|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
|
|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Задача 9. Определение доверительных границ для истинных значенийСтр 1 из 17Следующая ⇒
Величин...............................................75 Задача 10. Статистическая обработка результатов измерений..............85 Задача 11. Расчет погрешности определения зольности угля радиационным прибором по ГОСТ 11055–78..............89 Задача 12. Определение предела прочности горной породы Задача 13. Выбор измерительных средств для контроля размеров.......99 Рекомендуемая литература ………………………...... ……………..102 Приложение А. Поля допусков валов и отверстий по ГОСТ 25347–82*. 105 Приложение Б. Размеры среднего и внутреннего диаметров метрической резьбы ……… …………………….112 Приложение В. Отклонения метрических резьб с зазором по ГОСТ 16093–2004.......................113 Приложение Г. Нормы точности зубчатых колес и передач. ……… …116 Приложение Д. Размеры и нормы точности подшипников качения..... 123 ПРЕДИСЛОВИЕ Дисциплины «Метрология, стандартизация и сертификация», «Метрология, стандартизация и сертификация в горном деле», «Метрология, стандартизация», Метрология, квалиметрия и сертификация» относятся к циклу общепрофессиональных дисциплин технических специальностей. Они имеют ряд общих разделов (метрология, стандартизация, взаимозаменяемость, технические измерения, сертификация), а отличаются друг от друга разным распределением объемов между разделами. Первая часть методических указаний содержит 15 разделов, каждый из которых включает в себя учебную программу, краткие методические указания по данному разделу и перечень вопросов для самопроверки. Во второй части приведены задания для решения задач и методические указания по их выполнению. Контрольные задания для разных специальностей сформированы в соответствии с учебными программами; контрольная работа включает письменные ответы на два вопроса для самопроверки и решение 6 задач. Первая группа заданий Для специальностей: 151900.62 – Технология машиностроения (КТБЗ); 130100.65 - Самолёто- и вертолётостроение (СМЗ, СМЗУ); 162300.62 - Техническая эксплуатация летательных аппаратов и двигателей (ЭЛБЗ); 150700.62 - Оборудование и технология сварочного производства (МТБЗ, МТБЗС); 190600.62 - Автомобили и автомобильное хозяйство (ЭТБЗ, ЭТБЗС); 190600.62 - Автомобильный сервис (ЭТБЗ); 190100.62 - Подъемно-транспортные, строительные, дорожные машины и оборудование (НКБЗ, НКБЗС) – необходимо ответить на теоретические вопросы, которые даны в табл. 1, и решить задачи 1, 2, 3, 4, 5, 6. Вторая группа заданий Для специальностей: 150400.62 - Металлургия цветных, редких и благородных металлов (МЦБЗ); 190700.62 - Организация перевозок и управление в единой транспортной системе (ТТБЗ); 260100.62 - Технология бродильных производств и виноделие (ТПБЗ); 260100.62 - Технология хлеба, кондитерских и макаронных изделий (ТПБЗ); 220700.62 – Автоматизированное управление жизненным циклом продукции (АТБЗ); 230100.62 – Автоматизированные системы обработки информации и управления (ИТБЗ); 230100.62 – Вычислительные машины, комплексы, системы и сети (ИТБЗ); 280700.62 – Безопасность жизнедеятельности в техносфере (ТББЗ) – необходимо ответить на теоретические вопросы, которые даны в табл. 2, и решить задачи 5, 6, 7, 8, 9, 10. Третья группа заданий Для специальностей: 130101.65 - Геологическая съемка, поиски и разведка месторождений твердых полезных ископаемых (ПГ); 131000.62 – Бурение нефтяных и газовых скважин (НДБЗ, НДБЗС, НДБЗУ); 130400.65 - Маркшейдерское дело (ГДЗ); 130400.65 - Подземная разработка рудных месторождений (ГДЗ); 130400.65 - Открытые горные работы (ГДЗ); 131102.65 – Технология и техника разведки месторождений полезных ископаемых (ТГЗУ) – необходимо ответить на теоретические вопросы, которые даны в табл. 3, и решить задачи 6, 7, 8, 11, 12, 13. Таблица 1
Таблица 2
Таблица 3
Варианты заданий по теоретическим вопросам соответствуют последней цифре шифра зачетной книжки студента. Номера вопросов в указанных разделах соответствуют предпоследней цифре шифра. Например, для шифра 52 первой группы заданий теоретическими вопросами являются: 1. Модификация метода сравнения с мерой. 2. Стандартные условные обозначения допусков формы и расположения поверхностей деталей. В задачах вариант соответствует двум последним цифрам шифра. Если две последние цифры больше количества вариантов в задании Стандартизация в области метрологии 1.1. Метрология - наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности. Законодательная метрология, ее международные, государственные и ведомственные организации, их задачи по совершенствованию средств и методов измерений. 