DEGTYREV

Один оборот стрелки 6 соответствует перемещению измерительного стержня на 1 мм и повороту стрелки 9 на одно деление.

Основная шкала (циферблат) имеет 100 делений, цена деления индикатора - 0,01 мм. Ободок индикатора вместе с циферблатом может поворачиваться относительно корпуса с целью установки основной стрелки 6 на нуль. Индик аторы ИЧ имеют несколько модификаций с пределами измерений по шкале (в мм) 0 - 2, 0 - 3, 0 - 5, 0 - 10 и допускаемой погрешностью (в мкм) соответственно 10, 12, 15, 22.

Схема рычажно-зубчатой измерительной головки представлена на рис.5. При перемещении измерительного стержня 1 в двух точных направляющих втулках 2 поворачивается рычаг 3, который воздействует на рычаг 4. Последн ий имеет большое плечо в виде зубчатого секто ра, находящегося в зацеплении с зубчатым колесом (трибом) 5. На оси триба установлена стрелка 6. Спиральная пружина 7 предназначена для устранения зазоров в механизме. Измерительное усилие создаетс я пружиной 8. Для предохранения измерительного наконечника от повреждения служит арретир 9. Наличие рычажной системы позволяет увеличить передаточное число механизма и тем самым уменьшить цену делен ия шкалы.

Рис.5. Схема рычажно-зубчатой измер ительной головки: 1 - измерительный стержень; 2 - направляю щие втулки; 3 и 4 - рычаги; 5 - зубчатое колесо (триб); 6 - стрелка; 7 - спиральная пружина; 8 - пружина; 9 - арретир

Рычажно-зубчатая измерительная головка ИГ имеет цену деления 1 или 2 мкм с пр еделами измерения соответственно ±50 или ±100 мкм. М ногооборотная головка ИГМ при тех же значениях цены деления имеет расширенные пределы измерения: 0 - 1 или 0 - 2 мм.

Чувствительным элементом пружинной измерительной головки является плоская пружинная лента, закрепленная по концам и скрученна я за середину. Если такую ленту растягивать, то ее средняя часть будет раскручиваться. Прикрепив к середине пружины стрелку и расположив рядом шкалу, получают средство измерений, позволяющее измерять очень малые перемещения (рис.6).

Измерительный стержень 1 по двешен на двух плоских пружинах 2. Перемещен ие измерительного стержня передается пружинной ленте 3 через угольник (рычаг) 4. К середине ленты прикреплена стрелка 5, один из концов которой служит указателем шкалы 6. На противоположном конце стрелки установлен противовес 7. Опорой неподвижного конца пружинной ленты служит консольная балоч а 8. Измерительное усилие создается пружиной 9.

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

Измерение производится контактным дифференциальным методом с предварительной установкой измерительной головки на нуль по блоку плоскопараллельных концевых мер длины (подробнее о концевых мерах - см. описание лабораторной работы № 3).

Лабораторное задание

1.При домашней подготовке оформить раздел "Теоретические сведения" отчета, зарисовать схему измерения, подготовить форму таблицы.

2.Выбрать измерительную головку и измерить заданный размер на каждой детали выборки. По результатам измерений построить гистограмму и полигон распределения.

3.Вычислить статистические характеристики выборки и построить теоретическую кривую распределения.

4.Рассчитать вероятность брака для двух вариантов:

а) по результатам статистической обработки партии деталей; б) после коррекции технологического процесса.

Порядок выполнения работы

1.Начертить эскиз детали с указанием номинального значения и предельных отклонений контролируемого размера. Вычислить среднее отклонение ec.

2.Выбрать измерительную головку. Составить блок концевых мер длины, размер которого близок номинальному размеру d детали.

3.Разбить величину допуска на k равных интервалов. При выборе значения k следует воспользоваться графиком на рис.8. Величина интервала должна быть не меньше цены деления средства измерений и кратна ей.

k

13

12

11

10

9

8

7

6

5

4

3

Рис.8. Рекомендуемая зависимость числа интервалов k от размера выборки N

4. Наметить нижнюю (НГ) и верхнюю (ВГ) границы диапазона измерений (на 1...3 интервала шире поля допуска в каждую сторону). Значения границ и середин интервалов занести в форму табл.4.

