V súčasnosti existuje veľké množstvo nástrojov, pomocou ktorých môžete vykonávať merania rôznych typov: lineárne, hmotnosti, teploty, výkonu atď. Prístroje sa líšia presnosťou, princípom činnosti, účelom a cenou.
Na správne vykonanie potrebnej práce by ste mali starostlivo zvážiť výber meracích prístrojov. Na druhej strane sú tiež rozdelené do niekoľkých typov v závislosti od zvažovaných kritérií.
Klasifikácia nástrojov
Meracie prístroje sú nástroje a prístroje, ktoré sa používajú na meranie fyzikálnych veličín. Pre každý z nich sú určené chyby uvedené v regulačných dokumentoch a technických predpisoch.
Meracie prístroje sú rozdelené do rôznych typov podľa nasledujúcich kritérií:
- zobraziť pracovný nástroj;
- princíp fungovania;
- porovnanie s akceptovaným štandardom;
- metrologická aplikácia.
Typy nástrojov
Najbežnejšie typy meracích prístrojov sú uvedené nižšie.
Measure je merací prístroj používaný na reprodukciu požadovanej veľkosti uvažovanej fyzikálnej veličiny. Napríklad závažie sa používa na reprodukciu požadovanej hmotnosti. Existujú jednohodnotové a viachodnotové miery a v niektorých prípadoch celé zásoby mier. Na reprodukovanie hodnoty iba jednej veľkosti je potrebné jednoznačné opatrenie. Viachodnotové miery sa používajú na určenie niekoľkých veľkostí fyzikálnych hodnôt (napríklad vyberajú meracie prístroje pre lineárne rozmery, pomocou ktorých môžete zistiť centimetre aj milimetre).
Referencia – meranie s veľmi vysokou úrovňou presnosti. Používajú sa na kontrolu správnosti meracích prístrojov.
Merací prevodník je merací prístroj, ktorý transformuje meraný informačný signál do inej formy. To uľahčuje prenos signálu na ďalšie spracovanie a uloženie. Ale prevedený signál nemôže byť vnímaný pozorovateľom bez použitia špeciálneho nástroja. Pre vizualizáciu musí byť signál prenesený do indikačného zariadenia. Preto je prevodník zvyčajne súčasťou kompletného dizajnu meracieho prístroja alebo sa používa v spojení s ním.
Meracie zariadenie - prostriedok na vykonávanie meraní, na ktorý sa zvyknegenerovanie signálu vo forme, ktorá je k dispozícii pre následnú vizualizáciu pozorovateľom. Existujú rôzne klasifikácie týchto zariadení v závislosti od skupiny faktorov. Podľa účelu sú rozdelené na univerzálne, špeciálne a kontrolné. Podľa konštrukčného zariadenia môžu byť mechanické, optické, elektrické a pneumatické. Podľa stupňa automatizácie sa delia na mechanizované, manuálne zariadenia, automatické a poloautomatické.
Meracia inštalácia je súbor nástrojov a pomocných prvkov kombinovaných na vykonávanie špecifickej funkcie. Účelom častí takejto inštalácie je generovať informačné signály vo forme, ktorá bude pre pozorovateľa pohodlná na vnímanie. V tomto prípade je celé meracie zariadenie zvyčajne stacionárne.
Merací systém - súbor nástrojov, ktorých prvky sú prepojené komunikačnými kanálmi umiestnenými v rámci celého kontrolovaného priestoru. Jeho účelom je zmerať jednu alebo viacero fyzikálnych veličín, ktoré existujú v skúmanom priestore.
Kritériá výberu
Pri výbere meracích prístrojov je potrebné v prvom rade zohľadniť presnosť, ktorú bude potrebné pri vykonávaní prác dosiahnuť. Je to uvedené v regulačných dokumentoch alebo v technickej dokumentácii k dielu.
Pri výbere nástroja na meranie by sa okrem toho mali brať do úvahy limitné odchýlky, ako aj metódy vykonávania práce a spôsoby ich kontroly.
Hlavným princípom výberu meradiel je ich súlad so stanovenými požiadavkami nazískanie spoľahlivých výsledkov v súlade s presnosťou stanovenou predpismi. Okrem toho je dôležité vziať do úvahy materiálové a časové náklady: mali by byť čo najmenšie.
Počiatočné údaje
Pre správny výber meracích prístrojov je potrebné mať počiatočné údaje o nasledujúcich bodoch:
- nominálna hmotnosť meranej hodnoty;
- hodnota rozdielu medzi najvyššou a najnižšou hodnotou;
- informácie o dostupných pracovných podmienkach pre merania.
