МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО МОРСКОГО И РЕЧНОГО ТРАНСПОРТА

Рыбинский филиал ФГБОУ ВО «МГАВТ»

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к практическим работам

по дисциплине Метрология и стандартизация

«общепрофессиональный цикл»

основной профессиональной образовательной программы

по специальности:

26.02.05. Эксплуатация судовых энергетических установок

26.02.06. Эксплуатация судового электрооборудования и средств автоматики

технического профиля

г.Рыбинск

2015г

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Чтобы показать учащимся связь предмета с жизнью и помочь им освоить теорию, а также для проверки знаний учащихся по программе много времени отводится на проведение практических работ.

Практические работы выполняются учащимися согласно тематическому плану. Содержание соответствуют изучаемой теме. Они направлены на повторение и закрепления материала по изучаемой тематике, а также обеспечивают дополнительный контроль знаний студентов.

ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ ПРАКТИЧЕСКИХ РАБОТ

1. При изучении темы выдается обобщенный материал для проведения практической работы.

2. Перед началом работы раздается описание работы с инструкцией по ее проведению, таблицами, примерами, вариантами и т.п.

3. Преподавателем даются необходимые устные пояснения.

4. Учащиеся индивидуально или по группам проводят работу согласно инструкции.

5. Результаты работы каждым учащимся индивидуально оформляются в рабочей тетради, на отдельном листе или на чертеже согласно указаниям каждой работы.

6. Каждая работа оценивается преподавателем. При
   необходимости проходит устная защита своей работы каждым учащимся.

7. Оценки за работы выставляются в журнал.

8. После выполнения всех работ, предусмотренных по календарному плану, в журнал преподавателем выставляется общий зачет по практическим работам.

СПИСОК ПРАКТИЧЕСКИХ РАБОТ

№

Название

Часы

Тема

1

1. Измерение линейных и угловых размеров

2

Тема 2.2. Метрология и измерение

2

2. Погрешность измерения физических величин

1

3

3. Измерение параметров электрических сигналов

1

4

4. Определение предельных отклонений и размеров

2

Тема 3.1. Сущность стандартизации

5

5. Изучение «семейств» международных стандартов

2

Тема 3.2. Международная и национальная стандартизация

ИТОГО

8

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 1

Измерение линейных и угловых размеров

Тема 2.2. Метрология и измерение

Цель: Ознакомление с конструкцией и методами работы с контрольно-измерительными приборами для измерения линейных и угловых размеров. Формирование навыков измерения штангенциркулем, микрометром и угломером. …………………………………………………………………………………………….(2часа)

Теоретическая часть

Средства технических измерений подразделяются на три основные группы:

меры, калибры, универсальные средства измерения (измери­тельные приборы, контрольно-измерительные приборы, «КИП» и сис­темы).

Мера представляет собой средство измерений, предназначенное для воспроизведения физической величины заданного размера. К ме­рам относятся плоскопараллельные меры длины (плитка) и угловые меры.

Калибры представляют собой устройства, предназначенные для контроля и нахождения в заданных границах размеров, взаимного рас­положения поверхностей и формы деталей. К ним относятся, напри­мер, гладкие предельные калибры (скобы и пробки), резьбовые калиб­ры (резьбовые кольца или скобы, резьбовые пробки) и т.п.

Измерительный прибор - устройство, вырабатывающее сигнал измерительной информации в форме, доступной дня непосред­ственного восприятия наблюдателей.

Измерительной системой называется совокупность средств измерений (мер, измерительных приборов, измерительных преобразо­вателей) и вспомогательных устройств, соединенных между собой ка­налами связи. Она предназначена для выработки сигналов измери­тельной информации в форме, удобной для автоматизированной об­работки, передачи или использования в автоматических системах уп­равления.

Универсальные средства измерения предназначены для определе­ния действительных размеров. Этим они и отличаются от калибров, позволяющих убедиться лишь в том, что размер лежит в заданных пределах.

Выбор средств измерения и контроля.

По ГОСТ 14.306-73 выбор средств измерения и контроля основывается на обеспечении заданных показателей процесса технического контроля (ТК) и анализе затрат на реализацию процесса контроля.

К обязательным показателям процесса контроля относят точность измерения, достоверность, трудоемкость, стоимость контроля.

В качестве дополнительных показателей контроля используют объем, полноту, периодичность, продолжительность.

При выборе средств измерения точность средств измерений должна быть достаточно высокой по сравнению с заданной точностью выпол­нения измеряемого размера, а трудоемкость измерения и их стоимость должны быть возможно более низкими, обеспечивающими наиболее высокие производительность труда и экономичность.

Недостаточная точность измерений приводит к тому, что часть год­ной продукции бракуют, в то же время по той же причине другую часть фактически негодной продукции принимают как годную.

Излишняя точность измерений, как правило, бывает связана с по­вышением трудоемкости и стоимости контроля качества продукции и, следовательно, ведет к удорожанию производства и ограничению вы­пуска продукции.

Средства линейных измерений СЛИ и контроля СЛК подразделяют на контактные (К) и бесконтактные (Б), автоматические (А) и неавто­матические (Н).

В измерительный прибор для линейных измерений входят измери­тельная и установочная база, а также измерительный преобразователь с отсчетным устройством. Съемный измерительный преобразователь с встроенным отсчетным устройством обычно называют измеритель­ной головкой. При этом средства автоматических измерений могут иметь адаптирующийся цифровой отсчет (АЦО), самопишущий (СПВ) или цифропечатающий выход (ЦПВ). Средства автоматического конт­роля делят на измерительные контрольные (ИКА), измерительные кон­трольно-сортировочные (ИКСА) автоматы (полуавтоматы) и средства активного (управляющего) размерного контроля (САРК)

.

Классификационная схема средств линейных измерений

Неавтоматические сред­ства измерения различаются типом отсчетного устройст­ва (штриховое, цифровое, стрелочное и световое). Тип отсчетного устройства зави­сит от конструкции измери­тельного средства. Стрелоч­ный отсчет (СО) применяет­ся в механических системах (индикаторы, пружинные измерительные головки) и в ряде измерительных преобразователей. Световой отсчетный индекс (СИ), по­зволяющий исключить по­грешности параллакса, ис­пользуют в оптико-механических приборах (оптиметры, оптикаторы, интерферометры контактные и т. П.). Оптические приборы выпускают с окулярным и экранным визированием и отсчетом. Последние меньше утомляют глаза оператора и способствуют повышению точности и производительности измерений. Отсчетные шкалы приборов и изме­рительных головок могут быть линейными, угловыми и круговыми. На каждой шкале имеются штрихи и числовые отметки. В ряде случаев используют измерительные и контрольные устройства с дистанцион­ным отсчетом, когда входной (чувствительный) элемент измеритель­ной системы и отсчетное устройство связаны мобильным соединяю­щим звеном и когда они находятся на значительном расстоянии друг от друга. При этом измерительный (контрольный) прибор (КП) обяза­тельно имеет измерительный преобразователь (#77). Контрольные средства используют и без преобразователя, например жесткие калиб­ры (ЖК) и автоматы с клиновой щелью для сортировки тел качения.

Средства измерения и контроля могут быть одномерными (измеря­ют и контролируют одну величину) и многомерными (измеряют и кон­тролируют несколько размеров изделия). При этом контактные средст­ва менее чувствительны к помехам на входе измерительной системы, чем бесконтактные.

Все средства измерений в соответствии с их назначением можно разделить на универсальные и специализированные. При этом конк­ретные универсальные средства имеют предпочтительные области применения: для наружных и внутренних измерений, для измерения отклонений формы поверхностей. Специализированные приборы име­ют весьма узкое назначение.

Исходными при выборе средств измерения определенного назна­чения являются следующие положения: необходимая производитель­ность (на этой основе выбирают автоматические или неавтоматиче­ские, универсальные или специализированные средства измерений); допускаемая погрешность измерения; предел измерения в зависимо­сти от контролируемого допуска; механические характеристики изме­ряемой детали (габаритные размеры, масса, твердость материала, же­сткость конструкции, кривизна и шероховатость поверхности, дос­тупность контролируемой поверхности), возможные условия эксплуа­тации.

В большинстве случаев предпочтение отдается механизированным измерительным приспособлениям с целью выборочной проверки точ­ности процесса обработки. В последние годы стали использовать мно­гомерные измерительные приспособления, компонуемые из унифици­рованных элементов.

Для правильного контроля и измерения размеров детали следует знать правила выбора измерительных приборов (средств измерения - СИ).

