Metrologia cw3ok.doc

1.    Wstęp teoretyczny.

Podczas ćwiczenia naszym zadaniem było sprawdzenie cech technicznych narzędzi pomiarowych do pomiaru długości, na przykładzie mikrometru po pewnym okresie eksploatacji. Główny nacisk został położony na wykrycie błędu wskazania, który jest różnicą między wartością wskazaną przez narzędzie a poprawną wartością wielkości mierzonej.

∆ = W – R

gdzie:

∆ - błąd wskazania,

W – wartość wskazana przez narzędzie,

R – wartość poprawna.

Po przeprowadzonym, przez prowadzącego, wstępie nasz zespół podzielił się na dwie podgrupy. Pierwsza grupa badała poprawność wskazań mikrometru (zakres mikrometru 0-25 mm) w porównaniu z wartościami stosów płytek wzorcowych. Druga sprawdzała nacisk pomiarowy oraz sztywność kabłąka mikrometru o zakresie 25-50 mm.

Zakres pomiarowy mikrometra nr 1: 0-25 [mm]

Zakres pomiarowy mikrometra nr 2: 25-50 [mm]

Dokładność mikrometru:  0,01 [mm]

Dokładność płytek wzorcowych: 0,001 [mm]

Dokładność czujnika zegarowego: 0,001 [mm]

2.    Przebieg ćwiczenia.

Pierwsza grupa badając poprawność wskazań mikrometru (zakres 0-25 mm) mierzyła płytki wzorcowe o następujących wymiarach: 2,5; 5,1; 7,7; 10,3; 12,9; 15; 17,6; 20; 22,8; 25. Każda płytka była mierzona 10 razy. Wyniki pomiarów zostały zapisane w arkuszu kalkulacyjnym, w którym został sporządzony wykres poprawności wskazań dla każdego punktu pomiarowego. Wszystkie pomiary są zamieszczone w tabeli nr 1.

Dla danego mikrometru została obliczona niedokładność graniczna czyli wartość bezwzględna błędu wskazania:

= 1,6481 [mm]

Zostały również obliczone:

·         Tolerancja Tf dla zakresu pomiarowego wrzeciona, która wynosi:

Tf= 0,207

·         Odchyłka fa dolnej granicy wskazań, która wynosi:

fa = 0,000

·         Odchyłka fT  położenia pola tolerancji, ktora wynosi:

fT = 0,000

Druga grupa zajęła się badaniem sztywności kowadełka mikrometru o zakresie 25-50 mm, które polegało na określeniu różnicy wskazań mikrometru nie obciążonego i obciążonego 5 kg odważnikiem (49,05N).

Wykonaliśmy po 3 pomiary:

Odkształcenie równe 0,01 mm.

Następnie zbadaliśmy nacisk pomiarowy mikrometru o zakresie 25-50 mm. Polegało to na tym, że w pierwszej fazie badania dokonaliśmy kalibracji przyrządu poprzez obciążenie dźwigni pomiarowej obciążnikiem o masie 0,2 kg i zapisaniem wskazania licznika    Q2=0,034 [mm]. Kolejno zamocowaliśmy mikrometr w pryzmie i obracaliśmy sprzęgiełko do pierwszego kliknięcia. Pomiar wykonaliśmy 3 razy:

Wartość średnia: 0,260 [mm]

Uzyskane wyniki podstawiamy do wzoru:

P=mg

P=15,004 [N]

3.    Wnioski.

Analizując wynik niedokładności granicznej dla mikrometru o zakresie 0-25 [mm], która wynosi 1,6481 [mm], stwierdzamy, że jest ona zawyżona, ponieważ został popełniony błąd podczas wpisywania wyników do tabeli. Dla tego samego mikrometru zostały obliczone i porównane z normą PN-72/M 53200:

·         Tolerancja Tf dla zakresu pomiarowego wrzeciona <=25 mm, która powinna wynosić do 0,003 mm, a w naszym przypadku wynosi 0,207, czyli nasz wynik nie mieści się w danym zakresie. Jest to prawdopodobnie spowodowane błędnym wpisem do arkusza kalkulacyjnego.

·         Odchyłka fa wskazań dla dolnej granicy zakresy pomiarowego, która powinna wynosić 0,002 mm, a w naszym przypadku wynosi 0,000, czyli zgodnie z normą.

·         Odchyłka fT położenia pola tolerancji, która powinna wynosić do 0,004 mm, a w naszym przypadku wynosi 0,000, czyli zgodnie z normą.

Dla mikrometru o zakresie 25-50 mm sprawdziliśmy nacisk pomiarowy i sztywność kabłąka. Porównując nasze wyniki z normą PN-82/M-53200 otrzymaliśmy następujące wnioski:

·         Zmiana wskazań na skutek ugięć kabłąka powinna być mniejsza niż 0,002 mm, a w naszym przypadku wynosi 0,01 mm, czyli niezgodnie z normą.

·         Nacisk pomiarowy powinien mieścić się w przedziale od 5 [N] do 10 [N], a naszym przypadku wynosi 15,004 [N], czyli niezgodnie z normą.

Biorąc pod uwagę wszystkie nasze badania jesteśmy zgodni w tym, że narzędzia pomiarowe powinny być kontrolowane przed oddaniem do użytku jak i okresowo w czasie eksploatacji tego narzędzia. Narzędzia wraz z czasem ich eksploatowania zużywają się i są mniej dokładne. Dlatego okresowe przeglądy tych urządzeń są konieczne w celu ich wyskalowania lub naprawy.