Šiandien yra daugybė įrankių, su kuriais galite atlikti įvairių tipų matavimus: linijinius, svorio, temperatūros, galios ir kt. Prietaisai skiriasi tikslumu, veikimo principu, paskirtimi ir kaina.
Norėdami tinkamai atlikti būtinus darbus, turėtumėte atidžiai apsvarstyti matavimo priemonių pasirinkimą. Jie, savo ruožtu, taip pat skirstomi į keletą tipų, atsižvelgiant į svarstomus kriterijus.
Priemonių klasifikacija
Matavimo prietaisai yra įrankiai ir prietaisai, naudojami fiziniams dydžiams matuoti. Kiekvienam iš jų nustatomos norminiuose dokumentuose ir techniniuose reglamentuose nurodytos klaidos.
Matavimo priemonės skirstomos į skirtingus tipus pagal šiuos kriterijus:
- peržiūros įrankis darbui;
- darbo principas;
- palyginimas su priimtu standartu;
- metrologinis taikymas.
Įrankių tipai
Dažniausiai paplitę matavimo priemonių tipai išvardyti toliau.
Matas yra matavimo priemonė, naudojama norint atkurti pageidaujamą svarstomo fizinio dydžio dydį. Pavyzdžiui, norint atkurti reikiamą masę, naudojamas svarelis. Egzistuoja vienvertės ir daugiavertės priemonės, o kai kuriais atvejais – ištisos priemonių atsargos. Norint atkurti tik vieno dydžio reikšmę, būtinas nedviprasmiškas matas. Daugiareikšmiai matai naudojami kelių dydžių fizinių dydžių nustatymui (pavyzdžiui, parenkami linijinių matmenų matavimo prietaisai, su kuriais galima sužinoti ir centimetrus, ir milimetrus).
Reference – matai su labai dideliu tikslumu. Jie naudojami matavimo priemonių teisingumui kontroliuoti.
Matavimo keitiklis yra matavimo priemonė, kuri matavimo informacijos signalą paverčia kita forma. Tai palengvina signalo perdavimą tolesniam apdorojimui ir saugojimui. Bet konvertuoto signalo stebėtojas negali suvokti be specialaus įrankio. Norint vizualizuoti, signalas turi būti perduotas į indikacinį įrenginį. Todėl keitiklis paprastai įtraukiamas į visą matavimo įrankio konstrukciją arba naudojamas kartu su juo.
Matavimo prietaisas – įpratusi priemonė matavimams atliktigeneruoti signalą tokia forma, kurią stebėtojas gali vėliau vizualizuoti. Priklausomai nuo veiksnių grupės, yra įvairių šių įrenginių klasifikacijų. Pagal paskirtį jie skirstomi į universalius, specialiuosius ir kontrolinius. Pagal konstrukcinį įrenginį jie gali būti mechaniniai, optiniai, elektriniai ir pneumatiniai. Pagal automatizavimo laipsnį jie skirstomi į mechanizuotus, rankinius įrenginius, automatinius ir pusiau automatinius.
Matavimo įrenginys – tai įrankių ir pagalbinių elementų rinkinys, sujungtas tam tikrai funkcijai atlikti. Tokios instaliacijos dalių tikslas – generuoti informacinius signalus tokia forma, kurią būtų patogu suvokti stebėtojui. Tokiu atveju visa matavimo įranga paprastai yra stacionari.
Matavimo sistema - įrankių rinkinys, kurio elementai yra sujungti komunikacijos kanalais, esančiais visoje kontroliuojamoje erdvėje. Jo tikslas – išmatuoti vieną ar daugiau fizinių dydžių, esančių tiriamoje erdvėje.
Atrankos kriterijai
Renkantis matavimo priemones, visų pirma būtina atsižvelgti į tikslumą, kurį reikės pasiekti atliekant darbus. Tai nurodyta norminiuose dokumentuose arba dalies techninėje dokumentacijoje.
Be to, renkantis matavimo įrankį, reikia atsižvelgti į ribinius nuokrypius, taip pat į darbų atlikimo būdus ir jų valdymo būdus.
Pagrindinis matavimo priemonių pasirinkimo principas – jų atitiktis keliamiems reikalavimamsgauti patikimus rezultatus laikantis taisyklėse nurodyto tikslumo. Be to, svarbu atsižvelgti į medžiagų ir laiko sąnaudas: jos turi būti kuo mažesnės.
Pradiniai duomenys
Norint teisingai pasirinkti matavimo priemones, būtina turėti pradinius duomenis apie šiuos taškus:
- vardinis matavimo vertės svoris;
- skirtumo tarp didžiausios ir mažiausios reikšmių reikšmė;
- informacija apie galimas darbo sąlygas matavimams.