Контроль размеров представляет собой процесс получения информации о том, находятся ли истинные значения размеров изготовленной детали в пределах, ограниченных заданными на ее чертеже полями допусков.

При контроле измерительными приборами должен быть выбран такой прибор, чтобы его конструкция и основные параметры соответствовали контролируемому размеру и его полю допуска. Основными параметрами измерительных приборов являются:

- Цена деления (ЦД) шкалы прибора - представляет собой разность значений измеряемой величины, соответствующих двум соседним отметкам шкалы; приборы для линейных измерений имеют обычно цену деления, выражаемую числом с одной значащей цифрой: 1, 2 или 5;

- Диапазон ДП и пределы показаний шкалы. Пределы показаний - верхний (ВПП) и нижний (НПП) - начальное и конечное значение, указанные на шкале. Диапазон показаний - это величина области значений шкалы: ДП = ВПП - НПП.

Диапазон характеризует шкалы приборов, предназначенных для относительных измерений;

- Диапазон ДИ и пределы измерений. Пределы измерений - верхний (ВПИ) и нижний (НПИ) - это наибольшее и наименьшее значения, которые допускаются и возможно измерять данным прибором: ДИ = ВПИ - НПИ;

- Предел допускаемой погрешности средства измерений [Δ_СИ] - это наибольшая по абсолютной величине его погрешность, при которой средство измерений (прибор) может быть пригодным для измерений. При проектировании приборов обычно цену деления принимают примерно соответствующей пределу допускаемой погрешности: ЦД ≈ [Δ_СИ].

Основное правило выбора измерительного прибора требуемой точности - его ЦД не должна превышать установленную стандартом величину допускаемой погрешности │Δ_А│измеряемого размера А с заданным допуском IТ_А, то есть: ЦД ≤ │Δ_А│. Наиболее рационален прибор, ЦД которого наиболее близка к │Δ_А│.

При выборе прибора совершенно необходимо принимать во внимание вид размера, подлежащего измерениям. Важно также правильно выбрать прибор с необходимыми пределами измерений, включающими предельные значения измеряемого размера.

Наконец, следует проверить соответствие диапазона показаний прибора для относительных измерений размера, подлежащего измерениям, т.е.: ДП> IТ_А.

При невыполнении этих условий, должен быть выбран другой прибор, соответствующий всем параметрам.

Для упрощения выбора измерительного прибора пользуются табличными данными.

Виды поверхностей и размеров деталей машин

Измерение деталей на годность требует умения не только читать обозначения полей допусков в размерах, шероховатости и т.п., но и умения различать по чертежу виды изображенных поверхностей и размеров.

Наиболее распространены два вида размеров - цилиндрические и плоские.

Собственные размеры это размеры, характеризующие одну поверхность. Иначе они могут быть названы размерами поверхности. Чтобы определить, относится ли размер к одной поверхности, т.е. является ли размер собственным, поверхность следует мысленно представить бесконечной. Представив бесконечной цилиндрическую поверхность, можно убедиться, что она имеет только один собственный размер - диаметр. Именно диаметром отличаются между собой цилиндрические поверхности. Представив бесконечную плоскость, убедимся, что она не имеет собственных размеров.

Рассматриваемые ГЦД состоят только из цилиндрических и плоских поверхностей.

Координирующие размеры - это размеры, это размеры, связывающие между собой две поверхности или их оси. Для ГЦД это размеры, связывающие плоскости, оси цилиндрических поверхностей и ось плоскости и цилиндрической поверхности.

Например, Ø - собственный размер, а размер f, являющийся длиной данной детали, - координирующий, связывающий две плоскости 4 и 6. Размер f не следует считать длиной цилиндрической поверхности, т.к. бесконечная цилиндрическая поверхность длины не имеет.

1 5 2 Деталь ограничена шестью поверхностями:

1, 2 - наружные цилиндрические

3 поверхность

Ø 4 3 - внутренняя цилиндрическая

6 поверхность

f 4, 5, 6 - три плоскости

Охватывающие размеры ОХЩ - или отверстиями называются внутренние цилиндрические поверхности и их размеры (ØD).

Охватываемыми размерами ОХМ - или валами называют наружные цилиндрические поверхности и их размеры(Ød).

Понятия «охватывающий» и «охватываемый» применяются также к размерам, координирующим плоскости. Например, f - охватываемый размер.

Координирующие размеры ПРЧ - не могут быть отнесены ни к охватывающим, ни к охватываемым, они относятся к прочим размерам. Например, размер между плоскостями 5 и 6. На рабочих чертежах они могут не указываться.

На определение качественного состояния деталей могут влиять геометрические отклонения: отклонение от круглости, непараллель­ность торцов, несоосность поверхностей, отклонение шага и угла про­филя резьбы и др.

На определение качественного состояния деталей могут влиять геометрические отклонения: отклонение от круглости, непараллель­ность торцов, несоосность поверхностей, отклонение шага и угла про­филя резьбы и др.

Схема классификации поверхностей и размеров

РАЗМЕР ПОВЕРХНОСТЬ

Координи- Собственный Цилиндри- Плоская

рующий ческая

Прочий Вал Отверстие -

ПРЧ ОХМ ОХЩ

ГЦД изображаются в одной проекции, признаком цилиндрической поверхности является знак Ø у размера.

Чтобы рационально наносить и правильно читать размеры, нужно изучить некоторые условности, установленные ГОСТ2.307-68 "Нанесение размеров и предельных отклонений".

Линейные размеры и их придельные отклонения на чертежах и в спецификациях указывают в миллиметрах, без обозначения единицы измерения.

Угловые размеры и предельные отклонения угловых размеров указывают в градусах, минутах и секундах с обозначением единицы измерения, например: 4°; 4°30´; 12°50´30´´; 0°30´40´´; 0°18´; 0°5´25´´; 0°0´30´´; 30°±1°; 30°±10´.

Изображение основной проекции гладкой цилиндрической детали

Изображение фигур и деталей в аксонометрии

Аксонометрия и проекции фигуры

Практическая часть

1. Произвести штангенциркулем все необходимые измерения поверхностей и размеров ГЦД (гладко цилиндрической детали) - варианты А, а также измерить отклонения от круглости (эллипсности и конусности) по двум замерам. В данной работе эллипсность измерять в среднем сечении с двух сторон: ә_п = Ø_1п - Ø_2п , а конусность вверху и внизу одного центрального сечения: κ_m = Ø_1m - Ø_2m.

Данные по своему варианту оформить в виде отчета 1 на листе А4.

2. Ознакомиться с устройством приборов по раздаточному материалу и конспекту. Произвести угломером все необходимые измерения углов детали по вариантам Б. Измерить штангенциркулем габаритные размеры детали.

Данные по своему варианту оформить в виде отчета 2 на листе А4.

ОТЧЕТ 1

по практической работе №1

Измерение линейных размеров ГЦД

Группа ______________ Студент __________________________________________

Эскиз основной проекции детали по варианту №

Порядковый

№

Указать: размер или поверхность

Указать:

для размеров -собственный или координирующий

для поверхностей - плоская или цилиндрическая

Указать: для размеров

и поверхностей -

охватывающая ОХЩ,

охватываемая ОХМ,

или прочая ПРЧ

для плоскостей -

прочерк

Для цилиндрических поверхностей указать эллипсность ә и конусность κ

(по двум замерам)

для прочих - прочерк

ә

κ

Лист

1

Оценка

Подпись

преподавателя

А.В. Копылова

Дата

ОТЧЕТ 2

по практической работе № 1

Измерение угловых размеров

Группа ______________ Студент __________________________________________

ВАРИАНТ №

Эскиз детали в аксонометрии

Оценка

Подпись

преподавателя

А.В. Копылова

Дата

ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ ОТЧЕТА

____________________Внимание! На листе 1 и 2 разные детали. ______________

ОТЧЕТ 1а

по практической работе №1

Измерение линейных размеров ГЦД

Группа ___25-ЭМ______ Студент _Иванов Иван Иванович________

Эскиз детали по варианту № 31

1 2 3 4 5 6 7

Ø8 Ø9 Ø10

11 12 13

14

Порядковый

№

Указать: размер или поверхность

Указать:

для размеров -собственный или координирующий

для поверхностей - плоская или цилиндрическая

Указать: для размеров

и поверхностей -

охватывающая ОХЩ,

охватываемая ОХМ,

или прочая ПРЧ

для плоскостей -

прочерк

Для цилиндрических поверхностей указать эллипсность ә и конусность κ

(по двум замерам)