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

5.Установить блок концевых мер длины на столик стенда и выставить нуль на шкале измерительной головки.

6.Последовательно измерить отклонения контролируемого размера всех N деталей выборки, отмечая точкой на графике каждую деталь, попавшую в тот или иной интервал. Если результат наблюдения оказывается на границе соседних интервалов, то его относят к младшему интервалу. Для каждого интервала подсчитать число деталей ni, имеющих размеры, ограничиваемые значениями границ интервала. Результаты занести в форму табл.4.

7.Сверить суммарное число деталей ni в интервалах с числом деталей в выборке. Должно быть ∑ni = N.

8.Построить гистограмму распределения действительных отклонений размеров, для чего по оси абсцисс отложить интервалы действительных размеров деталей (в миллиметрах), а по оси ординат - высоты прямоугольников, величины которых пропорциональны числу деталей в каждом интервале. Вместе с гистограммой построить полигон (эмпирическую кривую распределения). Пример построения - см. рис.2.

9.Произвести расчеты по определению характеристик эмпирического распределения по формулам (1) -

(3).

10.Вычислить коэффициент точности технологического процесса Tп = R / T, величину необходимой

коррекции = (d + ec) – d и коэффициент смещения E = / T.

11. По результатам расчетов по формулам (4), (5) или (6) вычертить на поле графика в том же масштабе теоретическую кривую распределения размеров соответственно для законов Гаусса, Симпсона или равной вероятности (по указанию преподавателя).

13.Рассчитать вероятность брака (в процентах) до и после коррекции технологического процесса на величину .

14.Сделать выводы о соответствии технологического процесса заданным условиям точности контролируемого размера.

Требования к отчету

Отчет должен содержать:

1)название и цель работы;

2)краткие теоретические сведения с необходимыми формулами;

3)эскиз детали;

4)схему измерений;

5)таблицу параметров измерения партии деталей;

6)результаты расчетов статистических характеристик и расчетов по критерию согласия Пирсона;

7)гистограмму и полигон распределения действительных отклонений контролируемого размера, кривую теоретического распределения;

8)расчеты вероятностей брака;

9)заключение о соответствии технологического процесса техническим условиям на точность детали и о величине необходимой коррекции.

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

Контрольные вопросы

1.Какие виды погрешностей возникают при изготовлении и измерении деталей?

2.Что является причиной возникновения погрешностей при изготовлении деталей?

3.Каковы основные свойства случайных погрешностей?

4.Каковы важнейшие характеристики случайных величин?

5.Назовите основные статистические характеристики выборки.

6.Какой параметр определяет соответствие технологического процесса требованиям к точности размера?

7.Каковы формы графического представления эмпирического распределения случайных величин?

8.Гистограмма и способ ее построения.

9.Построение полигона распределения.

10.Назовите наиболее часто используемые законы распределения отклонений и дайте им характеристику.

11.Приведите и расшифруйте зависимость для расчета координат кривой распределения для закона нормального распределения.

12.Приведите и расшифруйте зависимость для расчета координат кривой распределения для закона Симпсона.

13.Приведите и расшифруйте зависимость для расчета координат кривой распределения для закона равной вероятности.

14.Дайте понятие критерия согласия Пирсона.

15.Поясните процедуру расчета по критерию согласия Пирсона.

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

∙ периодическая погрешность изменяется в течение периода; в других периодах изменение носит аналогичный характер.

В данной работе исследуется абсолютная постоянная систематическая основная статическая погрешность средства измерений. Результат измерения, содержащий систематическую погрешность, называют неисправленным. Постоянная систематическая погрешность не может быть обнаружена путем сравнения отдельных результатов в серии наблюдений. Ее можно вычислить как разность результатов, полученных при измерении искомой величины с помощью данного средства измерений и более точного средства измерений (например, меры или рабочего эталона).

Результат измерения, в котором отсутствует систематическая погрешность, называют исправленным. Один из путей получения исправленного результата измерения - введение поправки. Поправка равна модулю погрешности, но имеет противоположный знак. Исправленный результат измерения равен алгебраической сумме неисправленного результата и поправки.

