Методические указания по выполнению лабораторной работы для студентов очной и заочной формы обучения по дисциплине Метрология, стандартизация и сертификация Екатеринбург (стр. 2 из 3)

1. Познакомиться с общими сведениями определения результатов

измерения и оценки годности детали.

2. По варианту задания получить у преподавателя эскиз детали и саму деталь. Уяснить, какие поверхности детали должны подвергаться измерению и оценке годности.

3. Заполнить все исходные данные в табл. 1.

Допуск размера определяется как разность между наибольшим

и наименьшим предельными размерами или как алгебраическая разность между верхним и нижним предельными отклонениями.

Таблица 1

Исходные данные для определения результатов измерений

Наименование детали и контролируемая поверхность	Величина допуска размера, мм	Номинальный размер,мм	Предельные размеры, мм
			dmin	dmax
Наружная цилиндрическая поверхность
Торцевая поверхность

4. По внешнему виду детали, номинальному размеру и величине

допуска выбрать измерительный инструмент, используя РД 50-98-86. У выбранного инструмента определить пределы измерения, цену деления, предельную погрешность измерения. Из предложенных в РД 50-98-86 универсальных измерительных средств для измерения наружных линейных размеров в лаборатории имеются штангенциркули и микрометры гладкие. Описание приборов дано в приложениях 1,2.

5. Провести настройку выбранных измерительных средств. Порядок и

правильность настройки уточнить по технической инструкции или по справочным данным (приложения 1,2).

6. Провести измерение действительных размеров (не менее 10

измерений каждой поверхности детали). Экспериментальные данные занести в табл. 2.

7. Представить полученные результаты измерений в виде графиков.

Зависимость действительных размеров от последовательности их получения и зависимость действительного размера от их количества одинаковых значений (рис.2). Найти среднеквадратичное отклонение

8. Оценить результат измерений. Оценить результат – значит

приписать ему погрешность с заданной доверительной вероятностью. При небольшом числе измерений п обычно используют распределение случайной величины, предложенное Стьюдентом. Вид распределения по этому закону зависит не только от значения случайной величины, но и от числа наблюдений п.

При п → ∞ распределение Стьюдент совпадает с распределением по нормальному закону, а при п << 20 оно резко отличается от нормального закона.

Таблица 2

Действительные размеры детали

Контролируемая поверхность	Схема измерений	Численные значения действитель- ных размеров, мм (10 измерений), Xi	Среднее значение результатов измерений, мм X
Наружная цилиндрическая поверхность	Измерение диаметра	Х1 Х2 Х3 … Х10	Х
Торцевая поверхность	Измерение длины	У1 У2 У3 … У10	У

Для оценки границ доверительного интервала погрешности

среднего значения воспользуемся распределение Стьюдента (прил. 3).

Сначала, используя данные табл.2, определим значение разности между действительным и средним размерами для каждого измерения:

Vi = Xi - X (3)

Полученные значения занесем в табл. 3.

Далее следует найти среднеквадратичное отклонение S:

(4)

Таблица 3

Нахождение среднеквадратичного отклонения

№ Измере ния	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Разность V, mm
S

8. Оценить результат измерений.

Оценить результат измерений – значит приписать ему погрешность с

заданной доверительной вероятностью. При небольшом числе измерений п обычно используют распределение случайной величины, предложенное Стьюдентом. Вид распределения по этому закону зависит не только от значения случайной величины, но и от числа наблюдений п.

При п → ∞ распределение Стьюдент совпадает с распределением по нормальному закону, а при п << 20 оно резко отличается от нормального закона.

При выполнении лабораторной работы необходимо установить доверительные границы случайной погрешности для следующих случаев:

¨ при заданной доверительной вероятности р = 0,95 и при количестве измерений п = 5 и п= 10:

¨ при р = 0,98 и при п = 5 и п= 10.

e = t(p) S (5)

Таблица интеграла распределения Стьюдента t(p) дана в прил. 3.

9. Далее необходимо записать средний действительный размер

детали для каждой поверхности с указанием доверительных интервалов всех четырех вариантов и проанализировать влияние количества измерения и величину доверительной вероятности на величину доверительного интервала.

10. Сделать заключение о соответствии или несоответствии

полученного действительного размера и заданного предельного размера.

11. На основе приведенной классификации (рис.1) определить все

использованные приемы измерения по способу получения информации, по

характеру динамики измеряемой величины, по отношению к основным единицам измерения, по количеству замеров информации.

12. Составить отчет о проделанной работе.

Требования к отчету

По выполненной работе оформляется индивидуальный отчет, в котором необходимо предоставить:

- название и конкретную цель работы;

- эскиз измеряемой детали;

- сведения о размерах и допусках детали (табл.1);

- правила выбора измерительного средства;

- метрологические характеристики выбранных измерительных средств, а именно: пределы измерений, цена деления, погрешность;

- результаты измерений (табл.2);

- графики распределения полученных результатов в соответствии с рис.2;

- оценку результатов измерений при доверительной вероятности

р = 0,95 и 0,98. Указать среднеквадратичное отклонение S, отклонение

разности V

- указать доверительные интервалы измерений e ;

- представить анализ точности измерения наружного цилиндрического

размера в зависимости от количества измерений и величины доверительной вероятности;

- выводы, сделанные исходя из цели работы, в которых дать заключение о соответствии или несоответствии заданного размера детали и действительного размера с учетом доверительного интервала.

Оборудование рабочего места

Техническое оснащение рабочего места для выполнения лабораторной работы включает:

- измеряемую деталь (группу деталей) с наружной цилиндрической поверхностью и плоскими торцевыми поверхностями;

- эскиз детали;

- измерительные средства: штангенциркуль, гладкий микрометр;

- концевые плоскопараллельные меры длины (при необходимости настройки измерительных средств на величину отличную от нуля).

При выполнении работы следует использовать следующую нормативно-техническую документацию:

- РД 50-98-86, Методические указания. Выбор универсальных средств измерений линейных размеров до 500 мм;

- ГОСТ 6507-78. Микрометры с ценой деления 0,01 мм. Технические условия;

- ГОСТ 166-89 Штангенциркули. Технические условия.

Приложение 1

Универсальные измерительные средства

1. Штангенинструменты

Штангенинструмент – группа измерительных средств для измерения

и разметки линейных размеров методом непосредственной оценки. Отсчетное устройство штангенинструмента состоит из измерительной линейки штанги с делениями через 1 мм и вспомогательной подвижной шкалы нониуса для отсчета частей делений основной шкалы, нанесенной на штанге.

В основу отсчета по нониусу положена способность человеческого глаза оценивать совпадение и несовпадение штрихов двух сомкнутых шкал более точно при определении долей деления по одной шкале.

Нониусная шкала (рис. 3) имеет небольшое число интервалов деления 10-20 по сравнению с основной шкалой. Нулевой штрих нониуса является указателем числа целых делений основной шкалы. Отсчет по нониусу сводится к определению совпадения одного из штрихов нониуса с соответствующим штрихом основной шкалы.

Модуль нониуса является мерой «растяжки» шкалы и показывает, сколь делений основной шкалы соответствует одному делению шкалы нониуса. Модуль принимается равным 1; 2: и 5, а отсчеты по нониусу – 0,1; 0,05 и 0,02 мм. Отсчет по нониусу 0,02 мм практически не применяется, т.к. погрешность отсчета не менее, чем погрешность при отсчете 0,05 мм.