Единицы измерений

В России в настоящее время узаконена Международная система еди-ниц (СИ).

· метр – единица длины;

· килограмм – единица массы;

· секунду – единица времени;

· ампер – единица силы тока;

· градус Кельвина – единица термодинамической температуры;

· свечу – единица силы света.

На основе системы СИ разработан ГОСТ 8.417-81 «ГСИ. Единицы физических величин», введенный в действие с 1 января 1982 года. В нем даются определения следующих понятий:

- Единица физической величины (кратко – единица величины или единица) – физическая величина фиксированного размера, условно принятая для сравнения с ней однородных величин, которой присваивается числовое значение, равное 1. Например: 1 м – единица длины, 1 Па – единица давления.

- Система единиц физических величин (кратко – система единиц величин или система единиц) – совокупность основных и производных единиц физических величин системы, образованная в соответствии с принятыми принципами. Примером является Международная система единиц.

- Системная единица физической величины (кратко – системная единица величины или системная единица) – единица физической величины, входящая в принятую систему единиц. Например, 1 м, 1 с, 1 м/с, 1 Н и т. д. являются системными единицами, входящими в СИ.

- Внесистемная единица физической величины (кратко — внесистемная единица величины или внесистемная единица) — единица физической величины, не входящая ни в одну из принятых систем единиц. По отношению к единицам СИ внесистемные единицы подразделяют на три вида:

· допускаемые наравне с единицами СИ (тонна — единица массы, литр – единица вместимости и др.), сюда же входят единицы, допускаемые к применению в специальных областях (например, световой год в астрономии, гектар в сельском хозяйстве);

· временно допускаемые (морская миля, карат, текс и др.);

· подлежащие изъятию из потребления (миллиметр ртутного столба, лошадиная сила, центнер и др.).

В машиностроении при измерении геометрический параметров деталей применяют единицы измерения длины и плоских углов. В соответствии с системой СИ за единицу длины принят 1 метр. Допускаются десятичные кратные и дольные единицы (например, 1 мм = 10-3 м; 1 мкм = 10-6м). За единицу плоского угла принят 1 радиан. Однако средств измерений для измерения угловых величин в радианах в настоящее время нет. Поэтому плоские углы измеряют в градусах, минутах и секундах – несистемных единицах, допускаемых к применению наравне с единицами СИ. На практике при нормировании и измерении отклонений относительного расположения поверхностей угловые величины могут задаваться как линейные на соответствующей длине.

По роли, выполняемой в системе обеспечения единства измере-

ний, средства измерений делятся на:

· метрологические, предназначенные для метрологических целей – воспроизведения единицы и (или) ее хранения или передачи размера единицы рабочим СИ;

· рабочие, применяемые для измерений, несвязанных с передачей размера единиц.

Большинство используемых на практике СИ принадлежит к рабочим.

Метрологические СИ – немногочисленны. Они разрабатываются, производятся и эксплуатируются в специализированных научно-исследовательских центрах.

В зависимости от уровня автоматизации различают СИ:

· ручные (неавтоматические);

· механизированные;

· автоматизированные;

· автоматические.

Автоматизированное СИ – средство измерений, функционирующее с

частичным участием человека.

Автоматическое СИ – средство измерений, функционирующее без непосредственного участия человека.

СИ по роли в процессе измерения и выполняемым функциям

подразделяются на:

· меры;

· измерительные преобразователи;

· измерительный инструмент;

· измерительные приборы;

· измерительные установки;

· измерительные системы;

· измерительно-вычислительные комплексы.

Мера – средство измерений, предназначенное для воспроизведения и

хранения физической величины заданного размера. Различают меры длины

и угловые меры, однозначные меры и многозначные, набор мер.

Однозначная мера – мера, воспроизводящая физическую величину

одного размера.

Многозначная мера – мера, воспроизводящая ряд одноименных величин различного размера.

К однозначным мерам длины относятся плоскопараллельные концевые меры длины, к многозначным – штриховые линейки, шкалы приборов и станков.

К однозначным угловым мерам относятся концевые угловые меры, к

многозначным – угловые шкалы угломеров.