для прочих - прочерк

ә

κ

1

поверхность

плоская

-

-

-

2

поверхность

цилиндрическая

ОХМ

0,00

0, 02

3

поверхность

плоская

-

-

-

4

поверхность

цилиндрическая

ОХМ

0,02

0,02

5

поверхность

плоская

-

-

-

6

поверхность

цилиндрическая

ОХМ

0,00

0, 02

7

поверхность

плоская

-

-

-

8

размер

координирующий

ОХМ

-

-

9

размер

координирующий

ОХМ

-

-

10

размер

координирующий

ОХМ

-

-

11

размер

координирующий

ПРЧ

-

-

12

размер

собственный

ПРЧ

-

-

13

размер

координирующий

ПРЧ

-

-

14

размер

собственный

ПРЧ

-

-

Лист

1

Оценка

5(отл)

Подпись преподавателя

А.В. Копылова

Копылова

Дата

1.09.09

ОТЧЕТ 1б

по практической работе № 1

Измерение угловых размеров

Группа ___25-ЭМ______ Студент _Иванов Иван Иванович________

ВАРИАНТ №

Эскиз детали (аксонометрия)

Лист

2

Оценка

5(отл)

Подпись преподавателя

А.В. Копылова

Копылова

Дата

1.09.09

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 2

Погрешность измерения физических величин

Тема 2.2. Метрология и измерение

Цель: Изучить и освоить применение понятия физических величин, методов измерения и погрешности (1час)

Теоретическая часть

Метод измерения - это совокупность приемов использования принципов и средств измерений.

Если вы измеряете давление пружинным манометром, то его значение вы определите непосредственно по положению стрелки манометра относительно рисок, нанесенных на шкале прибора. Это метод непосредственной оценки. Измерение же массы на рычажных весах с уравновешиванием гирями - метод сравнения с мерой.

Знание классификации методов позволит Вам выбрать тот или иной метод измерения для оптимального решения измерительной задачи.

Но вот вы правильно выбрали метод измерения, провели его с помощью точного средства измерений, однако истинного значения измеряемой величины не получили, так как каждый результат содержит какую-то погрешность измерения - отклонение результата измерения от истинного значения измеряемой величины. Необходимо знать классификацию погрешностей, чтобы определить их вид и использовать выработанные метрологией приемы их исключения.

Причиной погрешности может стать несовершенство методики измерения, используемых средств измерений, органов чувств человека-оператора, а также влияние внешних условий.

Все погрешности, не связанные с грубыми ошибками (промахами, возникающими вследствие недосмотра экспериментатора или неисправности аппаратуры), имеют случайную и систематическую составляющие. Случайные погрешности изменяют величину и знак при повторных измерениях одной и той же величины. Значение случайной погрешности измерения невозможно предвидеть и, следовательно, исключить. Для уменьшения их влияния проводят несколько измерений величины и берут среднее арифметическое из полученных значений.

Систематические погрешности остаются постоянными по величине и знаку или закономерно изменяю­тся при повторных измерениях одной и той же вели­чины. Систематические погрешности разделяются на методические (несовершенство метода измерений; в том числе влия­ние средств измерения на объект, свойство которого изме­ряется), инструментальные (зависящие от погрешности применяемых средств измерений), внешние (обусловленные влиянием условий проведения измерений) и субъективные (обусловленные индивидуальными особенностями оператора). Систематические погрешности обычно оцениваются либо путем теоретического анализа условий измерения, основываясь на известных свойствах средств измерений, либо использованием более точных средств измерений. Как правило, систематические погрешности стараются исключить с помощью поправок. Поправка представляет собой значение величины, вводимое в неисправленный результат измерения с целью исключения систематической погрешности. Знак поправки противоположен знаку величины.

Различают абсолютную и относительную погрешность измерения.

Под абсолютной погрешностью измерения понимают разность между полученным в ходе измерения и истинным значением физической величины:

(2.1)

Без сравнения с измеряемой величиной абсолютная погрешность ничего не говорит о качестве измерения. Одна и та же погрешность в 1 мм при измерении длины комнаты не играет роли, при измерении длины тетради уже может быть существенна, а при измерении диаметра проволоки совершенно недопустима.

Поэтому вводят относительную погрешность, показывающую, какую часть абсолютная погрешность составляет от истинного значения измеряемой величины. Относительная погрешность представляет собой отно­шение абсолютной погрешности к истинному значению измеряемой величины:

(2.2)

Относительная погрешность обычно выражается в процентах.

Результат измерения величины принято записывать в виде:

x_изм⁺_-Δх, δ=…%.

При записи абсолютной погрешности ее величину округляют до двух значащих цифр, если первая их них является единицей, и до одной значащей цифры во всех остальных случаях. При записи измеренного значения величины последней должна указываться цифра того десятичного разряда, который использован при указании погрешности.

Из формул (2.1) и (2.2) следует, что для нахождения погрешностей измерений необходимо знать истинное значение измеряемой величины. Поэтому этими формулами можно пользоваться только в тех редких случаях, когда проводятся измерения констант, значения которых заранее известны. Цель же измерений, как правило, состоит в том, чтобы найти не известное значение физической величины. Поэтому на практике погрешности измерений не вычисляются, а оцениваются.

В частности, относительную погрешность находят как отно­шение абсолютной погрешности не к истинному, а к измеренному значению величины:

(2.3)

Способы оценки абсолютной погрешности разные для прямых и косвенных измерений.

Максимальную абсолютную погрешность при прямых измерениях находят как сумму абсолютной инструментальной погрешности и абсолютной погрешности отсчета: Δх=Δх_приб + Δх_отсч (2.4)

Погрешность отсчета является случайной и устраняется при многократных измерениях. Если же проводится одно измерение, она обычно принимается равной половине цены деления шкалы измерительного прибора.

Обратимся теперь к анализу погрешностей средств измерения. В зависимости от условий применения средств измерения различают основную и дополнительную погрешности. Основная погрешность - это погрешность средств измере­ний, используемых при нормальных условиях; дополнительная погрешность - это погрешность средств измерений, возникающая в результате отклонени­я значения одной или более влияющих величин от нормального значения.

Способ задания пределов допускаемой основной абсолютной погрешности измерительных средств определяется зависимостью погрешности от значения измеряемой величины. Если абсолютная погрешность измерительного прибора не зависит от измеряемой величины, то погрешность называется аддитивной и ее предел может быть выражен одним числом:

Δх_{максприб}= ⁺_-а (2.5)

Зона погрешности в этом случае ограничена двумя прямыми линиями, параллельными оси абсцисс (рис.2.1а). Источники аддитивной погрешности - трение в опорах, неточность отсчета, дрейф, наводки, вибрации и другие факторы. От этой погрешности зависит наименьшее значе­ние величины, которое может быть измерено прибором.

Если погрешность прибора зависит от измеряемой величины, то она называется мультипликативной и предел допускаемой абсолютной погрешности выражается формулой Δх_{макс приб} = ⁺_- (а + вх), (2.6)

где в - постоянная величина, вх - предельное значение мультипликативной погрешности, а - предельное значение аддитивной погрешности.

Таким образом, мультипликативная погрешность прямо пропорциональна значению измеряемой величины х. Ис­точники мультипликативной погрешности - действие влия­ющих величин на параметры элементов и узлов средств измерений.

Инструментальная погрешность электроизмерительных приборов определяется их классом точности. Класс точности (максимальная приведенная погрешность) - это отношение максимальной абсолютной погрешности прибора к пределу измерения величины (полному значению шкалы). Его, как и относительную погрешность, выражают в процентах. Класс точности показывает, сколько процентов максимальная инструментальная погрешность составляет от всей шкалы прибора:

(2.7)

ГОСТом установлено 8 классов точности измерительных приборов: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0. Зная класс точности прибора и предельное значение измеряемой величины, можно определить абсолютную и относительную инструментальную погрешность измерения:

(2.8)

(2.9)

Из формулы (2.9) видно, что чем ближе значение измеряемой величины к пределу измерения, тем меньше относительная инструментальная погрешность.

У приборов, аддитивная составляющая погрешности ко­торых преобладает над мультипликативной, класс точности выражается одним числом. К таким приборам относится большинство аналоговых стрелочных приборов. Относительная инструментальная погрешность в этом случае находится просто по формуле (2.9).

Класс точности средств измерения, у которых аддитив­ная и мультипликативная составляющие основной погреш­ности соизмеримы, обозначается двумя числами, разделен­ными косой чертой: c/d. Причем класс точности должен удовлет­ворять условию c/d>l. К приборам, класс точности которых выражается дробью, относятся цифровые показывающие приборы. Их максимальная относительная погрешность определяется по формуле:

(2.10)

Класс точности или максимальная инструментальная погрешность приборов обычно приводится в его паспорте. Для менее точных приборов, если в паспорте ничего не указано, максимальная инструментальная погрешность принимается равной половине цены или цене деления шкалы.

