Dziś istnieje duża liczba narzędzi, za pomocą których można dokonywać pomiarów różnego rodzaju: liniowe, wagowe, temperaturowe, mocy itp. Urządzenia różnią się dokładnością, zasadą działania, przeznaczeniem i ceną.
W celu prawidłowego wykonania niezbędnej pracy należy dokładnie przemyśleć dobór przyrządów pomiarowych. Te z kolei dzielą się również na kilka typów w zależności od rozważanych kryteriów.
Klasyfikacja instrumentów
Przyrządy pomiarowe to narzędzia i przyrządy używane do pomiaru wielkości fizycznych. Dla każdego z nich określane są błędy określone w dokumentach regulacyjnych i przepisach technicznych.
Przyrządy pomiarowe są podzielone na różne typy według następujących kryteriów:
- wyświetl narzędzie do pracy;
- zasada działania;
- porównanie z przyjętym standardem;
- zastosowanie metrologiczne.
Rodzaje narzędzi
Najpopularniejsze typy przyrządów pomiarowych są wymienione poniżej.
Measure to przyrząd pomiarowy używany do odtworzenia pożądanego rozmiaru rozważanej wielkości fizycznej. Na przykład waga służy do odtworzenia wymaganej masy. Istnieją miary jednowartościowe i wielowartościowe, aw niektórych przypadkach całe magazyny miar. Aby odtworzyć wartość tylko jednego rozmiaru, konieczna jest jednoznaczna miara. Miary wielowartościowe służą do określania kilku rozmiarów wartości fizycznych (na przykład wybierają przyrządy pomiarowe dla wymiarów liniowych, za pomocą których można znaleźć zarówno centymetry, jak i milimetry).
Referencja - pomiary z bardzo wysokim poziomem dokładności. Służą do kontroli poprawności przyrządów pomiarowych.
Przetwornik pomiarowy to przyrząd pomiarowy, który przekształca sygnał informacji pomiarowej w inną postać. Ułatwia to przesyłanie sygnału do dalszego przetwarzania i przechowywania. Jednak przetworzony sygnał nie może być odebrany przez obserwatora bez użycia specjalnego narzędzia. W celu wizualizacji sygnał musi być przesłany do urządzenia wskazującego. Dlatego przetwornik jest zwykle zawarty w kompletnym projekcie narzędzia pomiarowego lub używany w połączeniu z nim.
Urządzenie pomiarowe - środek do wykonywania pomiarów, który służy dogenerowanie sygnału w postaci dostępnej do późniejszej wizualizacji przez obserwatora. Istnieją różne klasyfikacje tych urządzeń w zależności od grupy czynników. Celowo dzielą się na uniwersalne, specjalne i kontrolne. Zgodnie z urządzeniem konstrukcyjnym mogą być mechaniczne, optyczne, elektryczne i pneumatyczne. W zależności od stopnia automatyzacji dzielą się na zmechanizowane, ręczne, automatyczne i półautomatyczne.
Instalacja pomiarowa to zestaw narzędzi i elementów pomocniczych połączonych w celu wykonania określonej funkcji. Celem elementów takiej instalacji jest generowanie sygnałów informacyjnych w formie, która będzie dogodna dla obserwatora. W takim przypadku cała instalacja pomiarowa jest zwykle stacjonarna.
System pomiarowy - zestaw narzędzi, których elementy są połączone kanałami komunikacyjnymi zlokalizowanymi w obrębie całej kontrolowanej przestrzeni. Jego celem jest zmierzenie jednej lub więcej wielkości fizycznych występujących w badanej przestrzeni.
Kryteria wyboru
Przy wyborze przyrządów pomiarowych należy przede wszystkim wziąć pod uwagę dokładność, jaką trzeba będzie osiągnąć podczas wykonywania pracy. Jest to wskazane w dokumentach prawnych lub w dokumentacji technicznej części.
Dodatkowo przy wyborze narzędzia do pomiaru należy wziąć pod uwagę odchylenia graniczne, a także metody wykonywania prac i sposoby ich kontrolowania.
Główną zasadą doboru przyrządów pomiarowych jest ich zgodność z ustalonymi wymaganiami dlauzyskanie wiarygodnych wyników z dokładnością określoną przepisami. Ponadto ważne jest, aby wziąć pod uwagę koszty materiałów i czasu: powinny one być jak najmniejsze.
Dane początkowe
W celu prawidłowego doboru przyrządów pomiarowych konieczne jest posiadanie danych początkowych w następujących punktach:
- masa nominalna wartości pomiaru;
- wartość różnicy między najwyższą i najniższą wartością;
- informacje o dostępnych warunkach pracy dla pomiarów.