1.2. Метрологическая служба РФ, ее структура и основные задачи. Государственная система обеспечения единства измерений - ГСИ и ее основополагающие стандарты. Ведомственная метрологическая служба, ее структура и основные задачи. [26, 27, 29, 32]. В современном производстве невозможно обойтись без методов и средств обеспечения их единства и способов достижения требуемой точности. Измерение - это сравнение измеряемой величины с известной при помощи специальных технических средств, имеющих нормированные метрологические характеристики. Под единством измерений понимают такое состояние измерений, при котором их результаты выражены в узаконенных единицах и погрешности измерений известны с заданной вероятностью. В настоящее время необходим высокий уровень метрологического обеспечения производства, под которым понимают установление и применение научных, организационных и правовых основ, технических средств, правил и норм, необходимых для достижения единства и требуемой точности измерений. Будущему инженеру следует ознакомиться с историей развития метрологии, знать о вкладе отечественных ученых в развитие этой науки, изучить основные задачи метрологии, усвоить, насколько важную роль играют метрология и измерительная техника в выбранных специальностях. Необходимо знать, что правовой основой метрологического обеспечения является законодательная метрология, которая регламентирует соблюдение основных метрологических требований и норм в законодательном порядке. Законодательная метрология - это раздел метрологии, включающий комплексы взаимосвязанных и взаимообусловленных общих правил, требований и норм, а также другие вопросы, нуждающиеся в регламентации и контроле со стороны государства, направленные на обеспечение единства измерений и единообразие средств измерений. Комплекс взаимосвязанных правил, положений, требований и норм, соблюдение которых необходимо для достижения единства и требуемой точности измерений, установлен стандартами ГСИ. Основными правовыми актами по метрологии в РФ являются Закон РФ «Об обеспечениии единства измерений» от 27.04.93, № 4871-1 в редакции 2003 г.; РМГ 29–99. Метрология. Термины и определения; МИ* 2247-93 ГСИ. Метрология. Основные термины и определения и др. Задачи ведомственных (отраслевых) служб стандартизации в области метрологии следует изучать по материалам, приведенным в [26, 27, 29, 32]. Темы теоретических вопросов 1. Задачи метрологической службы РФ. 2. Основные задачи метрологии. 3. Международные метрологические организации. 4. Технологические и организационные основы метрологического обеспечения. 5. Роль метрологии в научно-техническом прогрессе. 6. Роль метрологии и измерительной техники в современном производстве. 7. История развития метрологии, вклад в ее развитие отечественных 8. Направления развития и перспективы дальнейшего развития 9. Метрологический контроль и надзор. 10. Примеры нормативных документов по метрологии. Основы метрологии 2.1. Физические величины. Международная система единиц СИ. Основные, дополнительные и производные единицы СИ. Внесистемные единицы. Образование кратных и дольных единиц. Независимость законов материального мира от выбора системы единиц. 2.2. Шкалы измерений: шкала наименований; шкала порядка; шкала интервалов; шкала отношений; абсолютные шкалы. 2.3. Международная система единиц физических величин. [26, 27, 29, 32]. Размерность измеряемой величины является качественной ее характеристикой и обозначается символом dim, происходящим от слова dimension. Размерность основных физических величин обозначается соответствующими заглавными буквами. Например, для длины, массы и времени dim l = L; dim m = M; dim t = T. Например, если скорость определять по формуле V = l/t, то dim V = dim l/dim t = L/Т = LТ-1. Если по второму закону Ньютона сила F = m× а, где а = V/ t - ускорение тела, то dim F = dim m × dim а = МL/Т2 = MТ-2. Таким образом, всегда можно выразить размерность производной физической величины через размерности основных физических величин с помощью степенного одночлена: dim Q = LaMbTg …, где L, М, Т, ... - размерности соответствующих основных физических величин; a, b, g, … - показатели размерности. Каждый из показателей размерности может быть положительным или отрицательным, целым или дробным числом, нулем. Если все показатели размерности равны нулю, то такая величина называется безразмерной. 2.4. Международная система единиц физических величин. Основные единицы системы SI по ГОСТ 8.417–2002 приведены в табл. 4. Таблица 4 Основные единицы системы SI
