Выбор средств измерений угловых размеров по точности должен заключаться в определении оптимального соотношения между погрешностью средств измерений и допуском контролируемого параметра.
Средства измерений назначены из наиболее неблагоприятных условий их применения (погрешность измерения максимальная, средство измерений нагревается от тепла рук оператора, перемещение измерительных элементов наибольшее и так далее).
Из указанных средств измерений следует выбирать более производительное, простое в использовании и требующее меньшей квалификации оператора.
3.2 Единицы Си механических величин
Все расчеты в проекте должны быть выполнены в единицах СИ, наименования, обозначения и правила применения которых установлены ГОСТ 8.417 — 81 (СТ СЭВ 1052 — 78) «Единицы физических величин», введенным в действие с 1 января 1982г.
Величины, выраженные в единицах устаревших систем, необходимо перевести в СИ умножением на пересчетный коэффициент (таблица 4): например, сила F=78,35 кгс (кгс — единица силы в системе МКГСС) в СИ должна быть выражена в ньютонах, значит F=78,35·9,81= 768,4 Н.
При переводе необходимо сохранять точность прежнего значения величины. Для этого необходимо полученный результат округлить до такого числа значащих цифр, сколько их было в заданном значении величины.
Важнейшие характеристики физической величины X: значение, т. е. оценка величины, выраженная произведением отвлеченного числа {X} на принятую для данной физической величины единицу [Х]: Х={X}·[Х]; размерность - dimX - связь данной величины с величинами, принятыми за основные в системе СИ.
Для механики приняты три основные системные величины: длина l, масса m и время t. Для этих величин условно приняты следующие размерности: diml=L; dimm=M; dimt=T. Употреблять термин «размерность» вместо терминов «единица физической величины» или «обозначение единицы» неправильно. Например: правильно выражение: «единица скорости - метр в секунду (м/с)», а выражение: «размерность скорости—метр в секунду» является неправильным.
Основными единицами СИ для механики приняты: единица длины - метр (м), единица массы - килограмм (кг), единица времени - секунда (с).
Дополнительными единицами СИ являются: радиан - единица плоского угла СИ и стерадиан — единица телесного угла СИ.
Производные единицы СИ образуются из основных, дополнительных и ранее образованных производных единиц СИ.
Нельзя использовать устаревшие наименования физических величин, например:
Устаревшее наименование
· Число оборотов вала в единицу времени
· Число ударов (импульсов) в единицу времени
· Ускорение силы тяжести
· Абсолютное давление
· Производительность насоса
· Современное наименование
· Частота вращения вала
· Частота ударов (импульсов)
· Ускорение свободного падения
· Давление
· Подача (объемная) насоса
Для образования когерентных единиц СИ используют уравнения связи между величинами, называемые определяющими уравнениями.
Например, для давления определяющее уравнение p=F/S, где р - давление, вызванное силой F, равномерно распределенной по поверхности, площадь которой равна. S.
Угловая скорость и частота вращения имеют одинаковую размерность (T-1), но разные единицы измерения: угловая скорость [w]=1 рад/с, частота вращения [n]= 1 с-1, угловая частота [w]=1 с-1; следовательно, по единице физической величины иногда нельзя судить о самой величине.
Единицу, в целое число раз большую системной или внесистемной единицы, называют кратной, например киловатт (103 Вт), минута (60 с), мегапаскаль (106 Па). Единицу, в целое число раз меньшую системной или внесистемной единицы, называют дольной, например миллиметр (10-3 м).
При практическом использовании единицы СИ могут оказаться слишком большими или слишком малыми. Поэтому разрешается в таких случаях использовать кратные и дольные единицы, которые образуют с помощью особых приставок.
При выполнении курсовых проектов обычно используют следующие приставки и их обозначения (даны в скобках): 103 - кило (к); 106 - мега (м); 10-3 - милли (м); 10-6 - микро (мк). При расчетах рекомендуется все величины выражать в единицах СИ, заменяя приставки степенями числа 10, а десятичные кратные или дольные единицы подставлять только в конечный результат.
Масштабы и масштабные коэффициенты. Отношение длины отрезка на чертеже (схеме, графике) в миллиметрах, изображающего какую-либо физическую величину, к значению величины в принятых единицах называют масштабом и обозначают греческой буквой m с соответствующим индексом: масштаб длины ml=(длина отрезка на чертеже, мм)/(значение длины, м), или [ml]=мм/м;
данное выражение читается так:
- единицей масштаба длины является отношение мм/м; масштаб силы mF=( длина отрезка на чертеже, мм)/(значение силы, Н), [mF]=мм/Н
- единицей масштаба сил является отношение мм/Н; масштаб энергии mT=( длина отрезка на чертеже, мм)/(значение энергии, Дж), [mT]=мм/Дж
-единицей масштаба энергии является отношение мм/Дж.