Набор мер – специально подобранный комплект мер, применяемый

не только по отдельности, но и в различных сочетаниях с целью воспроизведения ряда одноименных величин различного размера (набор гирь, набор плоскопараллельных концевых мер длины).

Измерительный преобразователь (датчик) – средство измерений, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, удобной для передачи, дальнейшего преобразования, обработки и (или) хранения, но не поддающейся непосредственному восприятию наблюдателем (датчик)

Измерительный инструмент – бесшкальное средство измерения, не

имеющее преобразовательных элементов, предназначенное для контроля

размеров и (или) для контроля формы и относительного положения поверхностей. К измерительному инструмент у относят:

· калибры (предельные калибры-пробки и скобы, конусные калибры, резьбовые, шлицевые, шпоночные и др.);

Кали́бр (франц. calibre) измерительный, бесшкальный измерительный инструмент, предназначенный для контроля размеров, формы и взаимного расположения частей изделий. Контроль состоит в сравнении размера изделия с К. по вхождению или степени прилегания их поверхностей. Такое сравнение позволяет рассортировывать изделия на годные (размер находится в пределах допуска) и бракованные с возможным исправлением или неисправимые. Наиболее распространены предельные К.: проходные, выполненные по наименьшему предельному размеру отверстия или наибольшему размеру вала и входящие в годные изделия, и непроходные, выполненные по наибольшему размеру отверстия или наименьшему размеру вала и не входящие в годные изделия. По назначению различают К.: рабочие — для проверки изделий на предприятии-изготовителе, приёмные — для перепроверки изделий заказчиком и контрольные — для проверки или регулировки рабочих и приёмных К. Достоинства К. — простота конструкции, возможность комплексного контроля изделий сложной формы. Недостатки — малая универсальность, невозможность определить действительные отклонения размеров. Применение К. в машиностроении сокращается за счёт внедрения универсальных средств измерения, механизированных и автоматических приборов.

Предельные калибры: а — для проверки гладких отверстий; б — для проверки резьбовых отверстий.

· измерительный инструмент (щупы, шаблоны, поверочные линейки, угольники, контрольные призмы, контрольные плиты и т.д.).

Щупы

Контрольные призмы

Ватерпас (Уровень) — прибор, с помощью которого определяют горизонтальность поверхности.

Ватерпас представляет собой брусок, в котором закреплена стеклянная прозрачная трубка, заполненная жидкостью, обычно спиртом, с небольшим пузырьком газа. Трубка с жидкостью имеет дугообразное продольное сечение. В том случае, если трубка с жидкостью расположена горизонтально — пузырек газа находится строго посредине трубки.

Обычно в ватерпасе расположены две трубки с жидкостью для проверки горизонтальных и вертикальных поверхностей.

Кронциркуль — инструмент, с помощью которого определяют наружные размеры деталей. Отсчет показаний производят по измерительной линейке с точностью около 0,5мм.

Кронциркуль состоит из двух изогнутых шарнирно соединенных ножек.

Линейка измерительная — инструмент, с помощью которого измеряют линейные размеры.

По измерительной линейке производят отсчет показаний измерительных инструментов, таких как кронциркули, нутромеры и т. п.

Шкала линейки имеет цену деления 1мм или 0,5мм. Через каждые 5мм штрих на линейке имеет несколько больший размер. Через каждый 1см еще более удлиненный штрих снабжен цифрой, показывающей на количество сантиметров до начала шкалы.

Линейка проверочная — инструмент, с помощью которого производят проверку прямолинейности поверхностей.

Малка — инструмент, с помощью которого переносят размеры углов с детали на угломерный инструмент или на заготовку.

При производстве столярных работ применяют деревянную малку. Она представляет собой колодку с прорезью и пера. Перо и колодка шарнирно соединены с помощью винта и гайки-барашка. Для того, чтобы установить перо в нужное положение, необходимо ослабить, а затем затянуть барашек. В нерабочем положении перо убирается в прорезь колодки, при этом малка не занимает много места.

При производстве слесарных разметочных работ применяют металлическую малку.

Микрометр — инструмент, с помощью которого производят измерения с точностью до 0,01мм.

В состав микрометра входит скоба с пяткой, микрометрический винт с шагом 0,5мм и стопор. Микрометрический винт состоит из стебля, барабана, и головки.