Для прямых измерений сначала оценивается абсолютная погрешность, а затем относительная. При оценке погрешности косвенных измерений величины поступают следующим образом. Сначала находят абсолютные погрешности величин, полученных в ходе прямых измерений. Затем вычисляют относительную погрешность исследуемой величины, пользуясь для этого одной из формул, приведенных в таблице "расчет погрешностей". Формула относительной погрешности зависит от того, по какой формуле находят значение измеряемой величины. И только после этого находят абсолютную погрешность измеряемой величины, выражая ее из формулы (2.3).

Практическая часть

Пользуясь описанием теории данного методического пособия и электронным учебником [2], ответить письменно на вопросы:

1. Объясните понятия «действительное значение физической величины»,

«истинное значение физической величины» и «погрешность результата

измерения», исходя из трех основных постулатов современной метрологии:

A. Существует истинное значение физической величины, которую мы

измеряем.

Б. Истинное значение физической величины определить невозможно.

B. Истинное значение физической величины постоянно.

2. Три яхты - российская, французская и американская - прошли параллельным курсом расстояние 2000 миль. Одинаковы ли записи в вахтенных журналах о пройденном расстоянии?

3. Со дна моря поднят якорь затонувшего судна. Можно ли по его массе определить водоизмещение погибшего судна? (Водоизмещение судна D, т, связано с массой якоря Р,

кг, следующей эмпирической зависимостью:

4. Рассмотрим понятия: вкус, длина, масса, запах, эстетичность, скорость, давление. Какие из этих понятий должны быть отнесены к свойствам веществ, а какие к физическим величинам, характеризующим свойства?

5. С какими единицами физических величин осуществлялось сравнение объектов, если в результате измерений были получены следующие значения: 1 г; 10 Н; 3 Тл; 20 кг; 5 А; 0,1 В?

6. У манометра, установленного на заправщике кислорода, во время транспортировки выпал один из двух винтов крепления шкалы. Последняя сместилась по отношению к оси манометра со стрелкой. Классифицируйте погрешность, появившуюся от этой неисправности.

7. А. В каком случае метод измерения массы M₁ путем сравнения с мерой массы М₂, представленной на рисунке, будет нулевым, а в каком дифференциальным?

Б. Классифицируйте эти методы измерений.

ОТЧЕТ

по практической работе № 2

Погрешность измерения физических величин

Группа ___25-ЭМ______ Студент _Иванов Иван Иванович________

Ответ1. Истинное значение физической величины - значение, которое идеальным образом отражало бы в качественном и количественном отношениях соответствующее свойство объекта измерений (вывод из постулата А).

Несовершенство средств и методов измерений, недостаточная тщательность проведения измерений и обработки их результатов, воздействие внешних дестабилизирующих факторов, дороговизна, трудоемкость и длительность измерений не позволяют получить при измерении истинного значения физической величины. В большинстве случаев достаточно знать действительное значение измеряемой физической величины - значение физической величины, найденное экспериментальным путем и настолько приближающееся к истинному значению, что для данных целей может быть использовано вместо него (вывод из постулата Б).

Для практики достаточно знать погрешность результата измерения - алгебраическую разность между полученным при измерении и действительным значением измеряемой величины.

Эти логические построения правомерны при выполнении постулата В.

Ответ 2. По всей вероятности нет, ибо для французских и российских яхтсменов 1 морская миля = 1852 м, а для американцев 1853,25 м. За 2000 миль пути разница составит уже 2500 м, т. е. более одной морской мили.

Ответ 3. Можно. Примечание: и по обрыву якорной цепи, зная диаметр стержня звена, можно решить аналогичную задачу по ориентировочному определению водоизмещения затонувшего судна, так как между ними существует зависимость:

Ответ 4. К физическим величинам следует отнести свойства, которые мы научились оценивать количественно, т.е. измерять - длину, массу, скорость, давление

Ответ 5. 1 грамм; 1 ньютон; 1 тесла; 1 килограмм; 1 ампер; 1 вольт.

Ответ6 . Погрешность систематическая.

Ответ 7. А. Если при измерении мы добиваемся полного равновесия с выведением стрелки на нуль-это нулевой метод: M₁ = М₂. Если при измерении мы добиваемся равновесия и по указателю, в нашем случае весов, измеряем разность, которую потом учитываем в результате, то это дифференциальный (разностный) метод: М1=М2±à, где à -показания нуль-индикатора.

Б. В обоих случаях это прямые измерения.

ОЦЕНКА: 5(отл.)

Дата: 13.11.12

Преподаватель: Копылова (А.В. Копылова)

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 3

Измерение параметров электрических сигналов

Тема 2.2. Метрология и измерение

Цель: Изучить понятие погрешность в применении к электрическим приборам. (1час)

Теоретическая часть

Электроизмерительные приборы - класс устройств, применяемых для различных электрических . В группу электроизмерительных приборов входят также кроме собственно измерительных приборов и другие средства измерений - , , комплексные установки.

Гальвано́метр (гальвано - от фамилии учёного и metréo - измеряю) - высокочувствительный прибор для измерения малых постоянных и переменных . В отличие от обычных микроамперметров гальванометра может быть проградуирована не только в единицах , но и в единицах , других , или иметь условную, безразмерную градуировку, например, при использовании в качестве нуль-индикаторов.

Гальванометр является базовым блоком для построения других измерительных приборов. На основе гальванометра можно построить амперметр и вольтметр с произвольным пределом измерения:

• Для получения необходимо подключить параллельно гальванометру.

• Для получения необходимо подключить гасящий (добавочное сопротивление) последовательно с гальванометром.

Если к гальванометру не подключено никаких дополнительных резисторов, то его можно считать как амперметром, так и вольтметром (в зависимости от того, как гальванометр включен в цепь и как интерпретируются показания).

Средства электрических измерений широко применяются в , , , на , в исследованиях, , а также в быту - для учёта потребляемой . Используя специальные датчики для преобразования неэлектрических величин в электрические, электроизмерительные приборы можно использовать для измерения самых разных физических величин, что ещё больше расширяет диапазон их применения.

Наиболее существенным признаком для классификации электроизмерительной аппаратуры является измеряемая или воспроизводимая физическая величина, в соответствии с этим приборы подразделяются на ряд видов:

• - для измерения ;

• - для измерения ;

• - для измерения ;

• (иначе тестеры, авометры) - комбинированные приборы

• - для измерения колебаний электрического тока;

• - для воспроизведения заданных ;

• - для измерения ;

• - для измерения потреблённой

• и множество других видов

Кроме этого существуют классификации по другим признакам:

• по назначению - , , , и системы, вспомогательные устройства;

• по способу представления результатов измерений - показывающие и регистрирующие (в виде графика на бумаге или фотоплёнке, распечатки, либо в электронном виде);

• по методу измерения - приборы непосредственной оценки и приборы сравнения;

• по способу применения и по конструкции - щитовые (закрепляемые на щите или панели), переносные и стационарные;

• по принципу действия:

  • электромеханические: магнитоэлектрические; электромагнитные; электродинамические; электростатические; ферродинамические; индукционные; магнитодинамические;

  • электронные;

  • термоэлектрические;

  • электрохимические.

В зарубежных странах обозначения средств измерений устанавливаются предприятиями-изготовителями, в России (и частично в других странах СНГ) традиционно принята унифицированная система обозначений, основанная на принципах действия электроизмерительных приборов. В состав обозначения входит прописная русская буква, соответствующая принципу действия прибора, и число - условный номер модели. Например: С197 - киловольтметр электростатический. К обозначению могут добавляться буквы М (модернизированный), К (контактный) и другие, отмечающие конструктивные особенности или модификации приборов.

В - приборы вибрационного типа (язычковые)

Д - электродинамические приборы

Е - измерительные преобразователи

И - индукционные приборы

К - многоканальные и комплексные измерительные установки и системы

Л -

М - магнитоэлектрические приборы

Н - самопишущие приборы

П - вспомогательные измерительные устройства

Р - меры, измерительные преобразователи, приборы для измерения параметров элементов электрических цепей

С - электростатические приборы

Т - термоэлектрические приборы

У - измерительные установки

Ф - электронные приборы

Х -

Ц - приборы выпрямительного типа

Ш - измерительные преобразователи

Э - электромагнитные приборы

Практическая часть

Ознакомьтесь с теорией по методическим указаниям к данной работе и, используя теорию предыдущей работы, решите по своему выбору три из предложенных ниже задач. Работа выполняется группой по 3-5 человек:

1. Экспериментально установлено, что приведённая погрешность считывания показаний у щитовых электроизмерительных приборов класса 1, 2, 3 и 4 составляет 0,45-0,6%, а у образцовых лабораторных электроизмерительных приборов классов 0,2 и 0,5 составляет 0,1-0,12%. Уменьшение погрешности считывания показаний у образцовых стрелочных приборов достигается за счёт применения противопараллаксных устройств и увеличения количества промежуточных делений (у цифровых приборов погрешность считывания показаний практически отсутствует).

