Теоретические сведения

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

 

ИЗМЕРЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ ШТАНГЕНИНСТРУМЕНТАМИ

тема

 

 

Студент ________ __________________

подпись, дата инициалы, фамилия

 

Преподаватель __________ Е.С. Турышева

подпись, дата инициалы, фамилия

 

 

Красноярск 2012

Цели работы: изучить устройство штангенинструментов; освоить методы измерения деталей с их помощью.

Теоретические сведения

К штангенинструментам относятся штангенциркули, штанген-глубиномеры, штангенрейсмасы, штангензубомеры. Пределы измерений в случае их применения составляют до 2000 мм. Интервал измеряемых геометрических величин определяется типоразмером и назначением штангенинструмента. Точность отсчета равна цене деления шкалы нониуса. Промышленность выпускает штангенинструменты с ценой деления нониуса 0,05 мми 0,1мм.

Метод измерения размеров штангенинструментами - прямой.

Штангенциркули ШЦ-I, ШЦ-II (рисунок 1, 2) предназначены для измерения наружных и внутренних поверхностей. Штангенциркулем ШЦ-I можно измерить также глубины пазов и отверстий при наличии штанги глубиномера. ГОСТ 166-89 «Штангенциркули. Технические условия» установлены пределы измерений и цена деления: для штангенциркуля ШЦ-I – 125 мм; 0,1 мм; для ШЦ-II – 0 – 160 мм; 0 – 200 мм, 0 - 250 мм; 0,1 мм и 0,05 мм соответственно.

 

 

Рисунок 1 - Штангенциркуль ШЦ-I.

 

Штангенциркуль может быть использован для измерений, если при совмещении губок между ними не просматривается просвет, а нулевые штрихи нониуса и шкалы штанги совпадают.

 

Пример условного обозначения штангенциркуля ШЦ-II с пределом измерений 0 - 250 мм и значением отсчета по нониусу 0,05 мм: штангенциркуль ШЦ-II-250-0,05 ГОСТ 166-89.

Рисунок 2- Штангенциркуль ШЦ-II

 

Таблица 1 – Средства измерения - штангенинструменты

 

Инструмент	Тип (модель)	Диапазон	Цена деления	Обозначение
Штангенциркуль	ШЦ-I	0 - 150 мм	0,1 мм	Штангенцир-куль ШЦ-I 0-150; 0,1 - ГОСТ 166-89

 

Погрешность измерения и выбор измерительных средств

Погрешность измерения равна совокупности погрешностей средства измерения (инструментальная погрешность), метода измерения и др.

На примере штангенциркуля рассмотрим инструментальную (основную) погрешность (рисунок 3). Её причины - неточность делений штанги и нониуса, отклонение от плоскости и нарушение параллельности измерительных поверхностей, а также перпендикулярности измерительных поверхностей и направляющей грани штанги. Эта погрешность отдельно не нормируется, а входит в суммарную погрешность инструмента.

 

 

Рисунок 3 - Отсчетное устройство штангенинструментов

 

ГОСТ 8.051-81 «ГСИ. Погрешности, допускаемые при измерении линейных размеров до 500 мм» регламентирует допускаемые погрешности измерений линейных параметров до 500 мм (для всех интервалов размеров и квалитетов). В зависимости от размера и точности изготовления детали стандартом устанавливается наибольшая допустимая погрешность измерения, которая включает погрешности средства измерения, установочных мер, температурных деформаций, базирования, а также случайные, неучтенные систематические погрешности измерения.

Выбор измерительных средств в общем случае зависит от пределов измерений, допускаемых погрешностей, конструктивных особенностей деталей, масштаба производства и др.

Нормальные условия, устанавливаемые ГОСТ 8.050-73 «ГСИ. Нормальные условия выполнения линейных и угловых измерений» (температура окружающей среды +20°С, атмосферное давление 101324,72 Па, относительная влажность воздуха 58% и т. д.), исключают дополнительные погрешности.

 

 

Рисунок 4 –Болт с шестигранной головкой

Измерим длину x деталей (рисунок 4), т.е. проведём прямые равноточные измерения, в итоге которых значение физической величины находим непосредственно из опытных данных, сравнив измеряемую величину с её мерой или использовав измерительные средства, непосредственно дающие её значения (таблица 2, 3).

 

Таблица 2 – Измерения механическим штангенциркулем

 

24,65	24,65	24,60	25,00
24,65	24,40	24,55	24,60
24,75	24,40	24,55	24,65
24,85	24,40	24,55	24,65
24,60	24,40	24,60	24,60
24,65	25,00	24,70	25,00
25,00	24,60	24,60	24,65
24,40	24,65	24,60	25,00
24,45	24,55	24,55	24,65
24,40	24,65	24,65	25,05
24,45	24,70	24,65	24,65
24,60	24,65	25,05	24,65
24,60	24,50	24,50	24,50
24,55	24,50	24,50	24,70
24,55	25,00	24,60	24,50
24,60	24,65	24,55	24,65
24,55	24,65	24,60	24,65
24,55	24,80	24,50	24,60
24,45	24,60	24,60	24,60
24,55	24,50	24,65	24,55
24,65	24,55	24,70	24,50
25,00	24,50	24,60	24,80
24,65	24,50	24,65	24,70
24,60	24,60	24,40	24,65
24,65	24,50	24,65	25,05

 

 

 

 

Таблица 3 -– Измерения электронным штангенциркулем

 

25,03	24,97	25,02	25,46
25,02	25,24	25,06	25,10
25,01	25,08	25,14	25,17
24,93	25,03	25,23	25,41
25,07	25,24	24,98	25,06
24,88	25,19	25,17	25,11
25,27	25,10	25,05	25,05
24,90	25,22	25,17	24,98
25,05	25,10	25,06	25,05
25,15	25,02	25,38	25,11
25,06	25,08	25,36	25,03
25,22	25,08	25,13	25,17
25,10	25,14	25,06	25,18
25,05	25,06	25,02	25,02
25,12	25,02	25,34	25,03
24,99	24,97	25,22	25,13
25,13	24,93	25,10	25,10
25,07	25,06	25,04	25,06
25,06	24,89	25,08	25,04
25,19	25,37	25,21	25,06
25,01	25,13	25,06	25,05
25,14	25,13	25,33	25,15
25,20	25,17	24,96	25,02
25,11	25,01	24,97	25,09
25,10	25,16	24,98	24,94

 

Обработаем результаты прямых измерений длины, используя точечные оценки соответствующих им характеристик генеральной совокупности. Определим среднеарифметическое значение величины х, т.е. (математическое ожидание ):

(1)

для механического штангенциркуля: 24,63

для электронного штангенциркуля: 25,10

Вычислим среднеквадратичное отклонение (СКО) среднеарифметического значения результатов измерений, характеризующего рассеивание,по формуле

при n> 20 (2)

для механического штангенциркуля: 0,015708

для электронного штангенциркуля: 0,011248