Погрешность измерений при помощи штангенинструментов.



Погрешности линейных измерений

Как и при измерениях любыми инструментами, штангенинструментом можно измерить линейные размеры детали с некоторой предельной степенью точности, которая зависит не только от качества и точности изготовления измерительного средства, но и от некоторых других факторов.

Погрешностью средств измерений называется отклонение его показания (выходного сигнала) от воздействующей на его вход измеряемой величины (входного сигнала).

Погрешности, возникающие в процессе измерений, можно разделить на систематические и случайные.
Кроме этого, в процессе измерения могут появиться грубые (очень большие) погрешности, а также могут быть допущены промахи.

К систематическим погрешностям относят составляющую погрешности измерений, которая остается постоянной или закономерно изменяется при повторных измерениях одной и той же величины.
Как правило, систематические погрешности могут быть в большинстве случаев изучены и учтены до начала измерений, а результат измерения может быть уточнен за счет внесения поправок, если их числовые значения определены, или за счет использования таких способов измерений, которые дают возможность исключить влияние систематических погрешностей без их определения.

К случайным погрешностям измерения относят составляющие погрешности измерений, которые изменяются случайным образом при повторных измерениях одной и той же величины.
Эти погрешности, в отличие от систематических, нельзя предвидеть заранее, поскольку их появление носит случайный характер.

Основными причинами грубых погрешностей и промахов могут являться ошибки экспериментатора, резкое и неожиданное изменение условий измерения, неисправность прибора и т. п.

Суммарная погрешность измерения с помощью штангенинструментов состоит из следующих составляющих:

• погрешность Δ1,возникающая от ошибок нанесения штрихов шкалы на штанге и на нониусе.
  Это систематическая погрешность, но она не известна и не может быть учтена и компенсирована, поэтому ее учитываю как случайную;
• погрешность Δ2, возникающая из-за нарушения принципа Аббе. Это случайная погрешность первого порядка, зависящая от длины губок, зазоров в направляющей ползуна и усилия прижима губки к измеряемой детали;

Эрнст Аббе (1840-1905) — немецкий физик-оптик. Является автором теории микроскопа, конструктор многих оптических приборов. Руководитель оптических заводов К. Цейса в Йене.

Принцип Аббе (компараторный принцип, принцип последовательного расположения) заключается в следующем: линия измерения должна являться продолжением линии рабочих (снимающих размер) элементов измерительного прибора, т. е. необходимо, чтобы ось шкалы прибора располагалась на одной прямой с контролируемым размером проверяемой детали.

В случае расположения измерителя и измеряемого предмета не на одной прямой при измерении возникает ошибка первого порядка, величина которой будет тем больше, чем больше при одних и тех же условиях было расстояние между предметом и измерителем.
При уменьшении этого расстояния уменьшается и возможная ошибка, которая сделается равной нулю, когда измеряемый предмет и измеритель, с которыми производится сравнение, будут расположены на одной прямой.
Это положение было впервые высказано Э. Аббе в 1890 г. на съезде в Бремене. Оно легло в основу устройства ряда измерительных приборов, сконструированных фирмой К. Цейса в Йене и получило название принцип Аббе.

Если этот принцип не выдерживается, то перекос и не параллельность направляющих измерительного прибора вызывают значительные погрешности измерения.

При соблюдении принципа Аббе погрешностями, вызываемыми перекосами, можно пренебречь, так как они являются ошибками второго порядка малости.

• погрешность Δ3, возникающая из-за ошибок отсчета по штриховой шкале и нониусу. Это случайная погрешность;
• погрешность Δ4, возникающая из-за неодинакового усилия прижима губки к измеряемой детали. Это случайная погрешность, возникающая из-за деформации контролируемой поверхности измерительными губками;
• погрешность Δ5,возникающая из-за отклонений температуры изделия и штангенинструмента от нормальной температуры. В процессе измерения штангенинструмент, а иногда и контролируемую деталь держат в руках. Поэтому температура измеряемой детали и штангенинструмента переменная, что вызывает случайную погрешность;
• погрешность Δ6, возникающая от перекосов губок штангенинструмента относительно измеряемой детали.

