Раздел 1 Геометрические измерения (теория)

Геометрические измерения или ещё в практическом применении – линейно – угловые измерения, в зависимости от количества выявленных размеров, по методам и средствам измерений разделяются на:

- дифференцированные (поэлементные);

- комплексные.

Дифференцированными (поэлементными) называются измерения, при которых у измеряемого объекта измерения (детали какой-либо машины) сложной формы каждый составляющий элемент или параметр называется отдельно и результаты наблюдения каждого параметра рассчитываются также отдельно. Так, при измерении параметров резьбы детали отдельно измеряют наружный, внутренний, средний диаметры, шаг и половину угла профиля резьбы. Дифференцированные измерения наиболее часто применяются при технологическом контроле, так как позволяют выявить отклонения отдельных элементов, которые вышли за пределы допускаемых значений, и установить, какой параметр технологического процесса оказывает доминирующее влияние на погрешность параметра при изготовлении и обеспечении размеров отдельных элементов конструкции детали.

Комплексныминазываются измерения, при которых оцениваются свойства, близкие к эксплуатационным. Такие измерения удобны для приемочного контроля.

Контактными называются такие измерения, при которых обеспечивается механический контакт средства измерения (СИ) и измеряемого объекта измерения (детали).

УниверсальнымиСИ называются такие СИ, которые при пользовании им в определенном диапазоне, вне зависимости от конфигурации измеряемого объекта измерения (ОИ), позволяют обеспечить необходимую точность измерения.

Средства измерения (приборы) специального назначения называются СИ, предназначенные для измерения ОИ по определенным параметрам (СИ для измерения резьбы, кулачков, зубчатых колес, шероховатости и др.).

Система мер длины – основная единица длины в современной Международной системе единиц (SI) –метр.

Метр– длина пути, проходимая светом в вакууме за интервал времени 1/299 799 458 секунды.(17-я ГКМВ, 1983 г., Резолюция 1). Определение метра, принятое в 1960 г. и основанное на переходе между уровнями 2_Р10 – 2_d5 атома КРИПТОНА – 86, отменено и осталось предметом истории метрологии.

Единицы физических (измеримых) величин, применяемые в отечественной и зарубежной практике, т. е. единицы измерения длины в других единицах длины:

1 мк (микрон – устаревший термин) = 1 микрометр (мкм) = 10^{-6 м = 10-3 мм.}

1 нм (милимикрон – устаревший термин) = 1 нанометр = 10^{-9 м = 10-6 мм.}

1 А (ангстрем – действовавший термин до 01.01. 1980 г.) = 10^{-10 м = 10-8 см.}

1м. Миля (морская миля, в морской навигации – пока действующий термин до срока, который будет впоследствии установлен) = 1852 м (точно); - единицы измерения длины в старых русских мерах:

1 линия = 2,54 мм; 1 дюйм = 10 линиям = 25,4 мм; 1 вершок = 4,44 см;

1 фут = 12 дюймам = 30,48 см; 1 аршин = 16 вершкам = 28 дюймам = 71,1 см;

1 сажень = 3 аршинам = 7 футам = 2,13 м; 1 верста = 500 саженям = 1,067 км.

Все остальные сведения можно получить из специальных учебников теоретической метрологии и курса «Методы и средства измерений, испытаний и контроля», а также из методических указаний по конкретным лабораторным работам.

Лабораторные работы №№ 1, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 выполняются на лабораторной установке «Методы измерения линейных величин МСИ 1».

Назначение:

Установка лабораторная "Методы измерения линейных величин МСИ 1" (далее - установка) предназначена для проведения лаборатор­ных практикумов по курсу "Методы и средства измерений, испытаний и контроля" в учебных заведениях от среднего профессионального образова­ния до ВУЗов. Установка обеспечивает возможность изучения средств и методов измерения линейных величин. Установка входит в состав типового комплекта оборудования для ла­боратории "Методы и средства измерений, испытаний и контроля". Установка должна быть выполнена в климатическом исполнении УХЛ 4.2 ГОСТ 15150 – 69.

Основные технические данные:

- габаритные размеры установки, мм, не более

длина 300

ширина 300

высота 300

- габаритные размеры образцов деталей, мм, не более:

длина 100

ширина 50

высота 30

диаметр 70

- габаритные размеры укладочного ящика, мм, не более

длина 300

ширина 300

высота 150

- материал изготавливаемых образцов деталей сталь

- количество образцов, шт. 5

- масса установки, кг, не более 15

- масса каждого образца, кг, не более 0,5

- масса укладочного ящика, кг, не более 0,5

- диапазон измерений средств измерения, мм

- индикатора часового типа ИЧ-10 0-10

- линейки измерительной 0-150

- микрометра типа МК 0-25

- микрометра зубомерного типа МЗ 0-25

- штангенциркуля типа ШЦ1 0-150

- штангенглубиномера типа ШГ 0-200

- цена деления отсчетного устройства средств измерения, мм
а) индикатора часового типа ИЧ-10 0,01
б) линейки измерительной 1
в) микрометра типа МК 0,001

г) микрометра зубомерного типа МЗ 0,002

д) штангенциркуля типа ШЦ1 0,1

е) штангенглубиномера типа ШГ 0,02

- предельные погрешности средств измерения, мкм
а) индикатора часового типа ИЧ-10 5
б) линейки измерительной 100
в) микрометра типа МК 3
г)микрометра зубомерного типа МЗ 5
д) штангенциркуля типа ШЦ 1 10
е) штангенглубиномера типа ШГ 4

- время подготовки установки к работе, мин, не более 5

Комплект поставки установки лабораторной «Методы измерения линейных величин МСИ 1» приведен в таблице 3.