В качестве эталона единицы длины утверждён метр, который равен длине пути, проходимого светом в вакууме за 1/299.792.458 долю секунды. Эталон единицы массы - килограмм - представляет собой цилиндр из сплава платины (90 %) и иридия (10 %), у которого диаметр и высота примерно одинаковы (около 30 мм). За единицу времени принята секунда, равная 9.192.631.770 периодам излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133. Эталоном единицы силы тока принят ампер - сила неизменяющегося во времени электрического тока, который, протекая в вакууме по двум параллельным прямолинейным проводникам бесконечной длины и ничтожно малой площади круглого поперечного сечения, расположенным один от другого на расстоянии 1 м, создаёт на каждом участке проводника длиной 1 м силу взаимодействия 2× 10-7 Н. Единицей термодинамической температуры является кельвин, сос-тавляющий 1/273, 16 часть термодинамической температуры тройной точки воды. За эталон количества вещества принят моль - количество вещества системы, содержащей столько же структурных элементов частиц, сколько атомов содержится в 12 г углерода-12 (1 моль углерода имеет массу 2 г, Эталон единицы света – кандела – представляет собой силу света в заданном направлении источника, испускающего монохроматическое излучение частотой 540× 1012 Гц, энергетическая сила света которого в этом направлении составляет 1/683 Вт/ср. Плоский угол измеряется в радианах (рад), размерность которого равна m× m-1 = 1. Радиан является производной единицей. Он равен углу между двумя радиусами окружности, дуга между которыми по длине равна радиусу. Телесный угол измеряется в стерадианах (ср) с размерностью По ГОСТ 8.417–2002, кроме основных единиц физических величин, предусмотрены: · производные единицы СИ, образованные по правилам образования когерентных производных единиц (когерентная - производная единица, связанная с другими единицами, в которой числовой коэффициент принят равным 1), например, площадь – L2, скорость LM-1; · производные единицы СИ, имеющие специальные названия и обозначения, например, сила – LMT-2 – ньютон (Н), мощность – L2 MT-3 – ватт (Вт); · производные единицы СИ, наименования и обозначения которых образованы с использованием специальных наименований и обозначений, например, момент силы - L2 MT-2 – ньютон-метр (Н× м). Темы теоретических вопросов 1. Физические величины и их свойства. 2. Измеряемые и оцениваемые физические величины. 3. Шкалы измерений. 4. Размерность измеряемой величины. 5. Международная система единиц. 6. Принципы построения система единиц ФВ. 7. Основные единицы системы СИ. 8. Производные единицы системы СИ. 9. Кратные и дольные единицы системы СИ. 10. Единство измерений. Виды и методы измерений 3.1. Виды измерений: прямые, косвенные, совместные, совокупные. Методы измерений. Метод непосредственной оценки. Методы сравнения (уравновешивания): дифференциальный, нулевой, замещения, совпадений. 3.2. Погрешности измерений. Истинное и действительное значения измеряемой величины. Абсолютная и относительная погрешности. Систематические погрешности. Причины их возникновения, методы обнаружения и исключения. Случайные погрешности, промахи, грубые погрешности. Причины появления случайных погрешностей. Вероятностные оценки значения случайных погрешностей. Обработка результатов ряда равноточных наблюдений. Среднее арифметическое значение измеряемой величины. Среднее квадратичное отклонение среднего арифметического значения. Доверительный интервал и доверительная вероятность. Нахождение доверительного интервала при большом и малом числе наблюдений при заданной доверительной вероятности. Способы выражения точности измерений и формы представления результатов измерений. Методические и инструментальные погрешности. Статические и динамические погрешности. [26, 27, 29, 32]. Современная метрология занимается преимущественно физическими величинами, под которыми понимается свойство, общее в качественном отношении многим объектам. В количественном отношении эта величина индивидуальна для каждого объекта. Качественная характеристика всего многообразия физических объектов в соответствии с международной системой единиц (СИ) может быть определена достаточно малым числом основных понятий: длина, масса, время, сила электрического тока, термодинамическая температура, количество вещества и сила света. Совокупность этих понятий и их наименования (метр, килограмм, секунда и т. п.) образуют основные единицы СИ. Для характеристики других физических объектов, например, площади, силы, энергии используются производные единицы СИ. При работе с объектами, имеющими сравнительно малое значение, применяются дольные единицы (например, сантиметр, миллиграмм) либо кратные [26, 27, 29]. Определить количественную характеристику физической величины (в дальнейшем просто величины) означает произвести измерение. Существуют различные методы измерений [27]: непосредственной оценки, сравнения с мерой, замещения и т. д. В частности, метод непосредственной оценки - это метод измерения, при котором значение величины определяют по отчетному