ТАБЛИЦА данных по конкретным приборам М4204 класса 1,5 поверяемым приборам типа М2015 класса 0,2

Оцените соотношение субъективных погрешностей считывания показаний при проверке методом сличения этих приборов, пользуясь данными таблицы.

2. Классифицируйте измерение силы электрического тока с помощью амперметра прямого включения на 5 А и измерение сопротивления в электрической цепи методом «амперметра-вольтметра» с использованием зависимости закона Ома для цепи постоянного тока.

3. Температура печи при закалке резцов контролируется термопарой с фиксацией результатов измерения на шкале самописца. Классифицируйте измерения, осуществляемые для поддержании необходимой температуры в термопечи.

4. При определении температурного коэффициента для плёночного резистора измеряют значения его электрического сопротивления в заданном (рабочем и предельном) диапазоне температур. Измерение и температуры, и сопротивления в каждом отдельном случае прямые. В итоге получают систему уравнений. Для каждого из этих уравнений коэффициенты известны - они получены в результате прямых измерений.

В результате каких (совокупных или совместных) измерений получено значение температурного коэффициента?

5. Определить относительную погрешность измерения напряжения переменного тока электромагнитным вольтметром при положениях переключателя рода работы на постоянном и переменном токах, если прибор показывает в первом случае 128 , во втором - 120 В при напряжении 127 В.

6. Одной из характеристик образцовых катушек сопротивления является их температурный коэффициент-ТКР, отражающий зависимость сопротивления от температуры окружающей среды. Определяется он путем измерения R катушек с изменением температуры Τ в рабочем диапазоне температур для данной катушки. На основании каких измерений определяется ТКР?

7. Погрешность измерения одной и той же величины, выраженная в долях этой величины: 1∙10^-3 - для одного прибора 2∙10^-3 - для другого. Какой из этих приборов точнее?

8. Основная приведенная погрешность амперметра, рассчитанного на ток 10 А, составляет 2,5%. Определите возможную абсолютную погрешность для первой отметки шкалы (1 А).

9. При определении класса точности ваттметра, рассчитанного на 750 Вт, получили следующие данные: 47 Вт-при мощности 50 Вт; 115 Вт-при 100 Вт; 204 Вт-при 200 Вт; 413 Вт-при 400 Вт; 728 Вт-при 750 Вт. Каков класс точности прибора?

10. Из теоретической метрологии известно, что если за результат измерения взять среднее арифметическое из п измерений, точность повышается в п раз. Сколько измерений электрического сопротивления резистора надо сделать омметром класса 1,0, чтобы определить её с погрешностью 0,1%? При соблюдении каких условий это возможно?

11. Показания электроизмерительного прибора снимаются с учетом влияния магнитного поля Земли в одном положении и в другом-с поворотом на 180°С в рабочей плоскости.

Чему будет равно значение измеряемой величины? Классифицируйте метод исключения погрешности, обусловленной влиянием магнитного поля Земли.

12. Что заземляется (анод или катод) у усилительных радиоламп и трубки осциллографа?

Абсолютная погрешность Δ

Δ =А -А_Д

А - измеренная величина

А_Д - истинная величина

Систематическая постоянная погрешность ϴ

ϴ = М - Q

М - математическое ожидание

Q - истинная величина

Случайная погрешность ҅Δ

҅Δ = х - М

М - математическое ожидание

х - результат единичного наблюдения

Истинная величина Q

Q = х - ϴ - Δ

ОТЧЕТ

по практической работе № 3

Измерение параметров электрических сигналов

Группа ___25-ЭМ______ Студент _Иванов Иван Иванович________

Студент _Петров Иван Иванович________

Студент _Сидоров Иван Иванович________

Студент _Кузнецов Иван Иванович________

Студент _Соловьёв Иван Иванович________

Ответ1. Погрешность считывания показаний для щитового прибора типа М4202 в 4,9 раза больше, чем для образцового прибора М2015.Наибольшая составляющая субъективной погрешности считывания показаний - погрешность интерполяции, которая составляет 57% от общей погрешности.

Ответ2. Первое измерение осуществлено с использованием метода непосредственной оценки в результате прямых измерений абсолютной величины. Измерение однократное. Во втором случае результат получен путем расчета - решения уравнения R = U/I, что характеризует это измерение как косвенное. Измерялись две разноименные величины - измерение совместное. Заметим, что данные для расчета получены методом непосредственной оценки по показаниям амперметра и вольтметра - в результате прямых измерений.

Ответ3. Самописец с помощью термопары осуществляет прямые измерения с непосредственной оценкой, абсолютные, в динамическом режиме (на его движущейся ленте отражается изменение температуры во времени). Рассуждения верны, если шкала самописца градуирована в градусах Цельсия.

Ответ4. В виду того, что измеряли две разноимённые физические величины - температуру и электрическое сопротивление - следует сделать вывод, что температурный коэффициент получен в результате совместных измерений (измерения были бы совокупными, если бы мы одновременно измеряли одноимённые величины).

Ответ5. δ₁ = 0,8% δ₂ = 5,5%.

Ответ6. ТКР определяется путем решения системы уравнений, в которые подставляются значения разноименных величин R и Т. Измерения R и Т- прямые однократные, статические, абсолютные. Измерение ТКР при решении системы уравнений - совместное.

Ответ7. Точности характеризуются величинами, обратными значениям погрешности, то есть для первого прибора это 1/(1∙10^-3) = 1000, для второго 1/(2∙10^-3). 1000›500 Следовательно, первый прибор точнее второго в 2 раза.

Ответ8. ± 0,25 А

Ответ9. 4,0.

Ответ10. п=100, так как нам надо повысить точность в 10 раз, а 100 = 10. Измерения должны проводиться при неизменности внешних влияющих условий.

С появлением микропроцессорной техники открываются реальные перспективы реализации принципа неоднократных измерений с обработкой их результатов на встроенном компьютере.

Ответ11. Полусумме двух показаний прибора. Метод компенсации погрешности по знаку.

Ответ12 .В отличии от радиоламп, где заземляется обычно катод, у электронно-лучевой трубки заземлён анод. При выходе из электронной пушки электроны должны оказаться в пространстве, свободном от возмущающих полей. Поэтому трубку помещают в металлический экран, а для того, чтобы не было поля между заземлённым экраном и вторым анодом, последний обычно заземляют.

ОЦЕНКА: 5(отл.) Дата: 13.11.12 Преподаватель: Копылова (А.В. Копылова)

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 4

Определение предельных отклонений и размеров

( или определение по заданным параметрам точности предельных отклонений и размеров элементов деталей, допуска)

Тема 3.1. Сущность стандартизации

Цель: Научиться определять точность предельных и средних отклонений размеров элементов деталей, отклонения и допуски .………………………………….(2часа)

Теоретическая часть

Поверхности, размеры, отклонения и допуски

Стандарт устанавливает следующие основные определения для ГЦС:

Поверхности деталей бывают цилиндрические, плоские, конические, эвольвентные, сложные (шлицевые, винтовые) и др. Для ГЦС это гладкие цилиндрические или плоские параллельные поверхности.

Кроме того поверхности бывают сопрягаемые и несопрягаемые.

Сопрягаемые - это поверхности, по которым детали соединяются в сборочные единицы, а сборочные единицы в механизмы.

Несопрягаемые или свободные - это конструктивно необходимые поверхности, не предназначенные для соединения с поверхностями других деталей.

Размеры выражают числовые значения линейных величин (диаметров, длин и т.п.) и делятся на номинальные, действительные и предельные.

В машино- и приборостроении все размеры в технической документации задают и указывают в мм.

Номинальный размер (обозначается D) - размер, относительно которого определяются предельные размеры и отсчитываются отклонения.

Номинальные размеры являются основными размерами деталей или их соединений. Их назначают в результате расчетов деталей на прочность, жесткость, износостойкость и по другим критериям работоспособности, или исходя из конструктивных, технологических и эксплуатационных соображений.

