzonego pomiaru na podstawie otrzymanej w jego wyniku „odchyłki kształtu"

131. Rodzaje maszyn współrzędnościowych

Ze względu na stosowane rozwiązania konstrukcji nośnej można wyróżnić 5 rodzajów rozwiązań konstrukcyjnych maszyn:

— wspornikowe

— wysięgnikowe

— portalowe

— mostowe

— kolumnowe

134. Podstawowe oznaczenia chropowatości

a)żądana chropowatość powinna być uzyskana przez usunięcie materiału, określono dwustronne (górna Ra 0,7 μm, dolna Rz 3,1 μm) granice parametrów, rodzaj obróbki — szlifowanie, , b) chropowatość uzyskana przez usunięcie materiału, określono dwie jednostronne górne granice parametrów Ra 1,5 μm i Rz 6,7 μm, rodzaj obróbki — frezowanie, naddatek na obróbkę

1,5 mm,

c) chropowatość powierzchni uzyskana bez usuwania materiału i taka sama na całym zamkniętym zarysie, określona górna granica parametru Ra 3,1 μm,

1

---