Ak je potrebné vybrať merací systém s prihliadnutím na faktor presnosti, je potrebné vypočítať chybu. Vypočítava sa ako súčet chýb všetkých možných zdrojov (zariadenia na meranie, prevodníky hodnôt, normy) v súlade so zákonmi stanovenými pre každý zo zdrojov.
V prvej fáze sa vyberajú meracie prístroje na presnosť v súlade s požiadavkami diela. Pri výbere finálnej verzie sa berú do úvahy aj nasledujúce požiadavky:
- Pracovná oblasť množstiev, ktoré sú potrebné v procese práce.
- Rozmery nástrojov.
- Hmotnosť nástroja.
- Konštrukčné vlastnosti meracieho prístroja.
V metrológii si výber meradiel podľa kritéria presnosti vyžaduje prítomnosť nasledujúcich počiatočných údajov:
- zloženie meniteľných parametrov nástroja;
- hodnota tolerancie chýb pracovných nástrojov, ako aj prípustné hodnoty celkovejchyby merania;
- prípustné hodnoty pravdepodobnosti výskytu porúch meraných parametrov;
- pravidlá pre rozdelenie odchýlok parametrov od ich skutočných hodnôt.
Štandardizované miery
Výber prístrojov zvyčajne zohľadňuje prioritu štandardizovaných prostriedkov na vykonávanie meraní. Normalizované meradlo je také meradlo, ktoré bolo vyrobené v súlade s predpismi medzinárodnej alebo špeciálnej normy pre vykonávanie daného druhu práce.
V súlade s tým podmienky výberu meradiel závisia od špecializácie výroby, kde sa práca vykonáva.
Pri výrobe hromadných produktov sa zvyčajne používajú automatizované moderné meracie a kontrolné nástroje navrhnuté pre vysokú produktivitu. V sériovej výrobe sa používajú rôzne šablóny a ovládacie zariadenia, podľa ktorých sa porovnávajú. Pri individuálnej výrobe sa volia univerzálne meracie prístroje, s ktorými môžete vykonávať rôzne druhy prác.
Podmienky používania
Výber meracích a regulačných prístrojov sa vykonáva na základe technických predpisov pre vybrané prístroje za podmienok ich bežnej prevádzky a používania.
Normálne podmienky sú také podmienky, pri ktorých môžu byť hodnoty faktorov ovplyvňujúcich výsledok vynechané z dôvodu ich maličkosti. Popísané podmienky sú zvyčajne uvedené v pokynoch premeracích prístrojov alebo vypočítaných počas ich kalibrácie.
Je potrebné rozlišovať medzi prevádzkovými a limitnými podmienkami pre merania.
Pracovné podmienky sa zvyčajne považujú za podmienky vykonávania meraní, pri ktorých sú hodnoty hodnôt ovplyvňujúcich faktorov zahrnuté do tolerancie pracovných oblastí. V tomto prípade sa pracovná oblasť nazýva rozsah hodnôt veľkosti ovplyvňujúceho faktora, v rámci ktorého sa existujúca chyba dostane do normálu alebo sa zmenia hodnoty pracovných nástrojov.
Limitné podmienky sa zvyčajne nazývajú maximálne a minimálne hodnoty skutočných a ovplyvňujúcich veličín, ktoré merací prístroj znesie bez väčšieho poškodenia a zhoršenia jeho prevádzkových vlastností a charakteristík.
Pri výbere meracích a kontrolných prístrojov na použitie v pracovných podmienkach treba brať do úvahy vzťah medzi údajmi prístroja a ovplyvňujúcimi veličinami. Na základe toho je potrebné zaviesť korekcie do konečných odpočtov meracích prístrojov alebo použiť korekčné zariadenia a prístroje.
Podľa regulačných dokumentov sú úpravy určené metrologickými charakteristikami normalizovanými pre podmienky na pracovisku.
Priradenie nástroja
Výber meracích prístrojov je založený na štúdiu rozdielov medzi dvoma prípadmi ich použitia:
- produkt meraní parametrov zariadenia;
- kontrola merania parametrov zariadenia.
V prvom prípade je potrebné počas práce dosiahnuť hodnotu nižšiu ako je limitchyby merania. V druhom prípade sa zariadenia vyberajú podľa podmienky, že pravdepodobnosť možných chýb parametrov by nemala byť vyššia ako prípustné hodnoty.
Chyby
Jedným z hlavných kritérií pre výber meracích prístrojov v metrológii je pomer hodnôt hranice dovolenej absolútnej chyby alebo chyby (Δ) a tolerančného poľa meranej hodnoty (D).