Сопрягаемые поверхности имеют общий номинальный размер. Значения номинальных размеров округляют обычно в большую сторону.

Действительный размер (Dr, dr) - размер, установленный измерением с допустимой погрешностью.

Погрешность измерения, а, следовательно, и выбор измерительных средств необходимо согласовывать с точностью, которая требуется для данного размера. Это объясняется тем, что измерения высокой точности, с малыми погрешностями выполняются сложными приборами, обходятся дорого и не всегда технически целесообразны.

Предельные размеры - два предельно допустимых размера, между которыми должен находиться или которым может быть равен действительный размер.

Больший из двух предельных размеров называют наибольшим предельным размером (Dmax, dmax), а меньший - наименьшим предельным размером (Dmin, dmin).

Предельные размеры позволяют оценивать точность обработки деталей.

Если предельные значения действительных размеров намечены (предписаны) заранее исходя из назначения и условий работы детали, то они являются наибольшим и наименьшим предельными размерами. Пользуясь ими, можно отбраковывать детали.

Отклонением называют алгебраическую разность между размером (действительным, предельным) и соответствующим номинальным размером.

Отклонение отверстий обозначают Е, отклонение валов - е.

Действительное отклонение (Еr, еr) равно алгебраической разности действительного и номинального размеров: Еr = Dr - D;

еr = dr - d. (формула 1)

Предельное отклонение равно алгебраической разности предельного и номинального размеров. Различают верхнее, нижнее и среднее отклонение.

Верхнее отклонение (ЕS, еs) равно алгебраической разности наибольшего предельного и номинального размеров: ЕS = Dmax - D; еs = dmax - d. (формула 2)

Нижнее отклонение (ЕI, еi) равно алгебраической разности наименьшего предельного и номинального размеров: ЕI = Dmin - D; еi = dmin - d. (формула 3)

Среднее отклонение (Еm, еm) равно полусумме верхнего и нижнего отклонений:

Еm = 0,5 · (ЕS + ЕI); еm = 0,5 · (еs + еi). (формула 4)

Отклонения являются алгебраическими величинами и могут быть положительными, отрицательными или равными нулю. Поэтому всегда следует учитывать знак отклонения и в формулах (1-4) не допускать перестановки вычитаемых.

В справочниках, как правило, отклонения указаны в микрометрах, т.к. при выполнении расчетов в качестве единицы отклонения удобнее использовать микрометр. На чертежах и в других технических документах значения верхних и нижних предельных отклонений проставляют в миллиметрах с их знаками (непосредственно после номинального размера).

Если отклонения имеют разные абсолютные значения, то их помещают одно над другим (верхнее над нижним) и пишут меньшими цифрами, чем те, которые приняты для номинальных размеров. Если отклонения имеют одинаковые абсолютны значения, но разные знаки, то указывают только одно отклонение со знаком ±. Отклонния, равные нулю, можно не указывать.

Для обработки деталей и оценки точности их изготовления должны быть заданы или предельные размеры, или предельные отклонения. В стандартных таблицах и формулах для расчетов используют предельные отклонения. Их числовые значения (верхнего и нижнего отклонения) в стандартных таблицах допусков и посадок приводят в микрометрах и обязательно со знаком.

Понятие о допуске размера. Разброс действительных размеров деталей неизбежен, но при этом не должна нарушаться работоспособность деталей и их соединений: т.е. действительные размеры годных деталей должны находиться в допустимых пределах, которые в каждом конкретном случае определяются предельными размерами и предельными отклонениями. Отсюда и происходит такое понятие как допуск размера.

Допуск равен разности наибольшего и наименьшего предельных размеров:

(Т - общее обозначение, ТD - для отверстия, Тd - для вала)

ТD = Dmax - Dmin; (формула 5)

Тd = dmax - dmin. (формула 6)

или абсолютной величине алгебраической разности верхнего и нижнего отклонений:

ТD = ЕS - ЕI (формула 7)

Тd = еs - еi (формула 8)

Следуя выводам из формул 7, 8 и 2, 3 - получаем, что наибольший и наименьший размеры равны суммам номинального размера и соответствующего предельного отклонения:

Dmax = D + ЕS; Dmin = D + ЕI (формула 9)

dmax = D + еs; dmin = D + еi (формула 10)

Допуск всегда является положительной величиной независимо от способа его вычисления.

На чертежах допуск указывается только через предельные отклонения, например:

Ø10^+0,025

-0,005

Степень точности обработки деталей, характеризующаяся определенным количеством единиц допуска α, называется классом точности.

Определять допуск для каждого размера (например, для диапазона размеров 1...500 мм) на основании формулы и таблиц громоздко, да и практи­чески невозможно. Поэтому созданы стандартные таб­лицы (общесоюзная система допусков), в которых со­держатся интервалы номинальных размеров в милли­метрах и значения отклонений в микрометрах для каж­дого класса точности для отверстий и валов в системе отверстия и в системе вала. Величины отклонений ука­заны для деталей, размеры которых определены при нормальной температуре (20°С по ГОСТ 9249-59).

Для диапазона размеров от 1 до 500 мм установлено 12 интервалов диаметров. Для этих же размеров уста­новлено 19 классов точности: 02, 03, 04, 05, 06, 07, 08, 09, 1,2, 2а, 3, За, 4, 5,7, 8, 9, 10.

Повышение требований к надежности и долговеч­ности машин и приборов, к точности измерения и др. вызывает необходимость в изготовлении ряда деталей и измерительных средств с допусками точнее 1-го класса. Такие допуски установлены ГОСТ 11472-69, в ко­тором предусмотрено 8 классов точности от 02 до 09 (номер класса уменьшается с повышением точности).

На остальные классы точности с 1-го по 10-й рас­пространяются стандарты ОСТ 1010, 1042, 1012, 1022, 1043, 1044, 1013, 1023, 1069, 1142, 1014, 1024, 1015, 1025, 1143, ОСТ НКМ 1011, 1016, 1017, 1021, 1026, 1027, 1041.

Ниже приведен пример построения таблицы допусков в системе отверстия по 2-му классу точности. В таблице установлены предельные отклонения основ­ного отверстия и предельные отклонения валов в зави­симости от посадки. Для нахождения предельных откло­нений и значений допуска необходимо по таблицам опре­делить искомый интервал размеров (горизонталь), а затем найти индекс нужной посадки соответствующего класса точности (вертикаль). В месте пересечения этих граф расположены нужные предельные отклонения, по­садки размера.

Интервалы

размеров, мм

Обозначение полей допуска

отверстия

валов

А

Г

Т

Н

П

С-В

Предельные отклонения, мкм

НО ВО

ВО НО

ВО НО

ВО НО

ВО НО

ВО НО

От 1 до 3

0 +10

+13 +6

+10 +4

+7 +1

+3 -3

0 -6

Свыше 3 до 6

0 +13

+16 +8

+13 +5

+9 +1

+4 -4

0 -8

» 6 » 10

0 +16

+20 +10

+16 +6

+12 +2

+5 -5

0 -10

» 10 » 18

0 +18

+24 +12

+19 +7

+14 +2

+6 -6

0 -12

» 18 » 30

0 +23

+30 +15

+23 +8

+17 +2

+7 -7

0 -14

и т. д.

Например, для отверстия ø25А и вала ø ЗОС по таблице допусков находим отклонения отверстия: ВО= +23мкм, НО= 0 и вала: ВО=0, НО = -14 мкм.

Классы точности (1, 2, 2а, 3, За, 4, 5) включают в себя посадки и предназначены для деталей, образующих между собой определенные соединения. Допуски послед­них классов (7, 8, 9, 10) посадок не имеют и предназна­чены для несопрягаемых размеров.

Практическая часть

ВАРИАНТЫ

№

отв.

вал

№

отв.

вал

№

отв.

вал

№

отв.

вал

№

отв.

вал

1

Ø3А

Ø30С

7

Ø1А

Ø10Н

13

Ø2А

Ø12П

19

Ø4А

Ø16Н

25

Ø5А

Ø25П

2

Ø6А

Ø25С

8

Ø7А

Ø25Г

14

Ø8А

Ø25Т

20

Ø9А

Ø25Н

26

Ø10А

Ø25В

3

Ø11А

Ø5Г

9

Ø14А

Ø5Т

15

Ø18А

Ø5Н

21

Ø22А

Ø5П

27

Ø21А

Ø5В

4

Ø26А

Ø5С

10

Ø16А

Ø1Г

16

Ø19А

Ø1Т

22

Ø23А

Ø1Н

28

Ø24А

Ø1П

5

Ø12А

Ø10П

11

Ø17А

Ø10С

17

Ø29А

Ø10В

23

Ø27А

Ø10Г

29

Ø28А

Ø10Т

6

Ø13А

Ø30Т

12

Ø15А

Ø30Н

18

Ø20А

Ø30В

24

Ø25А

Ø30П

30

Ø30А

Ø30Г

Ознакомиться с теорией, выполнить свой вариант на черновике и оформить отчет по приведенной ниже форме на листе формата А4.