устройству измерительного прибора. Другие методы описаны в [27, 29]. Другими характеристиками измерений являются их виды [27, 29]: прямые, косвенные, совокупные и совместные. Например, под прямыми измерениями понимают такие, при которых искомое значение величины находят из опытных данных (температуру - термометром, электрическое напряжение - вольтметром и т. д.). Другие виды измерений объяснены в [27]. Выбор метода и вида измерений определяется требуемой точностью измерений, условиями проведения измерений и другими факторами. При расчете погрешности физической величины следует учитывать объект измерения, окружающую среду, методические погрешности, погрешности средств измерений и т. д. Для оценки действительного значения величины используются абсолютные и относительные погрешности. Результаты измерений содержат систематические и случайные погрешности. Основными причинами систематических погрешностей являются инструментальные и методические погрешности. Они могут быть выявлены и устранены или уменьшены. Для повышения достоверности действительного значения величины проводятся многократные измерения, что позволяет объективно оценить случайную составляющую погрешности измерений. Первичной оценкой номинального значения измеряемой величины являются, как правило, среднее арифметическое значение измеряемой величины и среднее квадратическое отклонение (СКО). Они зависят от количества измерений. Поэтому вводится понятие доверительных интервалов с доверительной вероятностью. Эти понятия взаимосвязаны. Доверительные интервалы устанавливаются по СКО с учетом количества измерений и доверительной вероятности. Последняя характеризует относительное число попаданий измеряемой величины в доверительный интервал. При написании полученной при измерениях физической величины должна быть указана и погрешность ее измерения. Темы теоретических вопросов 1. Виды измерений и методы измерений. 2. Точность и достоверность измерений. 3. Правильность, сходимость и воспроизводимость измерений. 4. Метод непосредственной оценки и метод сравнения с мерой; их преимущества и недостатки. 5. Модификации метода сравнения с мерой. 6. Погрешности измерений. 7. Виды систематических погрешностей и способы их устранения. 8. Случайные погрешности и законы их распределения. 9. Обработка результатов измерений. Доверительный интервал. 10. Нормальный закон распределения вероятностей. Правило трех сигм. Средства измерений 4.1. Средства измерений и их классификация. Эталоны. Передача размеров единиц от эталонов к рабочим средствам измерений. Поверочные схемы. Поверка и калибровка средств измерений. Погрешности средств измерения: абсолютная, относительная и приведенная. Классы точности. 4.2. Меры. Измерительные приборы. Измерительные преобразователи. Измерительные установки и системы [26, 27, 29, 32]. Средства измерения подразделяются на образцовые и рабочие [26, 27, 29, 35]. Образцовые предназначены для передачи единицы физической величины другим средствам измерений, рабочие – для технических Сущность разделения средств измерений на образцовые и рабочие состоит не в конструкции и не в точности, а в их назначении. В поверочных схемах оговариваются порядок и методика передачи единиц измерения в зависимости от метрологических характеристик средств измерения. Поверочная схема может быть: государственной, ведомственной, локальной. Государственная устанавливает передачу информации о размере единицы в масштабах страны; возглавляется государственными или специальными эталонами. Ведомственная поверочная схема уточняет требования государственной схемы применительно к специфике данного ведомства; возглавляется рабочими эталонами или исходными образцовыми средствами. Локальная поверочная схема уточняет требования государственной схемы применительно к условиям предприятия; возглавляется исходным образцовым средством. Эталон - это техническое устройство, обеспечивающее воспроизведение и (или) хранение единицы физической величины с целью передачи ее размера рабочему средству измерения. Эталоны единиц классифицируют по ряду признаков. Например, по точности воспроизведения единиц и подчиненности различаются первичные (исходные) и вторичные эталоны. К вторичным относятся эталоны-копии, эталоны сравнения и рабочие Поверкой называется проверка соответствия метрологических характеристик нормам и установление на этой основе пригодности средств измерений к применению. Контроль средств измерения на предмет их пригодности к применению осуществляется двумя основными видами: поверкой и калибровкой. Калибровка средства измерения - это совокупность операций, выполняемых калибровочной лабораторией для определения и подтверждения действительных значений метрологических характеристик и (или) пригодности средства измерений к применению