Избор на измервателни уреди: видове, класификация, методология и основи

В днешно време има голям брой инструменти, които могат да се използват за всякакви измервания: линейни, тегло, температура, сила и др. д. Инструментите се различават според точността си, принцип на работа, целта и цената.

За да се намери правилният инструмент за работа, трябва внимателно да се обмисли изборът на подходящи измервателни уреди. Те от своя страна също се разделят на няколко вида в зависимост от разглежданите критерии.

Класификация на инструментите

Инструментите са инструменти и уреди, които се използват за измерване на физични величини. За всеки от тях точните стойности са посочени в нормативните документи и техническите правила.

Измервателните уреди се разделят на различни видове според следните критерии:

• вид на инструмента за работа;
• принцип на действие;
• сравнение с приет еталон;
• метрологично приложение.

видове инструменти

К най-често срещаните Видовете измервателни инструменти включват изброените по-долу.

Мярката е измервателен инструмент, който се използва за възпроизвеждане на правилния размер на съответната физическа величина. Например тежест се използва за представяне на маса. Съществуват едноцифрени и многоцифрени мерки, а в някои случаи и пълни магазини от мерки. Мярка с една стойност необходими за може да възпроизведе стойност само от един размер. Многомерните мерки се използват за определяне на няколко измерения на физическите стойности (например чрез избор на инструменти за линейни измерения, с които могат да се определят както сантиметри, така и милиметри).

Референтен показател е мярка с много висока степен на точност. Те се използват за проверка на правилността на измервателния уред.

Преобразувателят е измервателен инструмент, който преобразува измервателния сигнал в друга форма. Това улеснява предаването на сигнала за последваща обработка и съхранение. Но преобразуваният сигнал не може да бъде възприет от наблюдателя без използването на специален инструмент. За да се визуализира даден сигнал, той трябва да се предаде на устройство за показване. Поради тази причина предавателят обикновено е включен в комплекта на измервателния уред или се използва директно с него.

Измервателният уред е измервателно устройство, което се използва за генериране на сигнал във вид, който може да бъде визуализиран от наблюдателя на по-късен етап. Съществуват различни класификации на тези инструменти в зависимост от група фактори. Според функцията си те се делят на универсални, специални и контролни. По отношение на конструкцията те могат да бъдат механични, оптични, електрически или пневматични. От гледна точка на степента на автоматизация те се разделят на механизирани и ръчни инструменти, автоматични и полуавтоматични.

Измервателната инсталация е набор от инструменти и принадлежности, комбинирани за изпълнение на определена функция. Целта на тези части е да извеждат информационни сигнали във вид, който може лесно да бъде разбран от наблюдателя. Пълната измервателна инсталация обикновено е стационарна инсталация.

Измервателната система представлява набор от инструменти, чиито елементи са свързани помежду си чрез комуникационни канали, разположени в цялото контролирано пространство. Целта му е да измери една или повече физични величини, които се намират в изследваното пространство.

Критерии за подбор

При избора на инструменти първото съображение трябва да бъде точността, която трябва да се постигне при изпълнението на работата. Това е посочено в нормативната уредба или в документацията на компонента.

При избора на измервателен инструмент трябва да се вземат предвид допустимите отклонения, както и методите на работа и средствата за проверка.

Основният принцип при избора на измервателни уреди е те да отговарят на определените изисквания за надеждни резултати в рамките на точността, посочена в нормативните документи. Важно е също така да се вземат предвид разходите за материали и време: те трябва да бъдат възможно най-ниски.

Входни данни

За правилният избор на измервателните уреди, е необходимо да имате следното

• номиналното тегло на измерената стойност;
• стойността на разликата между най-високата и най-ниската стойност;
• информация за наличните работни условия за извършване на измерването.

Ако е необходимо да се избере измервателна система, като се вземе предвид коефициентът на точност, е необходимо да се изчисли грешката. е сумата от неопределеностите на всички възможни източници (измервателни уреди, преобразуватели на стойности, еталони), като се спазват законите, характерни за всеки източник.

Първата стъпка е изборът на измервателни уреди в съответствие с изискванията за точност на работата. При избора на окончателния вариант трябва да се вземат предвид и следните изисквания:

• Работният обхват на измерваните величини.
• Общи размери на инструментите.
• Тегло на инструментите.
• конструктивните характеристики на измервателните уреди.

В метрологията за избора на измервателни уреди според критерия за точност са необходими следните първоначални данни:

• Състав на променливите параметри на инструмента;
• толеранса на неопределеност на работните инструменти, както и допустимите стойности на общата грешка при измерване на параметрите
• допустимите стойности на вероятността за неизправност за измерваните параметри;
• Правила за разпределение на отклоненията от истинските стойности.

Стандартизирани измервания

При избора на уреди обикновено се взема предвид приоритетът на стандартизираните инструменти за извършване на измервания. Стандартизиран инструмент е този, който е произведен в съответствие с разпоредбите на международен или специфичен стандарт за съответния вид работа.

Това означава, че изборът на измервателен уред зависи от специализацията на производството, в което се извършва работата ви.

Високопроизводителни, автоматизирани съвременни измервателни и тестови устройства обикновено се използват в масово произвежданите стоки. При серийното производство се използват различни измервателни уреди и приспособления, с които могат да се правят сравнения. В индивидуалното производство можете да избирате от широка гама универсални измервателни инструменти, които могат да се използват за различни приложения.

Работни условия

Изборът на измервателни и контролни устройства трябва да се направи въз основа на техническите разпоредби на избраните инструменти при нормална употреба и експлоатация.