ОТЧЕТ

по практической работе №4

Определение по заданным параметрам точности предельных отклонений и размеров элементов деталей, допуска

Группа ______________ Студент __________________________________________

ВАРИАНТ №

Задание:

Отверстие

Вал

1. Укажите заданное обозначение размеров

2. Укажите класс точности и заданный номинальный размер в мм

Класс

точности 2

Размер D =

Класс

точности 2

Размер d =

3.Укажите отклонения в мкм

- верхнее

- нижнее

- среднее

ЕS =

ЕI =

Еm =

еs =

еi =

еm =

4. Укажите отклонения в мм

- верхнее

- нижнее

- среднее

ЕS =

ЕI =

Еm =

еs =

еi =

еm =

5. Укажите допуски для заданного размера в мм

ТD =

Тd =

6. Запишите обозначение допусков на сборочном чертеже

Ø

Ø

7. Запишите обозначение допусков на рабочем чертеже

Ø

Ø

8. Укажите предельные размеры в мм

- наибольший предельный размер

- наименьший предельный размер

Dmax =

Dmin =

dmax =

dmin =

Оценка

Подпись

преподавателя

А.В. Копылова

Дата

ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ ОТЧЕТА

ОТЧЕТ

по практической работе №4

Определение по заданным параметрам точности предельных отклонений и размеров элементов деталей, допуска

Группа ___25-ЭМ______ Студент _Иванов Иван Иванович________

ВАРИАНТ № 31

Задание:

Отверстие

Вал

1. Укажите заданное обозначение размеров

1,5А

9Н

2. Укажите класс точности и заданный номинальный размер в мм

Класс

точности 2

Размер D = 1,5

Класс точности 2

Размер d = 9

3.Укажите отклонения в мкм

- верхнее

- нижнее

- среднее

ЕS = +10

ЕI = 0

Еm = +5

еs = +12

еi = +2

еm = +7

4. Укажите отклонения в мм

- верхнее

- нижнее

- среднее

ЕS = +0,010

ЕI = 0

Еm = +0,005

еs = +0,012

еi = +0,002

еm = +0,007

5. Укажите допуски для заданного размера в мм

ТD = 0,010

Тd = 0,010

6. Запишите обозначение допусков на сборочном чертеже

Ø1,5А

Ø9Н

7. Запишите обозначение допусков на рабочем чертеже

Ø1,5^+0,010

Ø9^+0,012

+0,002

8. Укажите предельные размеры

- наибольший предельный размер

- наименьший предельный размер

Dmax = 1,510

Dmin = 1,500

dmax = 9,012

dmin = 9,002

Оценка

5(отл)

Подпись преподавателя

А.В. Копылова

Копылова

Дата

1.09.09

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 5

Изучение «семейств» международных стандартов

Тема 3.2. Международная и национальная стандартизация

Цель: Ознакомление с работой международных организаций по стандартизации. Определение сходства и различия (в статусе, содержании и др.) международных стандартов ИСО и МЭК. ……………………………………………………….(2часа)

Теоретическая часть

МЕЖДУНАРОДНАЯ СТАНДАРТИЗАЦИЯ

В условиях интернационализации хозяйственных связей всё большее значение получает международная стандартизация. Экспорт продукции во многом зависит от уровня стандартизации изделий. Товаропроизводители, стремясь к обеспечению высокой конкурентоспособности продукции, используют в своей деятельности стандарты международных организаций, что в немалой степени способствует повышению качества продукции. Значение международной стандартизации трудно переоценить.

Таблица 1 Таблица 2

Стандарты серии ИСО 9000 (ISO-9000)

Международный опыт управления качеством обобщён в пакете международных стандартов ISO-9000 (ИСО-9000). История этих стандартов восходит к американским военным стандартам MIL-Q 9858 конца 50-х годов 19 столетия. Эти стандарты послужили прообразом для британских стандартов BSI 5750, одобренных Британским институтом стандартов в 1979 году. Стандарт BSI 5750 и есть первая редакция стандарта ISO-9000, принятого Международной организацией по стандартизации (International Staudard Organization - ISO) в марте 1987 года.

Стандарты серии ISO-9000 - это пакет документов по обеспечению качества, подготовленной членами Международной делегации, известной как «ISO/Технический Комитет 176»( ISO/ТС 176). На сегодняшний день семейство (серия) стандартов ISO-9000 составляет основу для достижения стабильного качества любой организации.

Таблица 3.

Семейство стандартов ИСО-9000

Основные стандарты

Для контрактных ситуаций

Для неконтрактных ситуаций

ISО 9001

ISО 9002

ISО 9003

SО 9004

Процедурой ISO предусмотрено периодическое редактирование стандартов ISO-9000, применяемых в области управления качеством.

Вторая редакция основных стандартов серии ISO, вышедшая в 1994 году, включала 24 стандарта. Такая многочисленность была обусловлена тем, что стандарты ISO серии 9000 создавались независимо от специфики отраслей промышленности, но в дальнейшем потребовалось уточнение базовых стандартов в таких областях, как сервис, программное обеспечение, подготовка и обучение персонала и т.д.

Третья редакция стандартов серии ISO 2000 года содержит всего 5 стандартов.

В настоящее время семейство (серия) ISO-9000 включает:

• все международные стандарты с номерами ISO9000 -9004, в том числе все разделы стандарта ISO 9000 и стандарта ISO 9004;

• все международные стандарты с номерами ISO 10001-10020, в том числе и все их части;

• ISO 8402 и в некоторых случаях прочие стандарты, учитывающие специфику деятельности организации.

В редакции 2000 года стандарт ISO 9000 заменяет ISO 9000 1994 года и ISO 8402. Вместо трёх стандартов ISO 9001, 9002 и 9003 введён один - ISO 9001 2000года.

Таблица 4

Взаимосвязь между стандартами ISО 9001, ISО 9002, ISО 9003

Документ ISO 9001 2000года включает в себя практически все требования ISO 9001 1994 года, при этом добавляя к ним и ряд новых. Изменилась структура стандарта - вместо «жёсткого» деления всех требований на 20 элементов, что вызывало у многих предприятий (прежде всего малых или предоставляющих услуги) проблемы с адаптацией стандарта к их собственной организации; введены 4 основных раздела:

• ответственность руководства;

• управление ресурсами;

• реализация продукции;

• измерение, анализ и улучшение.

Необходимо особо отметить согласование содержания II структуры этого стандарта с ISO 9004 2000года, что облегчает их совместное практическое использование.

При этом стандарт ISO 9001, предназначенный для сертификации системы качества, излагает минимальные требования к организации, обеспечивающие достижение удовлетворённости заказчика, а ISO 9004 служит для совершенствования деятельности в организации. Он ориентирует организацию на учёт и максимально возможное удовлетворение требований всех заинтересованных сторон: потребителей, владельцев бизнеса, персонала, поставщиков, общества в целом.

Одной из важнейших черт этих стандартов является их универсальность, т.е. принципиальная применимость ко всем без исключения видам деятельности.

Стандарты ISO 9000 и ISO 9004 носят справочный характер.

Стандарт ISO 9000 «Общее руководство качеством и стандарты по обеспечению качества» включает 4 части:

• Часть 1: «Руководящие указания по выбору и применению» Это руководство применяется при решении вопроса выбора той или иной модели обеспечения качества с учётом специфических договорных взаимоотношений.

• Часть 2: «Общие руководящие указания по применению ISO 9001, ISO 9002 и ISO 9003». Данное руководство разъясняет пользователю трактовку требований стандартов ISO 9001, ISO 9002 и ISO 9003.

• Часть 3: «Руководящие указания по применению ISO 9001 при разработке, поставке и обслуживанию программного обеспечения». Указания предназначены для трактовки требований стандарта ISO 9001 производителями интеллектуального продукта.

• Часть 4: «Руководство по управлению программой надёжности.

Стандарт ISO 9004 «Обще руководство качеством и элементы системы качества» содержит информацию и предложения по реализации (разработке, установке и запуску) Системы TQM (Total Quality Management - Всеобщего управления качеством), которая происходит после установки и (возможно) сертификации Системы качества. Стандарт состоит из следующих частей:

• Часть 1: «Руководящие указания».

