2020-04-12
122
ПЕНЗЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Г. П. Шлыков
МЕТРОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
И КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА
РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ
 |
Учебное пособие
ПЕНЗА 2003
 |
Министерство образования Российской Федерации
Пензенский государственный университет
 |
Г. П. Шлыков
Метрологическое обеспечение
и контроль качества
Решение задач
Рекомендовано Учебно-методическим советом по направлению
653800 – Стандартизация, сертификация и метрология
в качестве учебного пособия
Наградной
логотип
вуза
| Издательство Пензенского государственного университета Пенза 2003 | 
|
УДК 389. 004: 658. 562
ББК 65.050
Ш68
Р е ц е н з е н т ы:
Кафедра "Метрология, сертификация и диагностика"
Московской государственной академии приборостроения и информатики
Член-корреспондент РАН, доктор технических наук, профессор
В. А. Барвинок
Доктор технических наук, профессор
А. Н. Чекмарев
(Самарский государственный аэрокосмический университет)
Шлыков Г. П.
Ш68 Метрологическое обеспечение и контроль качества. Решение задач:
Учеб. пособие. – Пенза: Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2003. – 112 с.: 26 ил.,
5 табл., библиогр. 11 назв.
ISBN 5-94170-055-5
В настоящем пособии приведены примеры задач с решениями по ряду общепрофессиональных и специальных дисциплин, из которых могут формироваться задания при проверке знаний студентов старших курсов, обучающихся по образовательной программе подготовки специалистов по направлению 653800 – Стандартизация, сертификация и метрология.
Пособие подготовлено на кафедре "Метрология и системы качества" и предназначено для преподавателей кафедр, ведущих обучение по указанному направлению, при подготовке к практическим и другим занятиям, а также при проведении промежуточной аттестации студентов; может быть полезно студентам старших курсов, а также инженерам-метрологам и инженерам по качеству промышленных предприятий.
УДК 389. 004: 658. 562
ББК 65.050
ISBN 5-94170-055-5 Ó Издательство Пензенского государственного
университета, 2003
Ó Шлыков Г. П., 2003
СОДЕРЖАНИЕ
| Предисловие............................................... | 5 |
| 1 Измерения физических величин............................ | 7 |
| Задача 1.1 Выбор прибора для измерения температуры................. | 7 |
| Задача 1.2 Оценивание точности результата измерения с учетом погрешности от несогласования.......................................... | 8 |
| Задача 1.3 Определение требований к амперметру для заданных условий измерения тока................................................... | 11 |
| Задача 1.4 Оценивание погрешности измерения в рабочих условиях...... | 14 |
| Задача 1.5 Выбор вольтметра для измерения с наибольшей точностью.... | 15 |
| Задача 1.6 Оценивание погрешности измерения массы жидкости, смешанной из двух компонент............................................ | 16 |
| 2 Метрология и теория точности............................. | 18 |
| Задача 2.1 Вывод функции преобразования неуравновешенного моста с тензорезистором................................................ | 18 |
| Задача 2.2 Построение структурной функциональной модели измерительной установки с ручным дискретным уравновешиванием............... | 21 |
| Задача 2.3 Построение метрологической модели и расчет требований к точности звеньев канала измерения температуры..................... | 25 |
| Задача 2.4 Вычисление погрешностей разветвленной цепи линейных звеньев.......................................................... | 30 |
| Задача 2.5 Построение метрологической модели и расчет погрешностей цифрового измерителя давления.................................... | 33 |
| Задача 2.6 Определение коэффициентов влияния параметров компонентов на погрешность воспроизведения напряжения параметрическим стабилизатором.................................................. | 37 |
| Задача 2.7 Вывод формулы погрешности от несогласования реостатного датчика с усилителем............................................. | 39 |
| Задача 2.8 Графическое построение плотности вероятности погрешности результата цифрового измерения................................... | 42 |
| 3 Метрологическое обеспечение средств измерений............. | 46 |
| Задача 3.1 Определение уровней бракования (контрольных пределов допускаемой погрешности) при поверке вольтметров.................... | 46 |
| Задача 3.2 Установление контрольных пределов допускаемой погрешности при поверке прибора высокого класса............................... | 48 |
| Задача 3.3 Принятие решения о метрологической годности вольтметра при его поверке...................................................... | 50 |
| Задача 3.4 Оценивание вероятностей годности при поверке омметра...... | 54 |
| Задача 3.5 Определение аддитивной, мультипликативной и нелинейной погрешностей прибора по результатам испытаний..................... | 56 |
| 4 Методы и приборы контроля качества....................... | 59 |