Pomer musí zodpovedať nasledujúcemu výrazu:
Δ ≦ 0,333 D.
Rozpätie chyby môže byť vyjadrené v relatívnom vyjadrení (relatívna chyba merania). V takom prípade musí byť menšia alebo rovná 33,3 % celkovej hodnoty tolerančného poľa, pokiaľ neexistujú iné špeciálne obmedzenia.
Chyby merania uvedené v predpisoch sú maximálne povolené chyby. Zahŕňajú všetky prvky práce, ktoré môžu závisieť od zvolených nástrojov merania, nastavenia noriem, zmien teploty atď.
Metóda výberu
Metóda meracích prístrojov je rozdelená do troch typov.
Približná metodika je široko používaná pri približnom výbere prístrojov na meranie, ako aj pri kontrole a skúšaní zhody s regulačnými, konštrukčnými a technologickými predpismi. Ak to chcete urobiť, vykonajte nasledujúce akcie:
- Prípustná veľkosť dielu je určená podľa GOST.
- Vypočíta sa možná chyba vykonaniamerania. Berie sa to ako 25 % celkovej povolenej veľkosti.
- Vypočíta sa náhodný prvok možnej chyby merania, ktorú možno zistiť takmer pri všetkých typoch meraní.
- Podľa referenčných tabuliek sa výber prostriedkov merania vykonáva v závislosti od typu dielu. Maximálna možná chyba, ktorá je metrologickým ukazovateľom akéhokoľvek meracieho zariadenia, by nemala presiahnuť náhodný prvok možnej chyby merania.
- Charakteristiky zvoleného zariadenia na merania sa zapisujú do metrologickej tabuľky.
Výpočtová metóda sa používa pri výbere zariadení pre kusovú a malosériovú výrobu, meraní parametrov vzorky štatistickou metódou kontroly, uskutočňovaní experimentov a tiež pri opätovnej kontrole chybných dielov. Zahŕňa nasledujúce akčné kroky:
- Prípustná veľkosť dielu je určená podľa GOST.
- Vypočíta sa možná chyba merania. Pri tejto metóde je pre výpočet potrebné použiť tabuľku pomeru možnej chyby merania a tolerancií dielov.
- Náhodný prvok možnej chyby merania sa vypočíta podobne ako hodnota v predchádzajúcej metóde.
- Podľa referenčných tabuliek sa nástroj vyberá v závislosti od typu dielu.
- Charakteristiky zvoleného zariadenia na merania sa zapisujú do metrologickej tabuľky.
Tabuľková metodológia sa používa pri výbere meracích nástrojov pre veľkoobjemovú a hromadnú výrobu. Themetódu možno vykonať, ak práca na výrobe dielov zahŕňa merania, a nie kontrolu pomocou meradiel.
- Prípustná veľkosť dielu je určená podľa GOST v závislosti od kvality presnosti.
- Vypočítajte možnú chybu merania na základe historických údajov z minulých období.
- Náhodný prvok možnej chyby merania sa vypočíta podobne ako predchádzajúce hodnoty.
- Podľa referenčných tabuliek sa nástroj vyberá v závislosti od typu dielu.
- Charakteristiky zvoleného zariadenia na merania sa zapisujú do metrologickej tabuľky.
Možno teda poznamenať, že metódy výberu meracích prístrojov závisia od typu výroby, kde sa bude práca vykonávať.
Výber
Výber a priradenie prístrojov na merania vykonávajú vývojové oddelenia:
- Regulačná dokumentácia pre parametre výberu meracích prístrojov pri laboratórnom výskume, kontrole kvality vyrábaných produktov, prevádzky už vyrobených produktov, ich komponentov a materiálov.
- Technologické procesy štandardizácie produktu, meranie jeho základných prvkov a materiálov.
- Projekty údržby meracích prístrojov a zariadení.
Výber prostriedkov a metód merania podľa dostupných počiatočných údajov vykonávajú kvalifikovaní pracovníci. Mali by byť dobre oboznámení so základmi fyzikálnych meraní, so spôsobmi evidencie avyužitie výsledkov meraní a chýb, ako aj zásady štandardizácie metrologických parametrov a výpočet chýb prístrojov z nich.
Na vykonávanie meraní počas výrobného procesu sú pridelení špeciálni pracovníci zodpovední za meracie prístroje.
Na záver možno povedať, že správny výber meracích prístrojov z dnes dostupného sortimentu je kľúčom k efektívnej výrobe a zníženiu počtu chybných výrobkov.
