3 . Обработка результатов измерения электрического сопротивления.

Основная цель обработки экспериментальных данных - получение результата измерения и оценка его погрешности. Измерение, результат которого получен из ряда однократных измерений, называется многократным.

Для определения результата многократных измерений и оценки их погрешностей широкое распространение получили вероятностно-статические методы.

Электрическое сопротивление – это способность проводника препятствовать протеканию по нему электрического тока измеряется в (Ом)

В данной задаче используется многократная обработка результатов измерений.

Электрическое сопротивление нагрузки определяется по закону Ома

R =U/I, при измерении силы тока и направления получены значения

U=225 + 1,5 В; I = 3 + 0,1 А. Результат измерения следует записать в

виде: + ∆R

1. Находим электрическое сопротивление ( ), исходя из формулы:

= U/I, Ом,

Где - электрическое сопротивление нагрузки;

U – напряжение, В;

I – сила тока, А;

= 225 ± 1,5/3±1,5 = 73 Ом.

2. Рассчитаем погрешность напряжения ( ) по формуле:

= ∆U/ = 1,5/225 = 0,0067

3. Аналогично рассчитываем погрешность силы тока ( ):

= ∆I/ = 0,1/3 = 0,033

4. Найдем погрешность электрического сопротивления ( ):

= + = 0,0067 + 0,033 = 0,04

5. Найдем значения ∆R: ∆R = ∙ = 0,04 ∙ 73 = 3 Ом.

Ответ: По закону Ома R =U/I, я определил электрическое сопротивление нагрузки, которая равна: R = 73±3 Ом.

3. Калибры для контроля цилиндрических изделий.

Для деталей сопряжения Ø 115 Н8/f7 спроектировать рабочие калибры.

1. Рассчитать исполнительный и предельный размеры калибра – пробки и калибра – скобы. Построить схемы полей допусков.

2. Выполнить чертежи калибров.

3.1 Калибр – пробка для контроля отверстия.

Определим предельные отклонения, допуск и предельные размеры контролирующего отверстия Ø 115 Н8

- по таблицам ЕСДП находим:

ES =0,035 мм ;EI = 0 мм

- допуск отверстия ;

- предельные размеры;

;

- По таблицам предельных отклонений калибров

(ГОСТ-2.4853-81 СТСАВ 157-75) находим:

z = 8; y = 6; H = 10;

Чертим схему полей допусков калибра – пробки (рисунок 10)

Рисунок 10 – Схема полей допусков калибра – пробки.

Вычислим исполнительные размеры калибров – пробки:

- проходной стороны:

- непроходной стороны:

- проходной изношенной:

Вычислим предельные размеры калибра – пробки:

- проходной стороны:

- непроходной стороны:

3.2 Калибр – пробка для контроля вала.

Определим предельные отклонения, допуск и предельные размеры контролирующего отверстия Ø 115 f7

- по таблицам ЕСДП находим:

es =-0,036 мм ;ei = -0,071 мм

- допуск отверстия

;- предельные размеры

- По таблицам предельных отклонений калибров

(ГОСТ-2.4853-81 СТСАВ 157-75) находим:

z = 4; y = 3; H = 5;

Чертим схему полей допусков калибра – скобы (рисунок 11)

Рисунок 11 – Схема полей допусков калибра – скобы.

Вычислим исполнительные размеры калибров – скобы:

- проходной стороны:

- непроходной стороны:

- проходной изношенной:

Вычислим предельные размеры калибра – пробки:

- проходной стороны:

- непроходной стороны:

7.Теоретический вопрос

«Метрологические свойства СИ»

Метрологические свойства СИ — это свойства, влияющие на результат измерений и его погрешность. Показатели метрологических свойств являются их количественной характеристикой и называются метрологическими характеристиками.

Метрологические характеристики, устанавливаемые НД, называют нормируемыми метрологическими характеристиками.

Все метрологические свойства СИ можно разделить на две группы:

• свойства, определяющие область применения СИ;

• свойства, определяющие точность (правильность и прецизионность) результатов измерения.

К основным метрологическим характеристикам, определяющим свойства первой группы, относятся диапазон измерений и порог чувствительности.

Диапазон измерений — область значений величины, в пределах которых нормированы допускаемые пределы погрешности. Значения величины, ограничивающие диапазон измерений снизу или сверху (слева и справа), называют соответственно нижним или верхним пределом измерений.

Порог чувствительности — наименьшее изменение измеряемой величины, которое вызывает заметное изменение выходного сигнала. Например, если порог чувствительности весов равен 10 мг, то это означает, что заметное перемещение стрелки весов достигается при таком малом изменении массы, как 10 мг.

