Wydział Budowy Maszyn i Informatyki Bielsko - Biała, 01.03.2010

Rok akademicki: 2009/2010

Studia: stacjonarne/inż.

Semestr: 4

Kierunek/Specjalność: ZiIP

Grupa: Wtorek - godz. 14.15-16.00

LABORATORIUM

METROLOGII TECHNICZNEJ

Laboratorium nr 1

Wzorce i podstawowe przyrządy pomiarowe

Sprawozdanie
Do poprawy:
Zaliczone:

WZORCE I PODSTAWOWE PRZYRZĄDY POMIAROWE

Celem pierwszych ćwiczeń w laboratorium metrologii było poznanie podstawowych pojęć z zakresu metrologii, takich jak: wartość działki elementarnej, długość działki elementarnej, wzorzec, przyrząd pomiarowy, wskazanie analogowe, wskazanie cyfrowe, błąd wskazań, interpolacja, błąd paralaktyczny, zakres pomiarowy, warunki środowiskowe. Oraz poznanie podstawowych zasad posługiwania się przyrządami pomiarowymi, poznania ich budowy i charakterystyki metrologicznej.

WSTĘP TEORETYCZNY

1. Wzorce miar- zalicza się do nich wszystkie narzędzia pomiarowe, które odtwarzają jedną lub wiele znanych wartości danej wielkości, np. przymiary, odważniki, menzury.

Wzorce dzielimy na: kreskowe, końcowo-kreskowe, inkrementalne, kodowe, końcowe, falowe.

2. Przyrządy Suwmiarkowe - przyrząd, którym po prowadnicy zaopatrzonej w podziałkę kreskową milimetrową przesuwa się suwak popularnie zwany noniuszem, służący do zwiększania dokładności odczytywania wyniku pomiaru. Suwmiarki wraz z noniuszem służą do pomiarów wewnętrznych, zewnętrznych i mieszanych.

Mogą być z odczytem:

1. analogowym

2. cyfrowym

Przyrządy suwmiarkowe są produkowane z trzema rodzajami urządzeń wskazujących: noniuszem, czujnikiem i cyfrowym urządzeniem wskazującym. Rozróżnia się także zasadnicze ich typy: suwmiarki (jednostronne, dwustronne, dwustronne z głębokościomierzem), głębokościomierze, wysokościomierze.

a) W przyrządach z noniuszem do odczytywania dokładności pomiaru wykorzystywany jest wzorzec kreskowy nacięty na prowadnicy suwmiarki. Przyrządy te mają trzy klasy dokładności odczytu: 0,1 ; 0,05 ; 0,02 i module 1 lub 2.

b) W przyrządach z czujnikiem stosuje się wzorzec kreskowy nacięty na prowadnicy suwmiarki i dodatkowo wykorzystuje się mechaniczny (zębaty) przetwornik przemieszczania szczęki ruchomej względem prowadnicy. Wartość działki elementarnej czujnika wynosi najczęściej 0,02 mm.

c) W przyrządach z cyfrowym urządzeniem odczytowym wykorzystuje się najczęściej wzorce pojemnościowe. Rozdzielczość urządzenia odczytowego wynosi zwykle 0,01 mm. Zaletą tego przyrządu jest możliwość zerowania w dowolnym miejscu, co ułatwia pomiary metodą różnicową.

Niepewność pomiaru na tych urządzeniach wynosi:

e_p=  0,1 mm.

Suwmiarka dwustronna z głębokościomierzem

X = 30,7 mm

e_p =  0,1 mm

30,7  0,1 mm

3. Przyrządy Mikrometryczne - przyrząd pomiarowy, w którym wzorcem odniesienia jest bardzo dokładnie wykonana śruba mikrometryczna współpracująca z nieruchomą nakrętką.

Mikrometry mogą być:

• analogowy

• cyfrowy

Funkcję wzorca pełni śruba mikrometryczna o długości 25mm i skoku h=0,5mm. Posiada ona w swojej budowie sprzęgło przeciążeniowe, które zapewnia stały nacisk końcówki pomiarowej 500 do 700 G czyli 5 do 7 N.