Jeżeli konieczny jest wybór systemu pomiarowego z uwzględnieniem współczynnika dokładności, konieczne jest obliczenie błędu. Jest obliczana jako suma błędów wszystkich możliwych źródeł (urządzeń pomiarowych, przetworników wartości, wzorców) zgodnie z prawami ustalonymi dla każdego ze źródeł.
Na pierwszym etapie przyrządy pomiarowe dobierane są pod kątem dokładności zgodnie z wymaganiami pracy. Przy wyborze ostatecznej wersji brane są również pod uwagę następujące wymagania:
- Obszar roboczy ilości potrzebnych w procesie pracy.
- Wymiary narzędzi.
- Waga narzędzia.
- Cechy konstrukcyjne przyrządu pomiarowego.
W metrologii wybór przyrządów pomiarowych według kryterium dokładności wymaga obecności następujących danych początkowych:
- kompozycja zmiennych parametrów narzędzia;
- wartość tolerancji błędu narzędzi roboczych, a także dopuszczalne wartości sumybłędy pomiaru;
- dopuszczalne wartości prawdopodobieństwa wystąpienia awarii dla mierzonych parametrów;
- zasady rozkładu odchyleń parametrów od ich prawdziwych wartości.
Znormalizowane pomiary
Wybór przyrządów zwykle uwzględnia pierwszeństwo standardowych środków do wykonywania pomiarów. Znormalizowany przyrząd pomiarowy to taki przyrząd, który został wyprodukowany zgodnie z przepisami międzynarodowej lub specjalnej normy dotyczącej wykonywania danego rodzaju pracy.
Zgodnie z tym warunki doboru przyrządów pomiarowych zależą od specjalizacji produkcji, w której wykonywane są prace.
W produkcji produktów masowych zwykle stosuje się zautomatyzowane, nowoczesne narzędzia pomiarowe i kontrolne, zaprojektowane z myślą o wysokiej produktywności. W produkcji seryjnej stosuje się różne szablony i urządzenia sterujące, według których dokonuje się porównań. W produkcji indywidualnej wybierane są uniwersalne przyrządy pomiarowe, za pomocą których można wykonywać różnego rodzaju prace.
Warunki korzystania
Wybór przyrządów pomiarowych i kontrolnych dokonywany jest na podstawie przepisów technicznych dla wybranych przyrządów w warunkach ich normalnej eksploatacji i użytkowania.
Warunki normalne to takie, w których wartości czynników wpływających na wynik można pominąć ze względu na ich małość. Opisane warunki są zwykle wskazane w instrukcjach dlaprzyrządy pomiarowe lub obliczone podczas ich kalibracji.
Należy dokonać rozróżnienia między warunkami pracy a warunkami granicznymi dla pomiarów.
Warunki pracy są zwykle uważane za warunki wykonywania pomiarów, w których wartości czynników wpływających są zawarte w tolerancji obszarów roboczych. W tym przypadku obszar roboczy nazywany jest zakresem wartości wielkości czynnika wpływającego, w ramach którego istniejący błąd jest normalizowany lub zmieniane są wartości narzędzi roboczych.
Warunki graniczne są zwykle nazywane maksymalnymi i minimalnymi wartościami rzeczywistych i wpływających wielkości, które przyrząd pomiarowy może wytrzymać bez większych uszkodzeń i pogorszenia jego właściwości użytkowych i charakterystyk.
Wybierając przyrządy pomiarowe i kontrolne do użytku w warunkach pracy, należy wziąć pod uwagę zależność między odczytami przyrządu a wielkościami wpływającymi. Na tej podstawie konieczne jest wprowadzenie korekt do ostatecznych odczytów przyrządów pomiarowych lub zastosowanie urządzeń i przyrządów korekcyjnych.
Zgodnie z dokumentami regulacyjnymi, zmiany są określane na podstawie charakterystyk metrologicznych znormalizowanych dla warunków w miejscu pracy.
Przypisanie instrumentu
Wybór przyrządów pomiarowych opiera się na badaniu różnic między dwoma przypadkami ich użycia:
- iloczyn pomiarów parametrów urządzenia;
- sprawowanie kontroli nad pomiarem parametrów urządzenia.
W pierwszym przypadku podczas pracy konieczne jest osiągnięcie wartości poniżej limitubłędy pomiarowe. W drugim przypadku urządzenia dobierane są pod warunkiem, że prawdopodobieństwo ewentualnych błędów parametrów nie powinno być wyższe niż dopuszczalne wartości.
Błędy
Jednym z głównych kryteriów wyboru przyrządów pomiarowych w metrologii jest stosunek wartości granicy dopuszczalnego błędu bezwzględnego lub błędu (Δ) do pola tolerancji wartości mierzonej (D).
Współczynnik musi odpowiadać następującemu wyrażeniu:
Δ ≦ 0,333 D.