***



Суммарная погрешность определяется суммой квадратов всех перечисленных погрешностей:

ΔΣ = ±2σ = √(∆1² + ∆2² + ∆3² + ∆4² + ∆5² + ∆6²).

У электронного штангенциркуля дополнительно возникает погрешность Δ7 из-за ошибок инкрементного емкостного преобразователя, но зато отсутствует погрешность штриховых шкал Δ1 и отсчета по ним Δ3.
Таким образом, погрешность электронного штангенциркуля может быть определена по формуле:

ΔΣ = ±2σ = √(∆2² + ∆4² + ∆5² + ∆6² + ∆7²).

Из этих формул видно, что основные и наиболее значимые составляющие погрешности механического и электронного штангенинструмента – погрешности, обусловленные нарушением принципа Аббе (перекосами инструмента при измерениях) и отклонением температуры. Поэтому наличие инкрементного преобразователя и цифрового отсчета не повышает точность электронного штангенинструмента, несмотря на меньшую дискретность отсчета (0,01 мм) и более удобное считывание показаний.

Фирмы-изготовители часто приводят эмпирические формулы для расчета погрешности измерения собственных инструментов.
Так, фирма «Tesa» (Швейцария) приводит следующие формулы для ориентировочного расчета предельно допустимой погрешности измерения штангенциркулем:
— с нониусом или циферблатом с ценой деления нониуса 0,1 или 0,05 мм: Δlim = (20 + ℓ/10 мм) мкм;
— для штангенциркулей с ценой деления нониуса 0,02 мм: Δlim = (22 + ℓ/50 мм) мкм.

Однако во всех случаях практически предельно допустимая погрешность измерения штангенинструментов будет более

50 мкм.

Штангенциркули, штангенглубиномеры и штангенрейсмасы так же, как и другие средства измере-ния, подлежат обязательной поверке и калибровке. Поверку и калибровку штангенинструментов проводят в соответствии с ГОСТ 8.113-85.

Поверку погрешностей показаний штангенинструментов производят с помощью концевых мер длины в нескольких точках диапазона измерений.
При поверке губки штангенинструмента должны быть перпендикулярны широким нерабочим плоскостям мер.
Поверка показаний производится при свободной и закрепленной рамке для двух положений блока мер на ближнем и дальнем расстоянии от штанги.
Губки штангенинструмента должны прижиматься к мерам с усилием, обеспечивающим нормальное скольжение по рабочим поверхностям мер.

***

Допуски, посадки, квалитеты



Главная страница

• Страничка абитуриента

Дистанционное образование

• Группа ТО-81
• Группа М-81
• Группа ТО-71
  

Специальности

• Ветеринария
• Механизация сельского хозяйства
• Коммерция
• Техническое обслуживание и ремонт автотранспорта

Учебные дисциплины

• Инженерная графика
• МДК. 01.01. «Устройство автомобилей»
•    Карта раздела
•       Общее устройство автомобиля
•       Автомобильный двигатель
•       Трансмиссия автомобиля
•       Рулевое управление
•       Тормозная система
•       Подвеска
•       Колеса
•       Кузов
•       Электрооборудование автомобиля
•       Основы теории автомобиля
•       Основы технической диагностики
• Основы гидравлики и теплотехники
• Метрология и стандартизация
• Сельскохозяйственные машины
• Основы агрономии
• Перевозка опасных грузов
• Материаловедение
• Менеджмент
• Техническая механика
• Советы дипломнику

Олимпиады и тесты

• «Инженерная графика»
• «Техническая механика»
• «Двигатель и его системы»
• «Шасси автомобиля»
• «Электрооборудование автомобиля»

АТЛАС ИНВЕСТ — контрольно-измерительные инструменты и приборы, метрологическая оценка средств измерений.

Комплексные решения для Вас : большой ассортимент средств измерений, быстрая обработка заказов и низкие цены. Мы гарантируем качество и точность, а также оперативную поставку измерительных инструментов и приборов, произведем метрологическую оценку (поверка, калибровка и т.п.) Ваших средств измерений.
«Точные измерения — это фундамент, на котором строится вся наша технологическая цивилизация.» (с) ChatGPTBot

Новое на сайте

Доставка товаров

Если Вы хотите приобрести у нас товары с доставкой, Вам необходимо сообщить об этом при заказе продукции, затем заполнить, подписать и передать нам любым удобным для Вас способом Заявку на доставку с указанием адреса и контактных данных. Доставка …

подробнее

Микрометр гладки МК с ценой деления 0,01 мм

Производятся предприятиями КНР, имеют аналогичную конструкцию и назначение с российскими , и изготавливаются в соответствии со стандартом КНР GB/T 1216-2004. Для удобства пользователя в наименовании марки или типоразмера мы применяем по аналогии с . ..

