1.6.3.2. Выбор измерительных средств для других параметров Выбор измерительного средства определяется допуском на измерение, который зависит от допуска па контролируемый параметр. При отсутствии рекомендаций в НТД допуск на измерение принимают
где T — допуск на контролируемый параметр.
Например, для измерения отклонений формы и расположения допустимую абсолютную погрешность измерения искомого средства измерения определяют по выражению
| где | δизм— абсолютная погрешность измерения точности формы или расположения, которая не должны быть больше 0,33 Тф (здесь Тф — заданный допуск формы или расположения);
Δ — абсолютные погрешности n звеньев измерительного канала.
|
Приведенная погрешность средства измерения определяется как
где XN — нормирующий параметр, в качестве которого может служить диапазон измерений выбранного средства измерения.
Пример. Выбрать средство измерений для контроля отклонения от круглости вала ∅86h9(-0,087) с допуском круглости 0,025 мм. Измеряемую деталь 6 (рис. 3.8) устанавливают в призму 2 с углом раскрытия Α и ощупывают наконечником измерительной головки 3, закрепленной в стойке 4, в направлении биссектрисы угла призмы. Измерительной головкой 5, тип которой необходимо выбрать, фиксируют максимальное изменение показаний ΔA за один оборот контролируемой детали 6. При этом отклонение от круглости определяют как Δkp = ΔA/Fn, где Fn — коэффициент, зависящий от количества неровностей на периметре контролируемой детали и угла раскрытия призмы (Fn величина табулированная).
Рис. 3.8. Схема к выбору средства измерения для контроля круглости
Суммарная погрешность измерения отклонения от круглости в данной схеме не должна превышать
По формуле (3.15) допустимая погрешность прибора
| где |
Δшт — погрешность штатива 4 (для штативов с магнитным основанием типа ШМ-1 допустимый прогиб не превышает 2 мкм);
Δприз — погрешность призмы 2 (для призм класса 0 типа Ш-1 погрешность от непараллельности призменных выемок боковым граням не превышает 4 мкм);
Δпл —
погрешность поверочной плиты 1(допуск плоскостности поверочной плиты класса 0 составляет 6 мкм).
|
Таким образом, для регистрации допуска круглости, равного 25 мкм, должно быть выбрано измерительное средство, имеющее погрешность не более 3,5 мкм. Такими средствами могут быть головки рычажно-зубчатые типа 1ИТ с ценой деления 0,001 и 0,002 мм и пределом измерения ?0,050 мм с настройкой по концевым мерам длины. Предельная погрешность измерения рычажно-зубчатыми головками .для диапазона размером 80-120 мм не превышает 2,5 мкм,
Исходными данными для выбора средств теплофизических измерений являются указанные в конструкторской (технологической) документации наименьшие и наибольшие размеры физической величины или допуск (например, задание условий: «температура стенки может изменяться в диапазоне от +400 до +800°С или «давление в трубопроводе не должно превышать 15+0,2 МПа»).
Допуск относительно номинального размера может располагаться односторонне, симметрично и асимметрично. Его расположение относительно номинального размера на выбор СИ не влияет. Действительные размеры измеряемой величины могут изменяться по различному закону.
В соответствии с исходными данными определяют допускаемые знания основной абсолютной, относительной или приведенной погрешностей средства измерения (или измерительной системы); назначают требования к габаритным размерам, массе, соединительным элементам, особенностям конструкции данного средства измерения; рассчитывают значения нижнего и верхнего пределов (диапазона) рабочей шкалы средства измерений.
ПРИМЕЧАНИЕ
Основной называют погрешность средства измерения, используемого в нормальных условиях. Приведенной погрешностью измерительного прибора называют отношение абсолютной погрешности к нормирующему значению γ = (Δ/XN)100, где в качестве XN может быть выбран предел или диапазон измерения, длина шкалы. Относительная погрешность прибора определяется зависимостью δ = (Δ / Xδ)100, где Xδ — действительное значение измеряемой величины.
Допуск на измерение необходимо принимать по формуле (3.14).
Нижний предел рабочей части шкалы (диапазона) средства измерения (измерительной системы)
Hди < Пmin — σизм
| где |
Hди — значение нижнего предела рабочей части шкалы (диапазона);
Hmin — наименьшее значение измеряемой величины.
|
Верхний предел рабочей части величины
Bди < Пmax + σизм
где Пmax — наибольшее предельное значение измеряемой величины.
