Основы теории измерений

Теории измерений основаны на следующих принципах проектирования средств технических измерений и контроля.

1. Принцип Тэйлора. При наличии погрешностей формы и расположения геометрических элементов сложных деталей в соответствии с принципом Тэйлора надежное определение соответствия размеров всего профиля предписанным предельным значениям возможно лишь в том случае, если определяются значения проходного и непроходного пределов. Следовательно, любое изделие должно быть проконтролировано по двум схемам контроля: с помощью проходного и непроходного калибров по действительным значениям наибольшего и наименьшего размеров.

2. Принцип Аббе. Рассматривая процесс сравнения контролируемых и образцовых штриховых мер на продольных и поперечных компараторах, сформулировали принцип, в соответствии с которым минимальные погрешности измерения возникают, если контролируемый геометрический элемент и элемент сравнения находятся на одной линии – линии измерения. Принцип Аббе справедлив для поступательно перемещающихся звеньев. Его широко используют при выборе схем и конструирования средств измерения, при проектировании станков и т. д.

3. Принцип инверсии. Принцип инверсии основывается на существовании преемственности между тремя последовательными процессами, в которых участвует деталь (обработкой, контролем, эксплуатацией). Хотя при расчете погрешностей механизма и самой детали главное значение имеет эксплуатация, тем не менее анализ точности детали невозможен без совместного последовательного изучения всех фаз прохождения детали. Из принципа инверсии следует, что для определения погрешностей схема измерения должна соответствовать кинематической схеме формообразования, а также схеме функционирования детали, откуда вытекает условие правильности измерения. Измерение считается правильным, если:

1) траектория движения при измерении будет соответствовать траектории движения при формообразовании;

2) линия действия при измерении будет совпадать с линией действия при работе механизма (принцип Аббе);

3) базы измерения будут совпадать с конструкторской и технологической базами (правило единства баз).

Выбор средств измерения и контроля. Выбор средств измерения и контроля основывается на обеспечении заданных показателей процесса технического контроля и анализе затрат на реализацию процесса контроля. К обязательным показателям процесса контроля относят точность измерения, достоверность, трудоемкость, стоимость контроля.

При выборе средств измерения точность средств измерений должна быть достаточно высокой по сравнению с заданной точностью выполнения измеряемого размера, а трудоемкость измерения и их стоимость должны быть возможно более низкими, обеспечивающими наиболее высокие производительность труда и экономичность.

Недостаточная точность измерений приводит к тому, что часть годной продукции бракуют, в то же время по той же причине другую часть фактически негодной продукции принимают как годную.

Излишняя точность измерений, как правило, бывает связана с повышением трудоемкости и стоимости контроля качества продукции и ведет к удорожанию производства и ограничению выпуска продукции.