Jei reikia parinkti matavimo sistemą, atsižvelgiant į tikslumo koeficientą, būtina apskaičiuoti paklaidą. Jis apskaičiuojamas kaip visų galimų š altinių (matavimo prietaisų, verčių keitiklių, etalonų) paklaidų suma pagal kiekvienam iš š altinių nustatytus įstatymus.
Pirmajame etape matavimo priemonės parenkamos tikslumui pagal darbo reikalavimus. Renkantis galutinę versiją, taip pat atsižvelgiama į šiuos reikalavimus:
- Darbo procese reikalingų kiekių darbo sritis.
- Įrankių matmenys.
- Įrankio svoris.
- Matavimo priemonės dizaino ypatybės.
Metrologijoje, pasirenkant matavimo priemones pagal tikslumo kriterijų, reikia turėti šiuos pradinius duomenis:
- keičiamų įrankio parametrų sudėtis;
- darbo įrankių paklaidos tolerancijos vertė, taip pat leistinos bendros vertėsmatavimo paklaidos;
- leistinos išmatuotų parametrų gedimų tikimybės reikšmės;
- parametrų nuokrypių nuo tikrosios reikšmės paskirstymo taisyklės.
Standartiniai išmatavimai
Renkantis prietaisus dažniausiai atsižvelgiama į standartizuotų priemonių pirmenybę atliekant matavimus. Standartizuota matavimo priemonė yra tokia priemonė, kuri buvo pagaminta pagal tarptautinio ar specialaus standarto reglamentus, taikomus tam darbui atlikti.
Atsižvelgiant į tai, matavimo priemonių pasirinkimo sąlygos priklauso nuo gamybos, kurioje atliekamas darbas, specializacijos.
Masinių gaminių gamyboje dažniausiai naudojami automatizuoti modernūs matavimo ir valdymo įrankiai, skirti dideliam našumui. Serijinėje gamyboje naudojami įvairūs šablonai ir valdymo įrenginiai, pagal kuriuos atliekami palyginimai. Individualioje gamyboje parenkamos universalios matavimo priemonės, su kuriomis galima atlikti įvairaus pobūdžio darbus.
Naudojimo sąlygos
Matavimo ir valdymo prietaisai pasirenkami pagal pasirinktų priemonių techninius reglamentus normalios jų veikimo ir naudojimo sąlygomis.
Normalios sąlygos yra tokios sąlygos, kai rezultatui įtakos turinčių veiksnių reikšmės gali būti praleistos dėl jų mažumo. Aprašytos sąlygos paprastai nurodomos instrukcijosematavimo prietaisai arba apskaičiuoti jų kalibravimo metu.
Reikėtų skirti matavimų veikimo ir ribines sąlygas.
Darbo sąlygos paprastai laikomos matavimų atlikimo sąlygomis, kurioms esant įtakojančių veiksnių verčių reikšmės įtraukiamos į darbo zonų leistiną nuokrypį. Šiuo atveju darbo zona vadinamas įtakos faktoriaus dydžio verčių diapazonas, kuriame esama paklaida normalizuojama arba pakeičiamos darbo įrankių reikšmės.
Ribinės sąlygos paprastai vadinamos didžiausiomis ir mažiausiomis faktinių ir įtakojančių dydžių reikšmėmis, kurias matavimo priemonė gali atlaikyti be didesnių pažeidimų ir jo veikimo savybių bei charakteristikų pablogėjimo.
Renkantis matavimo ir valdymo priemones, skirtas naudoti darbo sąlygomis, reikia atsižvelgti į prietaiso rodmenų ir įtakojančių dydžių ryšį. Remiantis tuo, būtina atlikti matavimo priemonių galutinių rodmenų pataisymus arba naudoti korekcinius įtaisus ir priemones.
Pagal norminius dokumentus, pakeitimus lemia metrologinės charakteristikos, normalizuotos darbo vietos sąlygoms.
Instrumentų priskyrimas
Matavimo priemonių pasirinkimas pagrįstas dviejų jų naudojimo atvejų skirtumų tyrimu:
- prietaiso parametrų matavimo produktas;
- įrenginio parametrų matavimo kontrolė.
Pirmuoju atveju darbo metu būtina pasiekti reikšmę, mažesnę už ribąmatavimo paklaidos. Antruoju atveju įrenginiai parenkami pagal sąlygą, kad galimų parametrų klaidų tikimybė nebūtų didesnė už leistinas reikšmes.
Klaidos
Vienas iš pagrindinių kriterijų renkantis matavimo priemones metrologijoje yra leistinos absoliučios paklaidos arba paklaidos ribos (Δ) ir matuojamos vertės tolerancijos lauko (D) dydžių santykis.
Santykis turi atitikti šią išraišką:
Δ ≦ 0,333 D.