подробнее

Нивелир оптический ATLAS KL20, ATLAS KL24, ATLAS KL28, ATLAS KL32

• производитель: ATLAS

Если Вы хотите купить недорогой и надежный оптический нивелир, то нивелиры серии ATLAS KL — это наилучший выбор Нивелиры ATLAS KL предназначены для измерения превышений методом геометрического нивелирования при нивелировании III и IV классов, а …

подробнее

Штангенглубиномеры ШГ-160, ШГ-200, ШГ-250, ШГ-315, ШГ-400

• производитель: КРИН

Штангенглубиномеры предназначены для измерения глубин. Штангенглубиномер состоит из рамки с закаленной измерительной поверхностью и штанги с измерительной поверхностью, оснащенной твердым сплавом. Рамка штангенглубиномера снабжена нониусом. Штанга …

подробнее

Штангенциркуль ШЦ-II 250 0.05, ШЦ-II 300 0.05

• производитель: ATLAS

Штангенциркули ШЦ-II с диапазонами измерений 0…250 мм и 0…300 мм, с ценой деления 0,05 мм производства КНР. Штангенциркули ШЦ-II 250 0,05 и ШЦ-II 300 0,05 в основном соответствуют ГОСТ 166-89, изготовлены из углеродистой стали. Штангенциркули …

подробнее

Динамометр электронный растяжения АЦД/1Р

Электронные динамометры растяжения АЦД/1Р предназначены для измерения усилий на растяжение и используются в испытательных лабораториях и на производственных участках. Электронные динамометры в процессе работы могут использоваться отдельно, как …

подробнее

Наши новости

Поверка манометров

Уважаемые коллеги! Метрологическая лаборатория ОДО «АТЛАС ИНВЕСТ» расширила область аккредитации на поверку СИ. Мы рады предложить Вам услуги по поверке манометров показывающих, напоромеров, мановакуумметров на самых выгодных условиях! В случае

подробнее

Метрологический сервис

Уважаемые коллеги, напоминаем, работает сервис по оказанию метрологических услуг. Вы можете заказать поверку или калибровку самых различных СИ, при этом Вам предлагается удобный и простой сервис: Вы можете отследить исполнение Вашей заявки на

подробнее

Подтверждена квалификация метрологической лаборатории

Метрологическая лаборатория ОДО «АТЛАС ИНВЕСТ» приняла успешное участие в программах проверки квалификации поверочных и калибровочных лабораторий , или иначе говоря, в процедуре межлабораторных сличений результатов поверки и калибровки установочных

подробнее

Метрологическая лаборатория подтвердила квалификацию в поверке манометров

Метрологическая лаборатория ОДО «АТЛАС ИНВЕСТ» приняла успешное участие в программе проверки квалификации «Поверка манометров», провайдером выступил РУП БелГИМ. Проведенные сличения подтвердили квалификацию и уровень нашей

подробнее

Режим работы ОДО «АТЛАС ИНВЕСТ» 29.12.22 и 30.12.22

Уважаемые коллеги! 29.12.22 мы работаем до 14-30. 30.12.22 компания не работает. 03.01.2023 мы работаем в обычном режиме.

подробнее

Режим работы 31.12.2021

Уважаемые коллеги! Сердечно поздравляем Вас с наступающим Новым Годом и желаем в будущем году всем нам удачи! 31.12.2021 мы не работаем, 03.01.2021 работаем в обычном

подробнее

Переход на новый стандарт ГОСТ ISO/IEC 17025-2019

Метрологическая лаборатория ОДО «АТЛАС ИНВЕСТ» осуществила переход на новый стандарт ГОСТ ISO/IEC

подробнее

Режим работы 23.09.2020 до 15-00!

Уважаемые коллеги! 23.09.2020 мы работаем до 15-00. Приносим извинения за доставленные

подробнее

Услуги по организации поверки и калибровки.

