Вибір універсальних засобів для вимірювання лінійних розмірів

Для проведення вимірювань з похибками, що не перевищують допустимих за ГОСТ 8.051—81 значень, слід мати відомості про значення похибок вимірювань різними вимірювальними засобами за різних умов їх застосування. Такі відомості про похибки вимірювань вимірювальних засобів, що серійно випускаються спеціалізованими заводами для зов­нішніх і внутрішніх вимірювань, наведено в нормативно-технічних до­кументах і в РД 50-98—86.

Розглянемо основні складові похибок за різних умов вимірювання та їхній вплив на граничну похибку вимірювання.

1. Похибки, що залежать від засобів вимірювань. Нормовану допу­стиму похибку вимірювального засобу слід розглядати як похибку ви­мірювання в разі одного з можливих варіантів використання цього вимірювального засобу, оскільки правильне визначення похибки приладу полягає у вимірюванні ним зразкової міри.

Складову похибок вимірювання, яка залежить від засобу вимірювань, у всіх випадках беруть, виходячи з припущення, що прилад відповідає вимогам технічної документації, в тому числі й вимогам щодо розташування його у просторі.

2. Похибки, що залежать від установчих мір. У варіантах викори­стання установчих мір наведено класи точності кінцевих мір довжини. Похибки, що залежать від кінцевих мір довжини, виникають внаслідок похибок їх виготовлення, в тому числі похибки вимірювання або ате­стації, а також похибки від притирання.

3. Похибки, що залежать від вимірювального зусилля. Вимірюваль­не зусилля забезпечує замикання вимірювального ланцюга, до якого входять як елементи вимірювального засобу, так і об'єкт вимірювання, і спричиняє потужні деформації в ньому. Максимальне зусилля слід брати до уваги для розрахунку контактних деформацій, які, крім того, залежать від матеріалу, форми і стану поверхні вимірювального нако­нечника і об'єкта вимірювання.

Мале вимірювальне зусилля не забезпечує надійного силового замикання вимірювального ланцюга прилад — деталь.

4. Похибки, що виникають від температурних деформацій. Склад­ність визначення сумарного впливу температурних деформацій на по­хибку вимірювання пов'язана з необхідністю дістати дані про фізичні властивості матеріалів деталей приладу і об'єкта вимірювання, про тем­пературні поля в них і умови теплопередачі.

Температурний режим — це умовне відбиття в градусах Цельсія (°С) різниці температур об'єкта вимірювання і вимірювального засобу, яка за певних "ідеальних" умов призведе до такої самої похибки, як і весь комплекс реально існуючих причин. Ці умови зводяться до того, що прилад і деталь мають сталу в усьому об'ємі температуру, а коефіцієнт лінійного розширення матеріалів, з яких вони виготовлені, дорівнює 11,6*10^-6 град ^-1. Температурні умови вимірювання можна вважати за­довільними при температурному режимі 20 °С.

5. Специфічні похибки при вимірюванні внутрішніх розмірів. Особливості вимірювання внутрішніх розмірів полягають у тому, що вимі­рювальні засоби мають контакт з деталлю, як правило, точковий, і треба пересувати або деталь, або наконечник приладу для знаходження міні­муму розміру в осьовій площині вимірювального циліндра і максиму­му — в площині, перпендикулярній до осі. На точність пересування й фіксації максимальних і мінімальних відхилень більше впливає стан поверхні. В ГОСТ 2789—73* наведено варіанти можливих похибок при різних значеннях шорсткості поверхні.

При вимірюванні внутрішніх розмірів для налагодження нутромірів здебільшого використовують кінцеві міри з боковиками, закріпленими в струбцині. Похибка блока з боковиками, за якими налагоджується прилад для внутрішніх вимірювань, виникає внаслідок деформації блока під час закріплення його в струбцині. Рекомендується спосіб викори­стання струбцин, за якого істотно зменшується похибка від зазначених деформацій. Для цього застосовують боковики з паралельними зовнішніми і внутрішніми робочими поверхнями. Боковики мають бути ате­стовані. Необхідно мати на увазі, що, крім деформації стикання блока, виникає і перекіс боковиків, тому вимірювання зовнішнього розміру слід здійснювати в кількох перерізах.

6. Похибки, що залежать від оператора (суб'єктивні похибки). Можливі чотири види суб'єктивних похибок: присутності, відліку, дій, професійні.

Суб'єктивні похибки присутності проявляються у впливі теплови­промінювання оператора на температуру навколиш-нього середовища.

Із суб'єктивних похибок вимірювання поки що можна враховувати лише похибку відліку для деяких вимірювальних засобів. Проте ця похибка не враховується безпосередньо. Вплив її враховують тільки тоді, коли прагнуть максимально використати точність вимірювальних засобів, наприклад при вимірюванні в межах двох-трьох поділок шкали.

Як показали результати дослідів, на похибку вимірювання найбіль­ше впливають суб'єктивні похибки дій і професійні.

Суб'єктивні похибки дій — це похибки, які вносить оператор під час налагодження приладу, підготовки об'єкта вимірювання або установчих мір та ін. До таких належать похибки від притирання кінцевих мір. Вони входять до похибки від установчих мір. Суб'єктивні похибки дій виникають при переміщенні вимірювального приладу відносно деталі або деталі відносно будь-якого з елементів приладу при вимірюванні внутрішніх розмірів.

Значення похибок істотно залежать також і від кваліфікації оператора, його досвіду роботи з тим чи іншим засобом вимірювання. Такі суб'єктивні похибки називають профе-сійними. Отже, повністю врахувати всі види суб'єктивних складових похибок вимірювань при проектуванні варіантів використання вимірювальних засобів неможливо.