Margines błędu można przedstawić w kategoriach względnych (względny błąd pomiaru). W takim przypadku musi być mniejsza lub równa 33,3% całkowitej wartości pola tolerancji, chyba że istnieją inne specjalne ograniczenia.
Błędy pomiarowe określone w regulaminie są maksymalnymi dopuszczalnymi błędami. Zawierają wszystkie elementy pracy, które mogą zależeć od wybranych narzędzi pomiarowych, ustalenia standardów, zmian temperatury itp.
Metoda wyboru
Metoda przyrządów pomiarowych dzieli się na trzy typy.
Przybliżona metodologia jest szeroko stosowana w przybliżonym doborze przyrządów pomiarowych, a także w kontroli i badaniu zgodności z przepisami, regulacjami projektowymi i technologicznymi. Aby to zrobić, wykonaj następujące czynności:
- Dopuszczalny rozmiar części jest określany zgodnie z GOST.
- Obliczany jest możliwy błąd wykonaniapomiary. Jest to 25% całkowitego dopuszczalnego rozmiaru.
- Obliczany jest element losowy możliwego błędu pomiaru, który można wykryć w prawie wszystkich typach pomiarów.
- Zgodnie z tabelami referencyjnymi doboru środka pomiarowego dokonuje się w zależności od rodzaju części. Maksymalny możliwy błąd, będący wskaźnikiem metrologicznym dowolnego przyrządu pomiarowego, nie powinien przekraczać elementu losowego możliwego błędu pomiaru.
- Charakterystyki wybranego urządzenia do pomiarów są wprowadzane do tabeli metrologicznej.
Metodę obliczeniową stosuje się przy doborze urządzeń do produkcji jednostkowej i małoseryjnej, pomiarze parametrów próbki statystyczną metodą kontroli, przeprowadzaniu eksperymentów, a także ponownej kontroli wadliwych części. Obejmuje następujące kroki działania:
- Dopuszczalny rozmiar części jest określany zgodnie z GOST.
- Obliczany jest możliwy błąd pomiaru. W tej metodzie do obliczeń konieczne jest wykorzystanie tabeli ilorazu możliwego błędu pomiaru i tolerancji części.
- Obliczany jest element losowy możliwego błędu pomiaru, podobnie do wartości w poprzedniej metodzie.
- Zgodnie z tabelami referencyjnymi narzędzie jest wybierane w zależności od typu części.
- Charakterystyki wybranego urządzenia do pomiarów są wprowadzane do tabeli metrologicznej.
Metodyka tabelaryczna jest stosowana podczas wyboru narzędzi pomiarowych do produkcji wielkoseryjnej i masowej. tenmetoda może być przeprowadzona, jeśli prace przy produkcji części obejmują pomiary, a nie kontrolę za pomocą mierników.
- Dopuszczalny rozmiar części jest określany zgodnie z GOST, w zależności od jakości dokładności.
- Oblicz możliwy błąd pomiaru na podstawie danych historycznych z poprzednich okresów.
- Obliczany jest element losowy możliwego błędu pomiaru, podobnie jak w poprzednich wartościach.
- Zgodnie z tabelami referencyjnymi narzędzie jest wybierane w zależności od typu części.
- Charakterystyki wybranego urządzenia do pomiarów są wprowadzane do tabeli metrologicznej.
Zatem można zauważyć, że metody doboru przyrządów pomiarowych zależą od rodzaju produkcji, w której będą wykonywane prace.
Dokonywanie wyboru
Wybór i przypisanie przyrządów do pomiarów przeprowadzają działy rozwoju:
- Dokumentacja prawna dotycząca parametrów doboru przyrządów pomiarowych podczas badań laboratoryjnych, kontroli jakości wytwarzanych wyrobów, eksploatacji już wytworzonych wyrobów, ich komponentów i materiałów.
- Technologiczne procesy standaryzacji produktu, pomiar jego elementów składowych i materiałów.
- Projekty konserwacji przyrządów pomiarowych i sprzętu.
Wyboru środków i metod pomiarów zgodnie z dostępnymi danymi początkowymi dokonują wykwalifikowani pracownicy. Powinni być dobrze zaznajomieni z podstawami pomiarów fizycznych, metodami rejestracji iwykorzystanie wyników i błędów pomiarów oraz zasad standaryzacji parametrów metrologicznych i wyliczania z nich błędów przyrządów.
Specjalni pracownicy odpowiedzialni za przyrządy pomiarowe są przydzielani do wykonywania pomiarów podczas procesu produkcyjnego.
Reasumując można stwierdzić, że właściwy dobór przyrządów pomiarowych z dostępnego obecnie asortymentu jest kluczem do wydajnej produkcji i zmniejszenia liczby wadliwych produktów.