«Одно окно» — быстро и удобно

Мы рады сообщить о запуске новой услуги — организации поверки, калибровки и аттестации различных измерительных приборов и инструментов, средств контроля. Нередко организации имеют обширную номенклатуру СИ, которая требует проведения поверок или

подробнее

Теперь мы в соцсетях

Следуя за временем, теперь мы так же представлены и в социальных сетях, где будем публиковать последние новости, интересные или полезные фотографии и информацию, специальные предложения, акции и т.д. Подписывайтесь, вступайте в наши группы в

подробнее

Продлена аккредитация Метрологической лаборатории ОДО «АТЛАС ИНВЕСТ»

В ноябре 2017 года Метрологическая лаборатория ОДО «АТЛАС ИНВЕСТ» прошла процедуру проверки соответствия требованиям Национальной системы аккредитации Республики Беларусь, и аккредитована на соответствие СТБ 941.3-93 и СТБ ИСО/МЭК 17025-2007. Выданы

подробнее

Межлабораторные сличения пройдены успешно

Метрологическая лаборатория ОДО «АТЛАС ИНВЕСТ» успешно приняла участие в программе проверки квалификации поверочных лабораторий , или иначе говоря, в процедуре межлабораторных сличений результатов поверки нутромера. Результат признан

подробнее

Типы ошибок штангенциркуля (нониус, циферблат и цифровая модель)

Существует множество причин ошибок, которые могут возникнуть при использовании штангенциркуля, будь то нониус, циферблат и цифровая модель. Источники погрешности могут быть вызваны неисправностями прибора, человеческим фактором в методе расчета, факторами окружающей среды и т. д. Эти погрешности, кроме того, могут негативно повлиять на результаты измерений; хотя некоторые ошибки все еще находятся в пределах допуска.

Поэтому знание всех ошибок важно для окончательного контроля над ними. Несколько ошибок в штангенциркуле обсуждаются ниже:

1. Ошибка параллакса  

Ошибка параллакса возникает в моделях с нониусом и циферблатом. Пожалуй, это самые ошибки, которые случаются в штангенциркуле.

Ошибка параллакса, как следует из названия, возникает, когда глаза не параллельны маркировке устройства по прямой линии. Другими словами, это происходит, когда объект рассматривается под углом. По этой причине измерительная градуировка отображается в другом положении, чем ее фактическое положение.

Решение:

Ошибку параллакса можно исправить/контролировать, улучшив метод/технику проведения измерений. Или просто вы можете изменить свой нониус или модель циферблата на цифровую.

2. Ошибка Аббе

В отличие от микрометров, которые не подвержены ошибкам Аббе, штангенциркуль подвержен этой ошибке. Хуже того, ошибки Аббе могут возникать с любым типом штангенциркуля. Причина этой ошибки заключается в том, что суппорты не соответствуют правилу выравнивания Аббе.

В отличие от ошибки параллакса, ошибка Аббе возникает не из-за выравнивания угла обзора, как ошибка параллакса, а из-за выравнивания оси станка .

Расстояние между осью инструмента и осью, вдоль которой измеряется объект, называется смещением Аббе. Теперь, если расстояние по шкале не будет соответствовать расстоянию вдоль предмета, перенесенного в перпендикулярном направлении, то это вызовет ошибку измерения. Эту ошибку можно измерить, взяв тангенс угловой ошибки, умноженный на смещение Аббе.

Решение:

Ошибку Аббе можно контролировать, осторожно помещая объект между губками штангенциркуля. Важно не использовать кончик штангенциркуля для твердых предметов. Кроме того, чрезмерное усилие, прилагаемое к твердым твердым предметам, также может сломать челюсти и вызвать смещение. Кроме того, к этой ошибке может привести любой изгиб или неровность корпуса нониуса. Таким образом, настоятельно рекомендуется не использовать штангенциркуль для каких-либо прочных работ, таких как молоток и т. д.

3. Ошибка из-за низкого заряда батареи

Эта ошибка связана с цифровым штангенциркулем. Когда у цифровых штангенциркулей разряжена батарея, цифры на экране начинают мигать и теряют контрастность из-за снижения напряжения. Это может привести к выполнению пользователем неправильных измерений из-за несовершенного отображения. Кроме того, низкая мощность также может отображать неправильное число на ЖК-дисплее.