Klaidos riba gali būti pavaizduota santykiniais dydžiais (santykinė matavimo paklaida). Tokiu atveju jis turi būti mažesnis arba lygus 33,3 % visos tolerancijos lauko vertės, nebent yra kitų specialių apribojimų.
Taisyklėse nurodytos matavimo paklaidos yra didžiausios leistinos paklaidos. Jie apima visus darbo elementus, kurie gali priklausyti nuo pasirinktų matavimo priemonių, standartų nustatymo, temperatūros pokyčių ir kt.
Pasirinkimo metodas
Matavimo priemonių metodas skirstomas į tris tipus.
Apytikslė metodika plačiai naudojama apytiksliai parenkant matavimo prietaisus, taip pat kontroliuojant ir tikrinant, ar laikomasi norminių, projektavimo ir technologinių reglamentų. Norėdami tai padaryti, atlikite šiuos veiksmus:
- Leidžiamas detalės dydis nustatomas pagal GOST.
- Apskaičiuota galima vykdymo klaidamatavimai. Tai laikoma 25 % viso leistino dydžio.
- Apskaičiuojamas atsitiktinis galimos matavimo paklaidos elementas, kurį galima aptikti beveik visų tipų matavimuose.
- Pagal informacines lenteles matavimo priemonės pasirenkamos atsižvelgiant į detalės tipą. Didžiausia galima paklaida, kuri yra metrologinis bet kurio matavimo prietaiso rodiklis, neturėtų viršyti atsitiktinio galimos matavimo paklaidos elemento.
- Matavimams pasirinkto prietaiso charakteristikos įrašomos į metrologinę lentelę.
Skaičiavimo metodas naudojamas renkantis įrenginius vienetinei ir smulkiai gamybai, matuojant mėginių parametrus statistiniu kontrolės metodu, atliekant eksperimentus, taip pat pakartotinai tikrinant sugedusias dalis. Tai apima šiuos veiksmų veiksmus:
- Leidžiamas dalies dydis nustatomas pagal GOST.
- Apskaičiuota galima matavimo paklaida. Taikant šį metodą, skaičiuojant būtina naudoti galimos matavimo paklaidos ir dalių leistinų nuokrypių santykio lentelę.
- Apskaičiuojamas atsitiktinis galimos matavimo paklaidos elementas, panašiai kaip ir ankstesniame metode.
- Pagal nuorodų lenteles įrankis parenkamas atsižvelgiant į detalės tipą.
- Matavimams pasirinkto prietaiso charakteristikos įrašomos į metrologinę lentelę.
Lentelinė metodika naudojama renkantis matavimo priemones didelės apimties ir masinei gamybai. Themetodas gali būti taikomas, jei dalių gamybos darbai apima matavimus, o ne kontrolę naudojant matuoklius.
- Leidžiamas detalės dydis nustatomas pagal GOST, priklausomai nuo tikslumo kokybės.
- Apskaičiuokite galimą matavimo paklaidą pagal ankstesnių laikotarpių istorinius duomenis.
- Apskaičiuojamas atsitiktinis galimos matavimo paklaidos elementas, panašiai kaip ir ankstesnės reikšmės.
- Pagal nuorodų lenteles įrankis parenkamas atsižvelgiant į detalės tipą.
- Matavimams pasirinkto prietaiso charakteristikos įrašomos į metrologinę lentelę.
Taigi, galima pastebėti, kad matavimo priemonių pasirinkimo būdai priklauso nuo gamybos, kurioje bus atliekamas darbas, tipo.
Pasirinkimas
Matavimo prietaisų parinkimą ir priskyrimą atlieka plėtros skyriai:
- Matavimo priemonių pasirinkimo parametrų, atliekant laboratorinius tyrimus, pagamintos produkcijos kokybės kontrolę, jau pagamintų gaminių, jos komponentų ir medžiagų eksploatavimą, reglamentuojanti dokumentacija.
- Technologiniai gaminių standartizavimo procesai, jo sudedamųjų dalių ir medžiagų matavimas.
- Matavimo prietaisų ir įrangos priežiūros projektai.
Matavimo priemonių ir metodų pasirinkimą pagal turimus pradinius duomenis atlieka kvalifikuoti darbuotojai. Jie turėtų būti gerai susipažinę su fizinių matavimų pagrindais, registravimo būdais irmatavimo rezultatų ir paklaidų panaudojimas, taip pat metrologinių parametrų standartizavimo ir prietaisų paklaidų iš jų skaičiavimo principai.
Specialūs darbuotojai, atsakingi už matavimo priemones, yra paskirti atlikti matavimus gamybos proceso metu.
Apibendrinant galima teigti, kad teisingas matavimo priemonių pasirinkimas iš šiandien turimo asortimento yra raktas į efektyvią gamybą ir sumažinant gaminių su trūkumais skaičių.