• Часть 2: «Руководящие указания по услугам».

• Часть 3: «Руководящие указания по перерабатываемым материалам».

• Часть 4: «Руководящие указания по улучшению качества».

• Часть 5: «Руководящие указания по программе качества».

• Часть 6: «Руководство качеством при управлении проектированием» (проект стандарта)

• Часть 7: «Руководящие указания по управлению конфигурацией» (проект стандарта).

Стандарт ISO-9004 также определяет такое фундаментальное понятие, как «петля качества» (жизненный цикл продукта).

Кроме стандартов ISO-9000 в пакет входят вспомогательные(поддерживающие) стандарты и руководства (стандарты процессов и документов), связанные либо с общими элементами ISO-9000, либо с узкой коммерческой или производственной спецификой.

Стандарт ISO 8402 «Управление качеством и обеспечение качества - Словарь». Поскольку многие слова, используемые в повседневном обиходе, применяются в управлении качеством в специфическом значении, данный стандарт имеет целью установление терминологии в области управления качеством. Терминологический словарь в редакции 2000 года содержит новые термины и уточнённые устаревшие понятия.

Кроме того, в новой редакции стандартов устранена имевшая место определённая путаница в терминологии. В ISO-9000 2000года термин «субподрядчик» заменён на «поставщик», «поставщик» - на «организацию», «потребитель» - на «заказчика», под которым подразумевается потребитель или розничный торговец.

К поддерживающим стандартам семейства ISO-9000 также относятся:

1. Стандарт ISO 10011: «Руководящие указания по проверке системы качества» Данная группа является нормативной базой для органов, осуществляющих проверку системы качества предприятия (в том числе и при проведении сертификационного аудита). Однако эти стандарты полезны и при разработке системы качества, так как позволяют предвидеть сценарий её проверки. ISO 10011 включает в свой состав 3 части:

• Часть 1: «Проверка»

• Часть 2: «Классификационные критерии для экспертов-аудиторов по проверке систем качества».

• Часть 3: «Руководство программой проверок»

2. Стандарт ISO 10012 «Требования, гарантирующие качество измерительного оборудования» не является обязательным для соискателей сертификата соответствия стандартам ISO 9001, ISO 9002 или ISO 9003, однако трудно представить себе соблюдение требований основных стандартов семейства ISO-9000 без выполнения требований ISO 10012.

Руководства из семейства стандартов можно сгруппировать по трём основным направлениям.

Таблица 5

Группирование Руководства семейства стандартов ISО 9000

3. Стандарт ISO 10013: «Руководящие указания по разработке руководств по качеству» содержит рекомендации по составлению основополагающего документа системы качества - Руководства по качеству. Однако организация может пойти и собственным путём при разработке этого документа, так как для сертификации системы качества необходимо выполнение требований только стандарта ISO 9001, ISO 9002 или ISO 9003 в зависимости от выбранной модели.

Стандарты серии ISO 9000 создавались как не зависимые от отраслей промышленности. Однако сегодня ISO ГГС 176 работает над распространением семейства ISO 9000 за счёт документов (руководств или проектов стандартов), отражающих отраслевую специфику. В первую очередь это относится к таким областям деятельности, как:

• переработка материалов;

• услуги;

• разработка программного обеспечения, интеллектуальной продукции и т.д.;

• специфическая управленческая деятельность (аудит, непрерывное развитие, обучение персонала и т.д.).

Семейство ISO 9000, особенно стандарты, предназначенные для использования в контрактных (договорных) случаях для оценки или сертификации (ISO 9001, ISO 9002 и ISO 9003), работает во всём мире во многих отраслях. Однако глобализация мировых хозяйственных связей настоятельно требует совместимости национальных стандартов. Если же серия ISO 9000 будет лишь основой для создания локальных стандартов, извлечённых из ISO, но отличающихся от них по содержанию, то это в будущем станет ограничителем процесса мировой стандартизации из-за роста числа несовместимых стандартов и несовместимых требований.

Стандарты ISO 9000 содержат минимальные требования, которым должна соответствовать организация работ по обеспечению гарантии качества независимо от того, какую именно продукцию выпускает предприятие или какие услуги оно оказывает.

Если система управления качеством, в рамках которой реализуются процессы управления в данной организации, соответствует требованиям стандартов ISO, то потребителями это воспринимается как убедительное доказательство способности фирмы обеспечить выпуск продукции, выполнение работ или оказания услуг требуемого уровня качества.

Отличительной особенностью международных стандартов ISO 9000 является то, что они устанавливают степень ответственности руководства организации за качество. Руководство предприятия отвечает за разработку политики в области качества, за создание, внедрение и функционирование системы управления качеством, что должно чётко определяться и оформляться документально. К обязанностям руководства относят подбор специалистов и выделение необходимых ресурсов для производственного, контрольно-измерительного и испытательного оборудования, а также для программного обеспечения компьютерной техники. Руководство должно устанавливать требуемый уровень компетенции и следить за своевременностью повышения квалификации персонала. На руководителей организации возлагается обязанность выявлять те показатели качества товара, которые влияют на его рыночную устойчивость. Также руководство организации отвечает за отделение целей, которые предопределяют решения о производстве новых товаров и оказания новых услуг потребителям. Выпуск новых товаров и оказание новых видов услуг связаны с подготовкой новых программ качества, за что также ответственно руководство организации.

Стандарты ISO 9000 и TQM

Основные принципы концепции TQM изложены в стандарте ISO 9004:2000, являющемся методическим пособием по разработке и применению систем качества. Однако всё же между формулировками стандартов семейства ISO-9000 и положения концепции TQM существует ряд различий.

Таблица 6

Различия в положениях стандартов ISО-9000 и концепции TQM

№

Положения стандартов ISО-9000

Положения концепции TQM

1

Нет необходимости в ориентации на определённого потребителя

Ориентация на определённого потребителя

2

Ориентация на технические системы и процедуры

Ориентация на философию, концепции, инструменты и методологию

3

Вовлечение всех сотрудников не обязательно

Вовлечение всех сотрудников - обязательное условие

4

Ответственность за качество оформлена документально, но может возлагаться на подразделения в целом, например, отдел качества

Каждый сотрудник организации ответственен за качество

5

Нет направленности на непрерывное совершенствование

TQM немыслима без непрерывного совершенствования

6

В основном, статичность процессов и корпоративной культуры

Подразумевается изменение процессов и культуры организации

Основное же отличие стандартов ISO 9000 от концепции TQM состоит в том, что стандарты, в первую очередь, направлены на снижение вероятности сделать что-либо неверно, в то время как TQM является вершиной современных методов Управления качеством и ориентирована на дальнейшее повышение качества продукции, когда уже достигнут некий уровень качества.

Практическая часть

Составить в тетради отчет и защитить его.

Вопросы для составления отчета:

1. Состав 1, 2 и 3 редакций стандартов серии ISO 9000.

2. Основные части стандартов серии ISO 9000.

3. Состав системы TQM.

4. Поддерживающие стандарты серии ISO 9000.

5. В каких областях применяются стандарты серии ISO 9000.

6. Для чего служат стандарты серии ISO 9000.

7. Отличительные особенности стандартов серии ISO 9000.

8. Отличие стандартов серии ISO 9000 и TQM.

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

Основные источники:

1. В. С. Алексеев, Л. А. Белова «Метрология, стандартизация и сертификация». Шпаргалка 2009г.

2. Электронный учебник «Метрология, стандартизация и сертификация» 2010г ( )

3. ПОСТАНОВЛЕНИЕ от 12 августа 2010 г. N 623 «ОБ УТВЕРЖДЕНИИ ТЕХНИЧЕСКОГО РЕГЛАМЕНТА О БЕЗОПАСНОСТИ ОБЪЕКТОВ ВНУТРЕННЕГО ВОДНОГО ТРАНСПОРТА»

Дополнительные источники:

4. ТК 032 Внутренний водный транспорт

5.

6.

7. Михальский В.А. Метрология в кораблевождении и решение задач навигации, издательство: Элмор, 2009г.

8. Никифоров А.Д, Бакиев Т.А. «Метрология, стандартизация и сертификация», Высш.шк., М., 2002 г.

9. С.А.ШАБАЛИН «Прикладная метрология в в опросах и ответах» - М., ИЗДАТЕЛЬСТВО СТАНДАРТОВ, 1986г

10. Интернет-ресурсы соответствующих сайтов

- NormaCS^2.0 БИБЛИОТЕКА НОРМАТИВОВ

-

-

- Википедия - свободная энциклопедия

и другие