книги / Метрология, стандартизация и сертификация

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Пермский национальный исследовательский политехнический университет»

Кафедра «Автомобильные дороги и мосты»

МЕТРОЛОГИЯ, СТАНДАРТИЗАЦИЯ И СЕРТИФИКАЦИЯ

Методические указания

Издательство Пермского национального исследовательского

политехнического университета

2022

1

Составитель: А.О. Добрынин

УДК 006.91+531.7 М54

Рецензенты:

д-р техн. наук, профессор А.М. Бургонутдинов (Пермский национальный исследовательский политехнический университет);

канд. техн. наук, доцент И.Л. Бартоломей (Пермский национальный исследовательский политехнический университет)

Метрология, стандартизация и сертификация : метод. М54 указания / сост. А.О. Добрынин. – Пермь : Изд-во Перм.

нац. исслед. политехн. ун-та, 2022. – 56 с.

ISBN 978-5-398-02784-6

Методические указания предназначены для выполнения лабораторных и практических работ и составлены в соответствии с ФГОС и рабочей программой дисциплины «Метрология, стандартизация и сертификация».

Для студентов всех форм обучения по направлению 08.03.01 «Строительство».

УДК 006.91+531.7

2

3

ПРЕДИСЛОВИЕ

Роль измерений во всех областях науки и техники непрерывно возрастает. Каждому продвижению вперед в области естественных и технических наук, каждому открытию, созданию новых машин, материалов и изделий предшествует большое количество разнообразных измерений.

Измерения являются одним из путей познания природы человеком, они объединяют теоретические знания с практической деятельностью человека.

Проблема обеспечения высокого качества строительной продукции находится в прямой зависимости от степени метрологического обеспечения и уровня метрологического обслуживания производства.

От умения правильно измерять параметры качества материалов и комплектующих изделий, поддерживать заданные технологические режимы, оперативно и верно интерпретировать потоки измерительной информации зависит правильность и своевременность принятия управленческих решений на производстве.

Метрология неразрывно связана со стандартизацией. Эта связь в первую очередь выражается в стандартизации единиц измерений, системы государственных эталонов, средств измерений, методик поверок. Стандартизация опирается на метрологию в вопросах обеспечения правильности и сопоставимости результатов испытаний материалов и изделий, использует возможности метрологии при разработке методов определения и контроля качества.

Нарушение метрологических правил и норм, несоблюдение принципов обеспечения единства измерений, недостаточная точность измерений приносят большие потери и крайне негативно влияют на экономические показатели деятельности предприятий строительной отрасли.

4

ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ПРОВЕДЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ И ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ

Выполнение лабораторных работ и практических заданий призвано способствовать более глубокому усвоению теоретического материала, детальному знакомству с принципами работы некоторых средств измерений, правильной интерпретации и анализу получаемой измерительной информации.

Лабораторные работы выполняются индивидуально каждым студентом, некоторые лабораторные работы могут выполняться небольшими группами, численностью не более 4 человек.

Перед выполнением лабораторной работы студент изучает принципы действия приборов и инструментов, методику и последовательность выполнения работы, приемы и способы выполнения измерений, конспектируя в рабочую тетрадь (лабораторный журнал) основную информацию.

К выполнению лабораторной работы допускаются студенты, ясно и четко представляющие порядок выполнения работы, прошедшие инструктаж по технике безопасности и индивидуальное собеседование с преподавателем по вопросу усвоения правильного и безопасного использования приборов и оборудования.

Практические занятия проводятся в форме выполнения расчетных, графических и других камеральных работ, задания выполняются индивидуально каждым студентом. В начале занятия преподаватель называет тему и объясняет задание, которое необходимо выполнить.

Все лабораторные и практические работы по дисциплине «Метрология, стандартизация и сертификация» оформляются студентом в виде отчета в отдельной тетради (журнале).

На последнем практическом (лабораторном) занятии в семестре каждый студент выполняет контрольное задание и защищает свой отчет, отвечая преподавателю на вопросы по основным пройденным темам. Успешное прохождение процедуры защиты отчета является допуском к экзамену по дисциплине.

5

ТРЕБОВАНИЯ ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ

При работе с измерительной техникой, приборами и механизмами необходимо знать и неуклонно соблюдать правила техники безопасности:

–студенты приступают к выполнению лабораторных работ только после прохождения инструктажа по технике безопасности, результаты прохождения которого удостоверяются подписями студентов и преподавателя в журнале инструктажа;

–лабораторные работы проводятся студентами строго при личном присутствии преподавателя или инженера-лаборанта;

–в процессе измерений на рабочих столах не допускается нахождение посторонних предметов, не относящихся к перечню оборудования для выполнения данной лабораторной работы (мобильные телефоны, планшеты, сумки, рюкзаки и др.);

–студенты приступают к выполнению работы только по команде преподавателя, проявляя необходимую бдительность и осторожность;

–в случае возникновения вопросов студент, не вставая со своего места, должен поднять руку и дождаться, когда к нему подойдет преподаватель;

–в случае возникновения неисправности прибора не делать попыток к самостоятельному ее устранению, сообщить о проблеме преподавателю.

При проведении лабораторных работ студенты обязаны соблюдать строгую дисциплину, четко следовать указаниям преподавателя, вести себя предусмотрительно и ответственно.

6

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

ИЗМЕРЕНИЕ РАЗМЕРОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ ШТАНГЕНИНСТРУМЕНТОВ

Цель работы: научиться измерять линейные размеры с помощью штангенциркуля.