Mikrometry mogą być również do pomiarów:

• kół zębatych

• drutu

• do narzędzi skrawających o nieparzystej liczbie ostrzy

Dokładność pomiaru mikrometru: 0,01 mm czasami 0,005mm

Rozróżnia się pięć zasadniczych typów przyrządów mikrometrycznych: mikrometry zewnętrzne, mikrometry wewnętrzne, średnicówki (dwu-, trójpunktowe), głębokościomierze oraz głowice mikrometryczne. Produkowane są również przyrządy mikrometryczne czujnikowe, do których zalicza się mikrometry czujnikowe z czujnikiem wbudowanym.

Największą grupę stanowią mikrometry zewnętrzne, należą do nich:

- mikrometry zewnętrzne z powierzchniami pomiarowymi płaskimi o średnicach wrzeciona 6 i 8 mm,

- mikrometry zewnętrzne z powierzchniami pomiarowymi płaskimi z wymiennym kowadełkiem,

- mikrometry zewnętrzne z kowadełkiem kulistym,

- mikrometry zewnętrzne z powierzchniami pomiarowymi kulistymi,

- mikrometry do kół zębatych,

- mikrometry do drutu,

- mikrometry do rur,

- mikrometry do narzędzi skrawających o nieparzystej liczbie ostrzy.

Osobną grupę stanowią mikrometry zewnętrzne do gwintów, służące do pomiaru średnicy podziałowej gwintu. Są one wyposażone w pary wymiennych końcówek pomiarowych dla różnych podziałek gwintów metrycznych i gwintów calowych rurowych oraz odpowiednie wzorce nastawne.

Przyrządy mikrometryczne podobnie jak suwmiarkowe rozróżnia się z podziałką kreskową o wartości działki elementarnej 0,01 mm (uzupełnioną czasem noniuszem) i z cyfrowym urządzeniem wskazującym o rozdzielczości 1 m. Śruby mikrometryczne mają najczęściej gwint o podziałce p = 0,5 mm lub p = 1 mm.

Mikrometr zewnętrzny.

Niepewność pomiaru na tych urządzeniach oblicz się według wzoru:

Przykład:

X = 13,723 m

13,723 0,005 m

4. Przyrządy czujnikowe.

Czujnik w metrologii jest to narzędzie pomiarowe służące do wykonywania pomiarów stykowych metodą różnicową.

Przyrząd czujnikowy jest to zamocowany czujnik w podstawie lub innym urządzeniu które daje możliwość pomiaru.

Czujnik pomiarowy składa się z czterech zespołów: urządzenia stykowo przesuwnego, urządzenia wytwarzającego nacisk pomiarowy, przetwornika, urządzenia wskazującego.

Rozróżniamy następujące typy czujników: mechaniczne (dźwigniowe, zębate, dźwigniowo-zębate, dźwigniowo-śrubowe, sprężynowe), optyczno-mechaniczne, elektryczne (elektrostykowe, indukcyjne, pojemnościowe), pneumatyczne, ikrementalne.

5. Płytki wzorcowe.

Płytki wzorcowe są jednomiarowymi końcowymi wzorcami długości i mają najczęściej kształt prostopadłościanów.

Rozróżniamy następujące klasy płytek wzorcowych: 00, 0, 1, 2, K. Płytki wzorcowe stosuje się w kompletach: duży (103 płytki), średni (76 płytek), mały (47 płytek). Każdy komplet płytek wzorcowych umożliwia zbudowanie dowolnego stosu co 0,005 mm, z tym częściej się stosuje stopniowanie co 0,01 mm. Graniczna liczba płytek w stosie wynosi od 2 do 5 (w zależności od wielkości kompletu).

6. Niepewność pomiaru.

Niepewność pomiaru jest to wartość o jaką mogliśmy się pomylić przy wykonywaniu pomiaru. Niepewność pomiaru zależy od:

3. przyrządu pomiarowego,

4. osoby, która ten pomiar wykonuje,

5. warunków wykonywania pomiaru,

6. temperatury w jakiej ten pomiar jest wykonywany,

7. oświetlenia w jakim jest wykonywany pomiar,

8. kształtu przedmiotu mierzonego,

---