| Задача 4.1 Оценивание доли конденсаторов, попадавших в различные группы при разбраковке............................................ | 59 |
| Задача 4.2 Определение вероятностей выполнения требований посадки в соединении вал – отверстие....................................... | 62 |
| Задача 4.3 Оценивание доли годных изделий при нормальном распределении погрешности технологического процесса......................... | 65 |
| Задача 4.4 Определение вероятности выхода годных тонкопленочных резистивных делителей при контроле................................ | 66 |
| Задача 4.5 Определение рисков первого и второго рода при разбраковке стабилитронов................................................... | 68 |
| 5 Статистические методы управления качеством............... | 73 |
| Задача 5.1 Оценивание доли несоответствующей продукции по индексам технологического процесса......................................... | 73 |
| Задача 5.2 Расчет границ контрольной карты средних арифметических... | 75 |
| Задача 5.3 Определение параметров np -карты альтернативного контроля.. | 78 |
| Наиболее употребительные обозначения...................... | 80 |
| Список литературы......................................... | 81 |
| Приложение А Классы точности средств измерений.............. | 82 |
| Приложение Б Оценивание предельных погрешностей функций.... | 83 |
| Приложение В Значения функции нормального распределения..... | 84 |
| Приложение Г Тесты и задачи по учебным дисциплинам.......... | 86 |
| Приложение Д Билеты междисциплинарного экзамена............ | 100 |
Светлой памяти моей
любимой – жене Тамаре
Посвящается
Предисловие
Научить студентов решать задачи, аналогичные тем, которые могут встретиться при их будущей профессиональной деятельности, –важнейшая составляющая программы инженерной подготовки. Обучение решению задач, как правило, проводится в рамках практических занятий, которые по учебному плану предусмотрены по многим общепрофессиональным и специальным дисциплинам.
Проверка умения решать задачи осуществляется неоднократно в процессе обучения как при изучении последующих дисциплин учебного плана, выполнения курсовых проектов и работ, так и при промежуточной аттестации студентов старших курсов, а также на междисциплинарном экзамене и во время инспекционных и других проверок.
Предлагаемый читателю сборник задач с решениями охватывает наиболее характерные и значимые темы по метрологическому обеспечению и контролю качества, являющиеся важнейшими частями образовательной программы подготовки инженеров по специальностям 072000 – "Стандартизация и сертификация" и 190800 – "Метрология и метрологическое обеспечение".
При подготовке сборника автор ставил задачу помочь преподавателям эффективно провести занятия, а студентам – глубоко разобраться в методологии решения задач как на стадии изучения соответствующих дисциплин, так и при подготовке к аттестации и различного рода проверкам.
Автор уверен, что, освоив методики решений всего комплекса предложенных задач, студент будет в значительной степени готов к профессиональной деятельности.
От традиционного построения сборников задач, когда решению задач предшествует изложение основ теории, автор отошел. Это связано с тем, что сборник охватывает большое количество тем, каждая из которых может требовать своего теоретического материала. Поэтому по многим задачам теоретические пояснения даются в процессе решения задач.
Сложность предлагаемых задач в основном выше среднего уровня. Это сделано специально, чтобы ориентировать студентов на всевозрастающие требования, вытекающие из динамики развития науки и производства.
Большинство задач были апробированы на практических занятиях со студентами кафедры "Метрология и системы качества". В процессе апробации уточнялись условия, выделялись сложные для студентов моменты, оптимизировались пути решения.
Я признателен студентам, которые, активно участвуя в решении задач на практических занятиях, ставили интересные вопросы, что побудило меня откорректировать некоторые подходы к решению задач и несколько сместить акценты.
Автор благодарит своих коллег по кафедре доц. К. В. Сафронову, доц. В. С. Шиндова, доц. К. В. Горшунова, ст. преп. Б. П. Сибринина, предложивших ряд задач и высказавших ряд ценных предложений, которые были учтены.
Я искренне признателен чл.-кор. РАН профессору В. А. Барвинку, профессору А. Н. Чекмареву (СГАУ), профессору М. И. Киселеву (МГТУ им. Н. Э. Баумана) и профессору В. Г. Фирстову (МГАПИ) за внимательный просмотр рукописи, сделанные ценные замечания и высокую оценку.
Благодарность приношу инженеру Е. В. Цапулиной за осуществление компьютерного набора.
Г. П. Шлыков
1 Измерения физических величин
Нижеследующие задачи, подобия которых часто встречаются в производственной практике измерений, предлагаются студентам с целью проверки знаний нормирования метрологических характеристик средств измерений, правил суммирования предельных значений погрешностей, умения подобрать средство измерений для конкретного эксперимента, произвести расчет погрешности результата измерения.
Задача 1.1