Приборы, материалы и оборудование:

–штангенциркуль;

–набор деталей.

Теоретические сведения

Штангенинструменты являются наиболее применяемыми универсальными средствами измерений для контроля линейных размеров элементов деталей. К ним относятся штангенциркули, штангенглубиномеры, штангенрейсмасы и штангензубомеры. Наибольшее распространение получили штангенинструменты с нониусным отсчетным устройством (нониус – прямолинейная шкала). В меньших количествах изготавливаются штангенинструменты со стрелочным отсчетным устройством (с круговой шкалой) и электронным цифровым отсчетнымустройством.

Общий вид одного из типов штангенциркулей с нониусом приведен на рис. 1.

Рис. 1. Устройство штангенциркуля: 1 – штанга; 2 – подвижная рамка; 3 – шкала штанги; 4 – губки для внутренних измерений; 5 – губки для наружных измерений; 6 – линейка глубиномера; 7 – нониус; 8 – винт для зажима рамки

7

Несущей деталью штангенинструментов является штанга 1. У нониусных штангенинструментов на лицевой плоскости штанги нанесена основная шкала. По штанге перемещается рамка 2 с нониусом 7, на котором нанесена вспомогательная шкала (шкала нониуса). Для закрепления рамки с целью фиксации результата измерения служит винт 8.

Пример обозначения штангенциркуля типа I с диапазоном изме- рений0–125 мм, сценойделениянониуса0,05 мм: ШЦ-I – 125–0,05.

Самым большим штангенциркулем можно измерять размеры до 2000 мм.

Необходимо помнить о том, что, например, при измерении внутренних размеров штангенциркулем с нониусным отсчетным устройством с ценой деления шкалы нониуса 0,05 мм, при измерении размеров от 0 до 50 мм погрешность штангенциркуля будет составлять 150 мкм, при измерении размеров 50–250 мм погрешность составляет 200 мкм, а при измерении размеров более

250 мм – 250 мкм.

Таким образом, с увеличением измеряемого размера погрешность его измерения возрастает.

Нониус служит для отсчета долей деления основной шкалы. Деление шкалы – это промежуток между двумя соседними

отметками (штрихами, рисками) шкалы.

Разность значений величин, соответствующих двум соседним отметкам шкалы, называют ценой деления шкалы.

Цена деления основной шкалы равна 1 мм. Цифры (числовые отметки) на основной шкале указывают количество десятков миллиметров. Цена деления шкалы нониуса вычисляется как разность между суммарной длиной двух соседних делений основной шкалы и длиной одного деления шкалы нониуса.

Например, если суммарная длина двух соседних делений основной шкалы равна 2 мм, а длина одного деления шкалы нониуса равна 1,98 мм, то цена деления шкалы нониуса будет равна 2,00–

– 1,98 = 0,02 мм. Ценаделенияшкалынониуса, обычноравная0,1 мм, 0,05 мм или 0,02 мм, указывается на рамке. Цифры на шкале нониусауказываютколичестводесятых илисотых долей миллиметра.

8

Диапазоном измерений называют область значений измеряемой величины, для которой нормированы допускаемые погрешности средства измерений. Диапазон измерений указывается на лицевой плоскости штанги, а также на коробке (футляре, чехле) инструмента. Например, если пределы измерений штангенциркуля 0 и 150 мм, то на штанге указывается обозначение диапазона измерений 0–150.

На рис. 2 показан пример снятия отсчета при измерениях штангенциркулем с ценой деления нониуса 0,1 мм (левая часть рисунка) и 0,02 мм (правая часть рисунка).

Рис. 2. Пример снятия отсчета

Значениеполного отсчетапо шкаламопределяютпо формуле

А = а1·n1 + а2·n2,

где а1 и n1 – цена деления и количество целых делений основной шкалы, пройденных нулевой отметкой шкалы нониуса; а2 и n2 – цена деления и порядковый номер отметки шкалы нониуса, совпадающий с отметкой основной шкалы.

Левая часть рисунка. Количество целых миллиметров, пройденных нулевой отметкой шкалы нониуса, отсчитывают по основной шкале (на рисунке 20 мм), а десятые доли миллиметра – по отметке шкалы нониуса, совпадающей с отметкой основной шкалы

9

(на рисунке с отметкой основной шкалы совпадает отметка 8 на шкале нониуса). Отсчитанноеполное значение составляет 20,8 мм.

Правая часть рисунка. Количество целых миллиметров, пройденных нулевой отметкой шкалы нониуса на рисунке, 12 мм, а десятые доли миллиметра – по отметке шкалы нониуса, на рисунке с отметкой основной шкалы совпадает отметка 24 на шкале нониуса. Отсчитанное полное значение составляет 12,24 мм.

ЗАДАНИЕ:

Измерить действительные размеры деталей в серии.

Последовательность выполнения работы:

1.Ознакомиться с конструкцией и правилами взятия отсчета при работе со штангенинструментами.

2.Получить серию деталей и инструменты у преподавателя.

3.Измерить линейные размеры деталей, указанные преподавателем (внутренние и наружные диаметры, высота, длина, ширина в зависимости от вида деталей). Выполнить не менее трех измерений каждого размера.

4.Рассчитать среднее арифметическое значение каждого размера для каждой детали.

5.Результаты измерений записать на черновике и предъявить преподавателю, ведущему занятие.

6.При положительной оценке результатов измерений преподавателем, ведущим занятие, полученные в ходе работы данные занести в табл. 1 и табл. 2, перенеся их врабочую тетрадь (журнал).

10