К метрологическим свойствам второй группы относятся два главных свойства точности: правильность и прецизионность результатов.

Точность измерений СИ определяется их погрешностью.

Погрешность средства измерений — это разность между показаниями СИ и истинным (действительным) значением измеряемой величины. Поскольку истинное значение физической величины неизвестно, то на практике пользуются ее действительным значением. Для рабочего СИ за действительное значение принимают показания рабочего эталона низшего разряда (допустим, 4-го), для эталона 4-го разряда, в свою очередь, — значение величины, полученное с помощью рабочего эталона 3-го разряда. Таким образом, за базу для сравнения принимают значение СИ, которое является в поверочной схеме вышестоящим по отношению к подчиненному СИ, подлежащему поверке.

Погрешности СИ могут быть классифицированы по ряду признаков, в частности:

• по способу выражения — абсолютные, относительные;

• по характеру проявления — систематические, случайные;

• по отношению к условиям применения — основные, дополнительные.

Наибольшее распространение получили метрологические свойства, связанные с первой группировкой — с абсолютными и относительными погрешностями.

Систематическая погрешность — cоставляющая погрешности результата измерения, остающаяся постоянной (или же закономерно изменяющейся) при повторных измерениях одной и той же величины. Ее примером может быть погрешность градуировки, в частности погрешность показаний прибора с круговой шкалой и стрелкой, если ось последней смещена на некоторую величину относительно центра шкалы. Если эта погрешность известна, то ее исключают из результатов разными способами, в частности введением поправок. При химическом анализе систематическая погрешность проявляется в случаях, когда метод измерений не позволяет полностью выделить элемент или когда наличие одного элемента мешает определению другого.

Величина систематической погрешности определяет такое метрологическое свойство, как правильность измерений СИ.

Случайная погрешность — составляющая погрешности результата измерения, изменяющаяся случайным образом (по знаку и значению) в серии повторных измерений одного и того же размера величины с одинаковой тщательностью. В появлении этого вида погрешности не наблюдается какой-либо закономерности. Они неизбежны и неустранимы, всегда присутствуют в результатах измерения. При многократном и достаточно точном измерении они порождают рассеяние результатов.

Характеристиками рассеяния являются средняя арифметическая погрешность, средняя квадратическая погрешность, размах результатов измерений. Поскольку рассеяние носит вероятностный характер, то при указании на значения случайной погрешности задают вероятность.

Оценка погрешности измерений СИ, используемых для определения показателей качества товаров, определяется спецификой применения последних.

Например, погрешность измерения цветового тона керамических плиток для внутренней отделки жилища должна быть по крайней мере на порядок ниже, чем погрешность измерения аналогичного показателя серийно выпускаемых картин, сделанных цветной фотопечатью. Дело в том, что разнотонность двух наклеенных рядом на стену кафельных плиток будет бросаться в глаза, тогда как разнотонность отдельных экземпляров одной картины заметно не проявится, так как они используются разрозненно.

Номенклатура нормируемых метрологических характеристик СИ определяется назначением, условиями эксплуатации и многими другими факторами. У СИ, применяемых для высокоточных измерений, нормируется до десятка и более метрологических характеристик в стандартах технических требований (технических условий) и ТУ. Нормы на основные метрологические характеристики приводятся в эксплуатационной документации на СИ. Учет всех нормируемых характеристик необходим при измерениях высокой точности и в метрологической практике. В повседневной производственной практике широко пользуются обобщенной характеристикой — классом точности.

Класс точности СИ — обобщенная характеристика, выражаемая пределами допускаемых (основной и дополнительной) погрешностей, а также другими характеристиками, влияющими на точность. Классы точности конкретного типа СИ устанавливают в НД. При этом для каждого класса точности устанавливают конкретные требования к метрологическим характеристикам, в совокупности отражающим уровень точности СИ данного класса.

Присваиваются классы точности СИ при их разработке (по результатам приемочных испытаний). В связи с тем что при эксплуатации их метрологические характеристики обычно ухудшаются, допускается понижать класс точности по результатам поверки (калибровки). Таким образом, класс точности позволяет судить о том, в каких пределах находится погрешность измерений этого класса. Это важно знать при выборе СИ в зависимости от заданной точности измерений.

«Классы точности средств измерений»

Класс точности — основная метрологическая характеристика прибора, характеризующая допустимые по стандарту значения основных и дополнительных погрешностей, влияющих на точность измерения.