Таблица 3 – Комплект лабораторной установки

Внешний вид установки представлен на рисунке 1

1 - поверочная плита; 2 - штатив с магнитным основанием; 3 - индикатор часового типа ИЧ - 10; 4 - призма поверочная, устройство базирования для цилиндрических образцов; 5 - набор образцов измерения.

Рисунок 1 – Внешний вид установки МСИ 1.

Образцы № 1, 2, 3 могут быть применены в ЛР № 1 «Измерения индикаторной скобой», в ЛР № 7, 8 «Измерение штангенинструментом», «Измерение с помощью штангенциркуля ШЦ-1-150-0,1». Образец № 4 «зубчатое колесо» может быть применён для ЛР № 3 и № 4 «Измерение зубчатого колеса» и «Измерение параметров зубчатого колеса штангензубомером». Образец № 5 может быть применён для ЛР № 6 «Средства контактного измерения среднего диаметра резьбы». К этой работе необходим образец с наружной резьбой по параметрам втулки резьбовой.

Лабораторная работа № 2 «Измерение углов угломером типа УН» может быть выполнена на лабораторной установке «Методы измерения угловых величин МСИ 5».

Назначение:

Установка лабораторная "Методы измерения угловых величин МСИ 5" (далее - установка) предназначена для проведения лаборатор­ных практикумов по курсу "Методы и средства измерений, испытаний и контроля" в учебных заведениях среднего профессионального образова­ния.

Установка обеспечивает возможность изучения средств и методов измерения угловых величин.

Установка входит в состав типового комплекта оборудования для ла­боратории "Методы и средства измерений, испытаний и контроля".

Установка должна быть выполнена в климатическом исполнении УХЛ 4.2 ГОСТ 15150 – 69.

Основные технические требования:

- габаритные размеры установки, мм, не более

а) длина 300

б) ширина 300

в) высота 300

2.2 Габаритные размеры образцов деталей, мм, не более:

длина 100

ширина 80

высота 70

2.3 Габаритные размеры укладочного ящика, мм, не более

длина 300

ширина 300

высота 150

2.4 Материал изготавливаемых образцов деталей сталь

2.5 Количество образцов, шт. 4

2.6 Масса установки, кг, не более 15

2.7 Масса каждого образца, кг, не более 0,5

2.8 Масса укладочного ящика, кг, не более 0,5

2.9 Диапазон измерений средств измерения:

глубиномера индикаторного ГИ 100М, мм 0-100

линейки измерительной, мм 0-150

нутромера индикаторного НИ-50, мм 18-50

угломера 4УМ, град 0-180

штангенциркуля ШЦ 150, мм 0-150

2.10 Цена деления отсчетного устройства средств измерения:
глубиномера индикаторного ГИ 100М, мм 0,01
линейки измерительной, мм 1
нутромера индикаторного НИ-50, мм 0,01
угломера 4УМ, град 1
штангенциркуля ШЦ 150, мм 1

2.11 Предельные погрешности средств измерения, мкм

глубиномера индикаторного ГИ 100М 0,01

линейки измерительной 100

нутромера индикаторного НИ-50 12

штангенциркуля ШЦ 150 10

2.12 Установка обеспечивает возможность измерения угловых
величин образцов различными средствами измерений.

2.13 Средний срок службы до списания, лет, не менее 5

2.14 Время подготовки установки к работе, мин, не более 5

3 Комплектность

Таблица 2 – Комплект поставки лабораторной установки МСИ 5

4 Устройство и принцип работы установки МСИ 5

Внешний вид установки представлен на рисунке 2.

Рисунок 2 Внешний вид установки МСИ 5

1 - Поверочная плита, измерительная плита, выставляется по уровню строго горизонтально, уровень плоскости плиты от пола должен быть на высоте 750 мм от пола; 2 - Штатив с магнитным основанием; 3 - Индикатор часового типа ИЧ - 10 (входит в комплект нутромера индикаторного НИ - 50; 4 - Устройство базирования для установки измеряемых образцов. В качестве этого устройства применена стандартная линейка синусная ЛС 143; 5 - Набор образцов измерения, укладывающихся в упаковочный ящик.

Лабораторных работ по измерению углов в настоящем сборнике лабораторного практикума всего только одна ЛР № 2, этого конечно недостаточно, но со временем их разработки будут прибавляться.

Для угломеров по ГОСТ 5378 – 88 типы 1 и 4 (рисунок 3, 4) обязательно применима мягкая упаковка (бархатная подстилающая пластина).

1 - основание; 2 - нониус, 3 – стопор; 4 – линейка; 5 -зажим; 6 - угольник;

А - измерительные поверхности Тип 1

1 - основание; 2 - нониус; 3 - стопор; 4 - линейка; 5 - зажим;

6 - угольник; 7 - сектор; А - измерительные поверхности. Тип 2

Рисунок 3 - Схемы угломеров типа 1 – 2 по ГОСТ 5378 – 88

1 - основание; 2 - нониус; 3 - стопор; 4-линейка; 5 – зажим; 6 - вспомогатель­ная линейка; А — измерительные поверхности. Тип 3

1 - основание: 2 — нониус; 3 — стопор;

А — измерительные поверхности. Тип 4

Рисунок 4 - Схема угломера типа 3-4 по ГОСТ 5378 - 88