Продольная шкала, нанесенная на стебель, разделена риской на основную и вспомогательную так, что расстояние между рисками двух шкал составляет 0,5мм. Окружность барабана разделена на 50 равных делений. Поворот барабана на одно деление дает перемещение микрометрического винта на 0,01мм.

Трещотка, которой снабжена головка, позволяет передавать на микрометрический винт постоянное усилие.

В случае, когда микрометрический винт упирается в пятку, торец барабана должен совместиться с нулевым делением основной продольной шкалы. При этом нулевое деление круговой шкалы на барабане должно совпадать с продольной риской основной шкалы.

На приведенном рисунке торец барабана отошел на 16 делений от нуля по основной шкале и еще на деление по вспомогательной шкале. С продольной риской основной шкалы совместилось 37-е деление круговой шкалы барабана. Таким образом, размер, отложенный на микрометре, составляет: 16 + 0,5 + 0,37 = 16,87мм.

Нутромер — инструмент, с помощью которого определяют внутренние размеры деталей. Отсчет показаний производят по измерительной линейке с точностью около 0,5мм.

Нутромер состоит из двух ножек, соединенных шарниром. Нижние концы ножек выгнуты наружу.

Отвес — приспособление, с помощью которого проверяют вертикальность конструкций, таких как столбы, опоры, кирпичная кладка и т. п.

Отвес состоит из тонкой нити с грузиком, закрепленным на ее конце. Грузику обычно придают вид цилиндра, заточенного на конус.

Плита разметочная — основное разметочное приспособление.

От поверхности плиты отсчитывают все размеры, которые отмечаются рисками на деталях при пространственной разметке.

Разметочные плиты изготавливают литьем из мелкозернистого серого чугуна. В нижней части плиты расположены ребра жесткости, которые препятствуют ее изгибу под весом размечаемых деталей и под весом самой плиты.

Рабочая плоскость плиты обрабатывается на точных строгальных станках, а затем прошабривается. Для облегчения установки на плите различных приборов рабочая поверхность плит иногда бывает разделена на квадраты канавками глубиной 2 — 3мм и шириной 1 — 2мм.

Призмы проверочные и размёточные — приспособления, с помощью которых делают проверку и разметку валов и цилиндрических деталей.

Призмы изготавливаются в комплектах попарно, что позволяет применять их как опоры при контроле и разметке длинных цилиндрических деталей.

Измерительный прибор – средство измерений, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем.

Измерительные приборы классифицируются:

· по физическому принципу действия;

· по назначению;

· по количеству измеряемых координат;

· по наличию контакта с поверхностью детали.

По физическому принципу:

· механические;

· пневматические;

· гидравлические;

· оптические;

· электрические;

· электронные;

· комбинированные.

По назначению:

· приборы общего назначения (универсальные) – для измерения размерно-геометрических параметров деталей, формы и относительного расположения поверхностей вне зависимости от конструкции деталей (штангенциркуль, микроскоп и др.);

· специальные измерительные приборы – приборы для измерения параметров зубчатых колес, шероховатости, больших размеров, внутренних размеров и др.).

По количеству измеряемых координат:

· однокоординатные;

· двухкоординатные;

· трехкоординатные.

По наличию контакта с поверхностью детали:

· контактные;

· бесконтактные.

Измерительная установка – совокупность функционально объединенных средств измерений (мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей) и вспомогательных устройств, предназначенная для выработки сигналов измерительной информации в форме, удобной для непосредственного восприятия наблюдателем, и расположенная в одном месте

Например, координатно-измерительная машина для измерения параметров сложных изделий в двухмерном или трехмерном пространствах.

Измерительная система – совокупность средств измерений (мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей) и вспомогательных устройств, соединенных между собой каналами связи, предназначенная для выработки сигналов измерительной информации в форме, удобной для автоматической обработки, передачи и (или) использования в автоматических системах управления.

Измерительно-вычислительный комплекс – функционально объединенная совокупность средств измерений, ЭВМ и вспомогательных

средств, предназначенных для выполнения в составе ИИС конкретной измерительной задачи.

Средство контроля – техническое устройство, вещество и (или) материал для проведения контроля.