Решение:

Если вы предпочитаете пользоваться цифровым штангенциркулем, всегда имейте запас батареи. Рекомендуется менять батареи, когда начинает появляться признак низкого заряда батареи, чтобы избежать необнаруженных ошибок. На рынке представлены различные цифровые штангенциркули, и они поставляются с разными моделями аккумуляторов. Итак, вы должны знать, какой тип батареи вы используете.

Важно хранить штангенциркуль, вынув батарейки, если вы уверены, что не будете использовать его в течение нескольких месяцев. Это не только экономит энергию, но и помогает предотвратить ржавчину между контактами аккумулятора и штангенциркулем, а также утечку.

4. Случайная ошибка

Случайная ошибка связана с проблемой точности определенного измерительного прибора. Эта ошибка представляет собой отклонение показаний одного и того же объекта от истинных показаний.

Отклонение от истинного показания по величине (маленькая или большая) и направлению (положительное или отрицательное).

Случайная ошибка может быть связана с ошибкой параллакса, вызывающей противоречивые показания. Условия окружающей среды также могут регистрировать эту ошибку, поскольку разные материалы по-разному реагируют на температуру и другие условия. Чрезвычайная чувствительность измерительного прибора также может решить эту проблему случайной ошибки, поскольку небольшие изменения могут изменить показания.

Решение:

Эти источники ошибок трудно устранить, но есть решение.

Из-за изменчивости данных случайную ошибку можно устранить, если провести несколько измерений одной и той же величины, а затем взять среднее значение.

Проще говоря, вы должны использовать цифровой штангенциркуль с функцией передачи данных (беспроводной или проводной) на внешнее устройство, такое как планшет, компьютер и т. д. Используя этот цифровой штангенциркуль, вы можете выполнять повторяемые измерения, легко записывать эти показания в электронной таблице, а затем вычислить среднее значение. Чем больше данных вы берете, чтобы найти среднее значение, тем точнее оно соответствует истинному значению.

Цифровые штангенциркули с этой функцией доступны по доступным ценам, например iGaging 100-700-06-I и Vinca DCLA-0605.

Для контроля этой ошибки также рекомендуется проводить измерения в контролируемых условиях. Более того, поддержание хорошего метода также важно, чтобы не столкнуться с этой ошибкой.

5. Систематическая ошибка  

В отличие от случайной ошибки, вызывающей проблемы с точностью, систематическая ошибка связана с проблемой точности.

Постоянно отклоняет показания от истинного значения. Хотя оно содержит изменчивость, среднее значение показывает большое отклонение от истинного значения.

Систематическая ошибка делает невозможным получение правильного показания, так как влияет на все показания одинаковой величины и направления. К сожалению, его нельзя устранить путем нахождения среднего значения (усреднения). Это может быть вызвано неисправностью прибора или неправильным использованием метода измерения.

Систематическая ошибка может быть устранена только в том случае, если известна ее причина. Нулевая ошибка — это всего лишь вариант систематической ошибки.

Эта ошибка также может быть вызвана плохой калибровкой оборудования, фиксированными изменениями оборудования из-за изменений окружающей среды или неопытными пользователями. Поэтому важно быть уверенным в любой из вышеперечисленных причин, прежде чем исправлять их для получения точных показаний с помощью штангенциркуля.

6. Ошибка нуля  

Ошибка нуля возникает из-за того, что показания нуля нониуса и основной шкалы не совпадают, образуя выравнивание. Если измерение продолжится, оно будет генерировать вводящие в заблуждение показания.

Имеет два типа: положительная и отрицательная ошибка нуля. Положительная ошибка нуля возникает, когда нулевое показание верньерной шкалы останавливается после нулевого показания основной шкалы. Напротив, отрицательная ошибка нуля возникает, когда нулевое показание нониусной шкалы останавливается перед нулевым показанием основной шкалы.

Решение:

Рассчитайте ошибку нуля и найдите значение. Каждый раз, когда вы проводите измерения с помощью этого штангенциркуля, вы должны прибавлять или вычитать это нулевое значение ошибки.