Точность средства измерений — степень совпадения показаний измерительного прибора с истинным значением измеряемой величины. Чем меньше разница, тем больше точность прибора. Точность эталона или меры характеризуется погрешностью или степенью воспроизводимости. Точность измерительного прибора , откалиброванного по эталону, всегда хуже или равна точности эталона.

Погрешность может нормироваться, в частности, по отношению к:

• результату измерения (по относительной погрешности)

в этом случае, по ГОСТ 8.401-80 (взамен ГОСТ 13600-68), цифровое обозначение класса точности (в процентах) заключается в кружок.

• длине (верхнему пределу) шкалы прибора (по приведенной погрешности)

Для электроизмерительных стрелочных приборов принято указывать класс точности, записываемый в виде числа, например, 0,05 или 4,0. Это число дает максимально возможную погрешность прибора, выраженную в процентах от наибольшего значения величины, измеряемой в данном диапазоне работы прибора. Так, для вольтметра, работающего в диапазоне измерений 0 — 30 В, класс точности 1,0 определяет, что указанная погрешность при положении стрелки в любом месте шкалы не превышает 0,3 В. Соответственно, среднее квадратичное отклонение s прибора составляет 0,1 В.

Относительная погрешность результата, полученного с помощью указанного вольтметра, зависит от значения измеряемого напряжения, становясь недопустимо высокой для малых напряжений. При измерении напряжения 0,5 В погрешность составит 20 %. Как следствие, такой прибор не годится для исследования процессов, в которых напряжение меняется на 0,1 — 0,5 В.

Обычно цена наименьшего деления шкалы стрелочного прибора согласована с погрешностью самого прибора. Если класс точности используемого прибора неизвестен, за погрешность s прибора всегда принимают половину цены его наименьшего деления. Понятно, что при считывании показаний со шкалы нецелесообразно стараться определить доли деления, так как результат измерения от этого не станет точнее.

Следует иметь в виду, что понятие класса точности встречается в различных областях техники. Так в станкостроении имеется понятие класса точности металлорежущего станка, класса точности электроэрозионных станков (по ГОСТ 20551).

Обозначения класса точности могут иметь вид заглавных букв латинского алфавита, римских цифр и арабских цифр с добавлением условных знаков. Если класс точности обозначается латинскими буквами, то класс точности определяется пределами абсолютной погрешности. Если класс точности обозначается арабскими цифрами без условных знаков, то класс точности определяется пределами приведённой погрешности и в качестве нормирующего значения используется наибольший по модулю из пределов измерений. Если класс точности обозначается арабскими цифрами с галочкой, то класс точности определяется пределами приведённой погрешности, но в качестве нормирующего значения используется длина шкалы. Если класс точности обозначается римскими цифрами, то класс точности определяется пределами относительной погрешности.

Заключение

В данной работе произведён анализ гладкого цилиндрического соединения с определением основных характеристик посадки и построены схемы расположения полей допусков. Также для посадки с натягом, соединения крышка- корпус выбраны измерительные средства и произведён анализ его разработки. Построены схемы вариантов назначения приёмочных границ. Я изучил состав выбранных средств измерения, а именно универсального микроскопа УИМ-21 и микрометра рычажного. Вычислил исполнительные и предельные размеры калибра-пробки и калибра-скобы, выполнил чертежи калибров. Рассмотрел теоретический вопрос на тему «Точность методов и результатов измерений», комплекс из шести национальных стандартов, терминологию и требования к точности методов и результатов измерений. Выполнил обработку результатов измерений.

Список использованных источников.

1. Николаева, Г.С. Выбор измерительных средств: методические указания/Г.С. Николаева, М.А. Буракова, А.А. Залипцкий,-2-е изд., перераб. и доп. Рост. гос. ун-т путей сообщения.-Ростов н/д, 2006: - 20с.

2. Бадиров, Д.Т. Основы стандартизации и контроля качества продукции / Д.Т. Бадиров, А.В. Байков, - Транспорт. – М., 1986: - 222с.

3. Иванов И.А. Основы метрологи, стандартизации, взаимозаменяемости и сертификации / И.А. Иванов, С.В. Урумин, - ГОУ «Учебно-методический центр по образованию на ж/д тр-те». – М., 2008: - 287с

4. Николаева, Г.С. Калибры для контроля цилиндрических изделий: методические указания к курсовой работе / Г.С. Николаева, А.А. Залипцкий, В.Я. Шипулин, - Рост. гос. ун-т путей сообщения.-Ростов н/д, 1996, - 15с

5. Васильев, А.С. Основы метрологии и технические измерения: Учебное пособие для технических училищ / А.С.Васильев, - Машиностроение. – М., 1980:-192с.