Тема 3. Средства, методы и погрешность измерения

Тема 3. Средства, методы и погрешность измерения

Объём по КУПД: 1 академический час: 0,5 ч лекции + 0,5 ч ЛПЗ.

Открыть полный конспект PDF · Скачать Word

1. Измерения и их виды

КУПД предусматривает изучение прямых, косвенных и совокупных; равноточных и неравноточных; однократных и многократных измерений. Вид измерения характеризует способ получения и организацию результата.

2. Прямые измерения

При прямом измерении искомое значение получают непосредственно из результата измерительной операции или отсчёта средства, предусмотренного выбранным методом.

3. Косвенные измерения

При косвенном измерении искомую величину определяют расчётом по результатам измерения других величин, связанных с ней установленной зависимостью.

4. Совокупные измерения

Совокупные измерения используют совместные результаты измерений нескольких величин и систему соотношений для определения искомых значений. Для данной темы важен принцип, а не развёрнутая математическая обработка.

5. Равноточные и неравноточные измерения

КУПД требует различать равноточные и неравноточные измерения. В учебном объяснении равноточность связывается с сопоставимыми условиями и характеристиками выполнения измерений; конкретные критерии задаются методикой.

6. Однократные и многократные измерения

Однократное измерение даёт один результат измерительной операции. Многократные измерения формируют ряд результатов, который затем обрабатывается по установленной методике.

7. Классы точности и нормируемые метрологические характеристики

Класс точности и другие метрологические характеристики средства задаются нормативной и технической документацией. Конкретное толкование обозначения класса зависит от вида средства и его документации. В качестве примеров нормируемых характеристик рассматриваются диапазон измерений, характеристики отсчётного устройства, чувствительность и вариация — если они нормируются для конкретного типа средства.

8. Погрешности измерений

КУПД включает причины возникновения погрешностей, систематические, случайные и грубые погрешности, методы исключения систематических составляющих и обработку результатов.

Учебное пояснение, не цитата КУПД: для демонстрации форм представления погрешности могут использоваться записи Δ = Xизм − Xоп и δ = (Δ / Xоп) × 100 %. Для приведённой формы используется нормирующее значение XN: γ = (Δ / XN) × 100 %. Реальные правила расчёта и выбор нормирующего значения определяются методикой и документацией.

9. Систематические погрешности

Систематическая составляющая проявляется закономерно, например как устойчивое смещение при повторении измерений в сходных условиях. Работа с ней начинается с поиска причины, проверки условий и выполнения предусмотренной методикой коррекции или устранения причины.

10. Случайные погрешности

Случайная составляющая проявляется как разброс повторных результатов. Для оценки используют серию наблюдений и обработку по принятой методике; произвольное усреднение без установленного правила недопустимо.

11. Грубые погрешности

Грубый результат может возникнуть из-за ошибки считывания, записи, подключения, выбора диапазона или нарушения условий. Подозрительное значение сначала проверяют; исключение результата выполняют только на обоснованном основании по принятой методике.

12. Обработка результатов

1. Проверить исходные записи, единицы и условия.
2. Проверить подозрительные значения и возможные ошибки выполнения.
3. Применить алгоритм обработки, предусмотренный методикой.
4. Выполнить округление по установленному правилу.
5. Оформить результат с требуемой сопроводительной информацией.

13. Индикаторы часового типа

КУПД предусматривает изучение устройства и технологических возможностей индикаторов часового типа. Учебно выделяются измерительный наконечник, передаточный механизм, стрелочный отсчёт и шкала. Конкретные диапазон, цена деления и порядок применения определяются документацией на прибор.

14. Определение углов угломером

Практика предусматривает измерение угла угломером. Перед работой определяют диапазон, отсчётное устройство и порядок установки по документации конкретного средства, затем записывают результат с единицей.

15. Контроль элементов резьбы

КУПД предусматривает резьбомер, резьбовой микрометр и резьбовые калибры. Эти средства применяются для разных задач: сопоставления профиля/шага, размерного измерения и предельного контроля. Правила применения определяются задачей и документацией конкретного средства.

16. Контрольные вопросы

1. Чем прямое измерение отличается от косвенного?
2. В чём идея совокупных измерений?
3. Что означает равноточность в рамках методики?
4. Чем однократное измерение отличается от многократного?
5. Почему класс точности нельзя трактовать без документации?
6. Как проявляется систематическая погрешность?
7. Как проявляется случайная погрешность?
8. Что может привести к грубой погрешности?
9. Почему подозрительный результат нельзя удалять произвольно?
10. Что входит в обработку результатов?
11. Какие узлы индикатора часового типа влияют на получение отсчёта?
12. Какие средства КУПД предусматривает для изучения элементов резьбы?

Граница материала: законодательство, метрологическая служба, государственный метрологический контроль, испытания и метрологическая экспертиза относятся к теме 4.

ЛПЗ выполняется на учебных средствах измерений и по документации конкретных приборов.

1. Изучить устройство и технологические возможности индикатора часового типа; выполнить контроль исходного положения и повторные измерения.
2. Определить угол угломером и записать результат с единицей.
3. Изучить применение резьбомера, резьбового микрометра и резьбовых калибров для соответствующих задач контроля элементов резьбы.
4. Получить ряд повторных результатов и разобрать порядок проверки подозрительного значения без произвольного исключения.
5. Выполнить назначенный преподавателем раздел ЭУМП «Основы метрологии».

Диапазоны, цена деления, правила установки и допустимые пределы определяются технической документацией применяемых средств.

Объём: 1 академический час: 0,5 ч лекции + 0,5 ч лабораторно-практического занятия.

Учебные вопросы

1. Измерения и виды измерений.
2. Прямые, косвенные и совокупные измерения.
3. Равноточные и неравноточные измерения.
4. Однократные и многократные измерения.
5. Классы точности и нормируемые метрологические характеристики.
6. Погрешности измерений и причины возникновения.
7. Систематические, случайные и грубые погрешности.
8. Методы исключения систематических погрешностей.
9. Обработка результатов измерений.

Граница темы: законодательство, метрологическая служба и государственный метрологический контроль относятся к теме 4.

Проведена индивидуальная консультация по теме «Средства, методы и погрешность измерения» дисциплины ОП.04 «Основы метрологии» для слесаря по КИПиА 6-го разряда. Рассмотрены прямые, косвенные и совокупные, равноточные и неравноточные, однократные и многократные измерения; классы точности и нормируемые метрологические характеристики; причины и характер систематических, случайных и грубых погрешностей; принципы исключения систематических составляющих и обработки результатов. Практически изучены индикатор часового типа, угломер, резьбомер, резьбовой микрометр и резьбовые калибры; выполнено закрепление в ЭУМП «Основы метрологии».