Величина, обратная масштабу, т. е. отношение значения физической величины в единицах СИ к длине отрезка в мм, изображающего эту величину на схеме, графике, называется масштабным коэффициентом и обозначается латинской буквой K с соответствующим индексом. Например, масштабный коэффициент длины Kl=(значение длины, м)/(длина отрезка на чертеже, мм), или [Kl]=м/мм;
Таблица 4. Размерности и единицы СИ механических величин
| Физическая величина | Единица СИ | Пересчетный коэффициент (при переходе к единицам СИ) | |||
| наименование | размерность | обозначение | наименование | обозначение | |
| Длина | L | l | метр | м | ------ |
| Масса | M | m | килограмм | кг | 9,81 (кгс·с2/м = кг) |
| Время | T | t | секунда | с | 60 (мин = с) |
| Угол скорости | l | a, b, g, q, u, j, y | радиан | рад | 1,75·10-2 (град = рад) |
| Площадь | L2 | A, S | квадратный метр | м2 | ------ |
| Перемещение точки | L | s | метр | м | ------ |
| Скорость (линейная) | LT-1 | v | метр в секунду | м/с | 1,67·10-2 (м/мин = м/c) |
| Ускорение (линейное) | LT-2 | a | метр на секунду в квадрате | м/с2 | ------ |
| Угловая скорость | T-1 | w | радиан на секунду | рад/с | ------ |
| Угловое ускорение | T-2 | e, a | радиан на секунду в квадрате | рад/с2 | ------ |
| Период | T | T | секунда | с | ------ |
| Частота периодического процесса | T-1 | u, f | герц | Гц | ------ |
| Частота вращения | >> | n | секунда в минус первой степени | с-1 | 1,67·10-2 (об/мин = об/c) |
| Угловая частота | >> | w | >> | >> | ------ |
| Частота дискретных событий (ударов, подач, импульсов) | >> | n | >> | >> | ------ |
| Плотность (плотность массы) | L-3M | r | килограмм на кубический метр | кг/м3 | ------ |
| Линейная плотность | L-1M | rl | килограмм на метр | кг/м | ------ |
| Момент инерции | L2M | J(I) | килограмм-метр в квадрате | кг·м2 | 9,81 (кгс·м·c2 = кг·м2) |
| Сила | LMT-2 | F | ньютон | Н(кг·м/c2) | 9,81 (кгс = Н) |
| Вес | >> | G | >> | >> | 9,81 (кгс = Н) |
| Момент силы | L2MT-2 | M | ньютон-метр | Н·м | 9,81 (кгс·м = Н·м) |
| Вращающий момент, момент пары сил | >> | T, M | >> | >> | 9,81 (кгс·м = Н·м) |
| Давление | L-1MT-2 | p | паскаль | Па(Н/м2) | 0,981·105 (ат = Па)0,0981 (ат = МПа; кгс/см2 = МПа) |
| Работа | L2MT-2 | A, W | джоуль | Дж(Н·м) | 9,81 (кгс·м = Дж) |
| Энергия | >> | E, W | >> | >> | ------ |
| Потенциальная энергия | >> | Eп, U | >> | >> | ------ |
| Кинетическая энергия | >> | Eк, T | >> | >> | ------ |
| Мощность | L2MT-3 | P, N | ватт | Вт(Дж/с) | 0,735 (л.с. = кВТ) |
| Маховой момент | L2M | mD2 | килограмм-метр в квадрате | кг·м2 | 1 (кгс·м2 = кг·м2) |
Список литературы
1. Кулаков М.В. Технологические измерения и приборы для химических производств. Учебник, 3-е издание. - М.: Машиностроение.1983.-424 с.
2.Фарзане Н.Г., Илясов Л.В.,Азим-Заде А.Ю. Технологические измерения и приборы. учебник, 3-е издание.-М.: Высшая школа, 1989-345 с.
3. Петров И.К. Технологические измерения и приборы в пищевой промышленности. Учебник.- М.: Анропроиздат,1985.-244 с.
4. Кузнецов Н.Д., Чистяков В.С. Сборник задач и вопросов по теплотехническим измерениям и приборам. -М.:Энергопромиздат,1985.-328 с.
5. Промышленные роботы и средства автоматизации. Справочник/ Под. Ред. В.В. Черенкова.- Л.:Машиностроение,1987.-847 с.
6.Келин Ю.М. Типовые элементы систем автоматизированного управления.-М.:Форум:инфаМ.2002 г.
7.Таланов В.Д. Технические средства автоматизации \ под редакцией Клюева.-2-е изд.,перераб. И доп.: Исто-сервис,2002,-248 с.