Выбор пределов (Hди и Bди) рабочей части шкалы средства измерения вызван необходимостью исключить возможное внесение в результаты измерения ошибок в случае, когда истинные значения измеряемой величины близки к граничным значениям рабочей части шкалы.
Предварительный выбор средства измерения производят по расчетным значениям допустимой погрешности измерения σизм, относительной δ и основной приведенной γ погрешностей прибора, а окончательный — с учетом области значений влияющих величин, габаритных размеров, массы, стоимости, особенностей эксплуатации, электромагнитной совместимости с окружающей средой и др.
Для проведения измерений в условиях, когда значения влияющих величин отличаются от установленных в нормативных документах па средства измерения конкретного вида, необходимо нормировать функции влияния, то есть указывать зависимости показаний средств измерений от влияющих параметров и на основе этого вносить поправки в показания средства измерения или применять корректирующие устройства.
Примеры выбора средств изменений
Пример 1. Определить верхний предел измерения и основную приведенную погрешность датчика для измерения тяги газотурбинного двигателя (ГТД) Р=(1,6?0,1)кН.
Решение. Наибольшая и наименьшая предельные тяги Рmax = 1,6 + 0,1 = 1,7 кН; Pmin = 1,6 — 0,1 — 1,5 кН; допуск Т = 1,7 — 1,5 = 0,2 кН; основная допустимая абсолютная погрешность датчика (допуск на измерение) δизм — 0,33T = 0,33 ? 0,2 = = 0,066 кH; нижний предел рабочей части шкалы Hди < 1,5 — 0,066 = 1,434 кН; верхний предел рабочей части шкалы Bди > 1,7 + 0,066 = 1,766 кН.
Выбираем датчик усилий с верхним пределом измерения Bди = 2 кН.
Нормирующее значение для определения основной приведенной погрешности датчика принимаем XN = 2,0 кH
Определяем предел допускаемой основной приведенной погрешности датчика γ = (0,066/2)100 = ±3,3%, Ближайшим меньшим значением этой погрешности по отношению к найденному является γ = 2%.
Пример 2.
Определить основную приведенную погрешность и пределы измерения виброакселерометра для измерения виброускорения a = 50 + 2 м/с².
Решение. Наибольшее предельное значение виброускорения amax = 50 + 2 = 52 м/с2; наименьшее его значение amin — 50 — 2 = 48 м/с² допуск Т = 52 — 48 = 4 м/с²; основная допустимая абсолютная погрешность виброакселерометра (допуск на измерение) σ = 0,ЗЗT = 0,33 × 4 = 1,32 м/с² нижний предел рабочей части шкалы Hди < 48 — 1,32 — 46,68 м/с² верхний предел Bди > 52 + 1,32 = 53,32 м/с².
В соответствии с данными по Hди и Bди выбираем виброакселерометр с верхним пределом измерения 100 м/с².
Основная приведенная погрешность этого прибора 
Измерительный преобразователь прибора для измерения ускорения ударного импульса должен выбираться с учетом соотношения ƒp ≥ 20/τμ, где ƒp — указанная в паспорте на прибор резонансная частота измерительного преобразователя, Гц; τμ — длительность измеряемого ударного импульса, с.
Пример 3. Определить пределы измерения и класс точности вольтметра для из?мерения напряжения питания бортовой сети самолета V = 27 + 2,7 В.
Решение. Наибольшее предельное напряжение Vmax = 27 + 2,7 = 29,7 В; наименьшее Vmin = 27 — 2,7 = 24,3 В; допуск Т = 29,7 — 24,3 = 5,4 В; основная допустимая абсолютная погрешность вольтметра (допуск на измерение) δизм = 0,33T = 0,33 × 5,4 = 1,78 В; нижний предел рабочей части шкалы Hди < 24,3 — 1,78 — 22,52 В; верхний предел Bди > 27,9 + 1,78 = 31,48 В.
В соответствии с данными по Hди и Bдии выбираем вольтметр с верхним пределом измерения 40 В.
Основная приведенная погрешность этого прибора Основная приведенная погрешность этого прибора 
Найденному значению у соответствует класс точности 5.
|