Существуют также специальные методы, с помощью которых может быть устранена значительная часть постоянной систематической погрешности без выявления и введения поправки. В данной работе используются два таких метода: замещения и противопоставления.

Сущность метода замещения состоит в такой замене измеряемой величины X известной величиной А (например, с помощью регулируемой меры), чтобы показание средства измерений оказалось точно таким же. Процедура измерения проводится дважды - отдельно с величинами X и А. Метод замещения обеспечивает наиболее полную компенсацию постоянной систематической погрешности средства измерений. За результат измерения принимается значение меры, а его погрешность равна сумме погрешностей самой меры и отсчетов.

Процедура измерения с использованием метода противопоставления также состоит из двух наблюдений, которые построены таким образом, чтобы причина постоянной систематической погрешности в этих наблюдениях оказывала различные, но известные по своей закономерности воздействия на их результаты. Получаемые зависимости составляют систему из двух уравнений, одним из решений которой является исправленный результат измерения.

При измерениях параметров электрических цепей (сопротивлений, емкостей, индуктивностей) широко применяют мостовые цепи. Самой популярной схемой, используемой для измерения отношений параметров,

является мостовая схема Уитстона (рис.1).

U

Z2 Z1

Vвых

Z4 Z3

Рис.1. Принципиальная схема моста Уитстона

Импеданс Z (полное сопротивление участка электрической цепи) равен: ∙ для резистора Z = R;

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

∙для идеального конденсатора

Z = 1 / 2π f С;

∙для идеальной индуктивности

Z = 2π f L.

Здесь R - сопротивление резистора; С - емкость конденсатора; L - индуктивность катушки; f - частота переменного тока.

Выходное напряжение моста определяется следующим соотношением:

Измерительный мост, выходное напряжение которого равно нулю, называют уравновешенным (сбалансированным). При изменении импеданса в любом плече мост выходит из состояния равновесия, и на его выходе появляется напряжение Vвых ≠ 0. Для компенсации явлений, вызывающих возникновение погрешностей (температурная нестабильность, инструментальный дрейф нуля и др.), следует обеспечить идентичность импедансов только соседних пар: Z1 = Z2 и Z3 = Z4.

Соотношение между сопротивлениями уравновешенного моста можно получить из схемы на рис.2,а. Поскольку разность потенциалов между точками В и С равна нулю, ток в диагонали моста ВС также равен нулю. Отсюда вывод: разности потенциалов на концах плеч моста попарно равны, а также равны токи в других парах плеч:

Рис.2. Схемы мостов Уитстона для сопротивлений: а - классический мост; б - мост с реохордом

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

Из равенств (2) получаются следующие зависимости:

В результате почленного деления левых и правых частей зависимостей (3) получается искомое соотношение:

R1 = R3 .

R2 R4

Выражение (1) показывает, что выходное напряжение Vвых классического моста Уитстона зависит от питающего напряжения U, колебания которого приводят к появлению дополнительной погрешности измерения.

От этого недостатка свободен мост Уитстона с так называемым реохордом Rr (рис.2,б). Реохордом называют переменное сопротивление, имеющее шкалу. Разность показаний по шкале реохорда для неуравновешенного и уравновешенного состояний моста равна изменению сопротивления R1 (с противоположным знаком) и не зависит от величины напряжения U.

Сопротивления резисторов и емкости конденсаторов должны соответствовать специальным рядам (Е3, Е6, … Е192), указанным в национальном стандарте ГОСТ 28884-90, который разработан на основе международного стандарта МЭК 63-63 (табл.1). Ряды МЭК состоят из округленных значений теоретических

чисел m, рассчитанных по формуле т = N10n , где N - номер ряда; п - целое положительное или отрицательное число. Значения, указанные в табл.1, и группы значений, полученные путем их умножения или деления на числа, кратные 10, составляют параметрические ряды для:

∙номинальных значений сопротивлений постоянных резисторов;

∙номинальных значений емкостей постоянных конденсаторов.

Таблица 1

Ряды МЭК предпочтительных значений для резисторов и конденсаторов

Обозначение рядов

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

Допускаемые отклонения от номинальных значений сопротивлений резисторов и емкостей конденсаторов приведены в табл.2.

Таблица 2

Допускаемые отклонения от номинальных значений сопротивлений и емкостей

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com