7. Чрезмерное усилие  

Чрезмерное усилие на губках штангенциркуля приводит к ошибкам при проведении измерений. Всегда рекомендуется не прилагать чрезмерных усилий к челюстям и всегда осторожно помещать предмет между челюстями. Это становится еще более важным, когда имеешь дело с мягкими предметами, которые могут изменять свои размеры при приложении повышенного усилия.

Решение:

Как было сказано ранее, осторожно зажимайте предметы челюстями. Сжатие челюстей с приличной силой должно поддаваться тренировке. Еще один способ решить эту проблему — просто использовать штангенциркуль с малым усилием, такой как Mitutoyo 573-291-30.

8. Человеческие ошибки  

Такие ошибки, как ошибка параллакса, ошибочное представление числа и неправильные вычисления, считаются человеческими ошибками. В основном это связано с неопытностью пользователей штангенциркуля. Чрезмерное усилие измерения на губках штангенциркуля также является источником погрешности штангенциркуля.

Решение:

Поэтому для устранения этой ошибки очень важно правильно обучить пользователя перед использованием штангенциркуля.

9. Точность градуировки

Недорогой штангенциркуль может быть изготовлен по низкой цене. Градуировка может быть нанесена низкоточным лазерным травлением. Конечно, это также порождает вводящее в заблуждение чтение. Пластиковый суппорт может быть подвержен этой проблеме. Вероятность ошибки легко обнаружить, если вы проверите показания с помощью набора мерных блоков разной длины.

Совет

Необходимо всегда правильно ухаживать за суппортами. Вы должны следить за точностью штангенциркуля посредством регулярной калибровки. Не забывайте чистить до и после использования. Кроме того, измерения должны проводиться при контролируемой температуре и условиях. Кроме того, пользователь должен быть обучен правильным методам, чтобы избежать ненужных ошибок в измерениях.

Как обращаться с штангенциркулем и обслуживать его для предотвращения ошибок

Штангенциркули — это измерительные инструменты, необходимые для точного считывания показаний деталей машин или фитингов. Регулярный уход и техническое обслуживание очень важны для поддержания стабильности и функциональности штангенциркуля. Наряду с хранением его в правильно отведенном месте, необходимо выполнить несколько шагов по обслуживанию, чтобы ваш штангенциркуль не вышел из строя.


Смахните любую грязь щеткой

Оседание грязи или пыли на штангенциркуле или на поверхности изделия может привести к неточности измерения. Не рекомендуется использовать инструмент на грубых или загрязненных предметах. Это может привести к ошибкам измерений и производственным потерям.

Не сочетайте штангенциркуль с другими инструментами

Никогда не пытайтесь использовать штангенциркуль с тяжелыми инструментами, такими как напильники, режущие инструменты, сверла и молотки. Также избегайте размещения штангенциркуля на токарном станке, так как это может привести к трагической аварии в рабочем состоянии. Вслед за пульсацией токарного станка могут разорваться губки суппорта или он может упасть со станка.

Используйте по назначению

Штангенциркуль не может использоваться в качестве альтернативы другим инструментам. Поэтому не заставляйте его работать как весы или молоток. Его можно использовать только для целей измерения, и любое вмешательство может нарушить его работу.

Не подвергайте его воздействию перепадов температуры

Температура может иметь большое влияние на получаемые показания. Общая температура должна быть примерно около 20 ° C при измерении конкретного объекта. Материал может расширяться или сжиматься в зависимости от диапазона температур, и это может создавать разницу в несколько микрометров. И объект, и штангенциркуль должны иметь одинаковую температуру. В противном случае будет неточность из-за разных расширений измеряемого объекта и измерительного инструмента.

Воздействие длительного солнечного света может привести к тепловому расширению штангенциркуля, а размещение его рядом с высокотемпературными зонами, такими как электрические плиты, печи и теплопередающие устройства, также может привести к такому же повреждению.

Будьте осторожны с местом проведения измерений

При проведении технического обслуживания штангенциркуля убедитесь, что вы не размещаете его близко к области магнитного поля во избежание намагничивания любого рода.

Не пытайтесь ремонтировать самостоятельно

Некоторые из распространенных проблем, связанных с штангенциркулем, включают изгиб объекта, коррозию или неровную поверхность.