Нормални условия са тези условия, при които се счита, че неопределеността на измервателния уред е извън нормалния работен диапазон, където стойностите на влияещите фактори могат да бъдат пропуснати поради тяхната незначителност. Тези условия обикновено са дадени в инструкциите на инструмента или са изчислени по време на калибрирането на инструмента.

Следва да се прави разграничение между работните и ограничителните условия на измерванията, които трябва да бъдат извършени.

Работните условия обикновено се определят като условия на измерване, при които стойностите на влияещите фактори попадат в рамките на допустимото отклонение на работния обхват. Работният диапазон е диапазонът от стойности на влияещия фактор, в който се нормализира наличната грешка или се променят стойностите на работните инструменти.

Граничните условия обикновено се определят като максималните и минималните стойности на действителната и влияещата величина, на които измервателното средство може да издържи без сериозни смущения или влошаване на работата му свойства и характеристики.

При избора на измервателно и контролно оборудване, което да се използва при работните условия, е необходимо да се вземе предвид връзката между показанията на уредите и влияещите променливи. Въз основа на това следва да се направят корекции на крайните показания на измервателните уреди или да се използват коригиращи устройства и инструменти.

Правилата определят корекциите в съответствие с метрологичните характеристики, нормализирани за условията на работното място.

Наименование на инструментите

Изборът на измервателни уреди се основава на различията в двата случая на употреба:

• Извършване на измервания на устройствата;
• контрол на измерванията на устройствата.

В първия случай по време на работата е необходимо да се достигне стойност, по-малка от границата на грешката при измерване. Във втория случай инструментите се избират при условие, че вероятността за възможни грешки на параметъра не трябва да бъде по-висока от допустимите стойности.

Грешки

Един от основните критерии за избор на измервателни уреди в метрологията е отношението на абсолютната грешка или границата на грешка (Δ) към полето на допустимите отклонения на измерваната величина (E).

Съотношението е, както следва:

Δ ≤ 0,333 E.

Границата на допустимата грешка може да бъде изразена в относителни стойности (относителна грешка на измерване). В този случай тя трябва да бъде по-малка или равна на 33,3 % от общата стойност на полето за допустими отклонения, освен ако не се прилагат други специални ограничения.

Грешките на измерване, посочени в правилата, са максимално допустимите грешки. Те включват всички работни елементи, които могат да зависят от избрания измервателен уред, еталоните, температурните колебания и др. д.

Процедура за подбор

Методът на измервателните инструменти се разделя на три вида.

Приблизителният метод се използва широко за ориентировъчен избор на измервателни уреди и за проверка и изследване на съответствието с нормативните, проектните и технологичните разпоредби. За да направите това, процедирайте, както следва

1. Определя допустимия размер на компонента в съответствие с GOST.
2. Изчислява се възможната грешка на измерването. Той се приема за 25% от общия допустим размер.
3. Изчислява случаен елемент на вероятната грешка на измерване, която може да бъде открита при почти всички видове измервания.
4. Избор на подходящ измервателен уред според типа на детайла от референтните таблици. Максималната възможна грешка, която е метрологичният показател на всеки измервателен уред, не трябва да надвишава случайния елемент на възможната грешка на измерване.
5. В метрологичната таблица се вписват характеристиките на избрания инструмент за извършване на измервания.

Методът на изчисление се прилага при избора на устройства за единично и дребносерийно производство, измерване на параметрите на извадката при статистическия метод на контрол, провеждане на експерименти, както и при повторна проверка на дефектни части. Тя включва следните етапи на действие:

1. Допустимият размер на дадена част се определя в съответствие с ГОСТ.
2. Вероятната грешка на измерване се изчислява. При този метод за изчисление се използва таблица за съотношението на вероятната грешка на измерване към допуските на частите.
3. Изчислява случаен елемент на вероятната грешка на измерване, подобен на стойността в предишната процедура.
4. Инструментът може да се избере от референтните таблици в зависимост от вида на детайла.
5. В метрологичната таблица се въвеждат характеристичните криви на избраното устройство.

Табличният метод се използва при избора на измервателни инструменти за широкомащабно или масово производство. Този метод може да се прилага, ако работата включва по-скоро измерване, отколкото измерване на величини.

1. Определете допустимия размер на детайла съгласно ГОСТ, в зависимост от класа на точност.
2. Възможните грешки при измерването се изчисляват на базата на статистически данни от предходни периоди.
3. Изчислява се случаен елемент на вероятната грешка на измерване, подобно на предишните стойности.
4. Изборът на инструменти се извършва съгласно референтните таблици.
5. В метрологичната таблица се въвеждат характеристиките на избрания измервателен уред.

По този начин може да се отбележи, че методите за избор на измервателни уреди зависят от вида на производството, в което ще се извършва работата.

Извършване на избор

Изборът и назначаването на измервателни уреди се извършва от отдела за разработка:

• Нормативна документация относно параметрите за избор на измервателни уреди при лабораторни изпитвания, контрол на качеството на произведените продукти, експлоатация на вече произведените продукти, техните компоненти и материали.
• Технологични процеси за стандартизиране на продукти, измерване на съставните им части и материали.
• Проекти за поддръжка на измервателна техника и оборудване.

Квалифицираният персонал е този, който трябва да избере подходящия инструмент и метод от наличните входни данни. Те трябва да са запознати с основите на физичните измервания, с начините за проектирането и използването на на резултатите от измерванията и грешките, както и принципите на метрологичната стандартизация и изчисляването на грешките на инструментите.

За извършване на измервания по време на производствения процес се назначават специални работници, които отговарят за измервателните уреди.

В обобщение може да се каже, че правилния избор на на измервателните уреди от нашата актуална селекция е ключът към ефективното производство и свеждането до минимум на разхищенията.