в сферах, не подлежащих государственному метрологическому контролю в соответствии с установленными требованиями. Поверка обязательна для средств измерений, применяемых в сферах, подлежащих государственному метрологическому контролю (ГМК) и надзору, калибровка же - процедура добровольная, поскольку относится к средствам измерения, не подлежащим ГМК. Средства измерения по функциональному назначению делят на меры, измерительные преобразователи, измерительные приборы, измерительные системы и измерительные установки. Характеристики свойств средств измерений, оказывающих влияние на результаты измерений и их точность, называются метрологическими характеристиками. К метрологическим характеристикам относятся: цена деления шкалы, пределы измерений, диапазон показаний, диапазон измерений, чувствительность измерительного устройства и погрешности средств измерения. Различают абсолютную, относительную и приведенную погрешности. Обобщенной метрологической характеристикой средства измерения является класс точности, определяемый пределами допускаемых погрешностей, влияющими на точность результатов измерения По зависимости от измеряемой величины погрешности средства измерений разделяют на аддитивные и мультипликативные. Аддитивные (суммируемые) погрешности не зависят от измеряемой величины. Мультипликативные (умножаемые) погрешности изменяются пропорционально измеряемой величине. Могут быть составляющие, имеющие более сложную зависимость от измеряемой величины, например, так называемые погрешности от нелинейности статической характеристики преобразователя. На практике часто возникает задача определения результирующей (суммарной) погрешности по известным значениям составляющих этой погрешности. Результирующую погрешность определяют по правилу суммирования случайных величин. Это правило основано на известных положениях теории вероятности. Темы теоретических вопросов 1. Метрологические характеристики средств измерений. 2. Эталоны. Разновидности. 3. Классификация рабочих средств измерений по точности. 4. Поверка и калибровка средств измерений. 5. Поверочные схемы. 6. Классификация средств измерений по функциональному назначению. 7. Погрешности средств измерения. 8. Классы точности приборов. Назначение и обозначение. 9. Аддитивные и мультипликативные погрешности средств измерений. 10. Суммирование погрешностей измерения. Основы стандартизации 5.1. Сущность стандартизации и ее задачи. Основополагающие документы по стандартизации. Развитие и состояние стандартизации в РФ. 5.2. Государственная система стандартизации. Ведомственная служба стандартизации. Государственный контроль и ведомственный надзор за введением и соблюдением стандартов. Категории и виды стандартов. Научно-технические принципы стандартизации. Комплексная и опережающая стандартизация. Ряды предпочтительных чисел. 5.3. Международная стандартизация. Международные организации по стандартизации. 5.4. Методические основы стандартизации. Система предпочтительных чисел. Принципы стандартизации. Методы стандартизации. Унификация, систематизация, типизация, агрегатирование. Комплексная стандартизация. Опережающая стандартизация. 5.5. Межотраслевые системы государственных стандартов (ЕСКД, ЕСТД, ЕСТПП и т. д.). Единая система конструкторской документации (ЕСКД). Назначение и выполняемые функции. Классификация стандартов, входящих в ЕСКД. Виды изделий. Виды конструкторских документов. Стадии разработки. Эксплуатационные и ремонтные документы (ГОСТ 2.601-2006 – ГОСТ 2.605–68*, ГОСТ 2.608-78*, ГОСТ 2.610-2006). Основные требования к графическим и текстовым документам. [26, 27, 29, 32]. Под стандартизацией понимается плановая деятельность по установлению обязательных правил, норм, требований, выполнение которых обеспечивает экономически оптимальное качество продукции, повышение производительности труда и эффективности использования материальных ценностей при соблюдении требований безопасности. Нормативно-технический документ по стандартизации, устанавливающий комплекс норм, правил, требований к объекту стандартизации и утвержденный компетентным на то органом, является стандартом. Государственная система стандартизации (ГСС) устанавливает порядок проведения работ по стандартизации в РФ. ГСС базируется на основных принципах: оптимальности, динамизма, системности. Созданы службы стандартизации в отраслях народного хозяйства и на предприятиях. Целесообразность разработки каждого стандарта обосновывается потребностями промышленности и ожидаемым техническим и экономическим эффектом. В нашей стране руководство деятельностью ведомственных (отраслевых) служб стандартизации и стандартизацией в государственном масштабе осуществляет Ростехрегулирование. В области международной стандартизации работают различные международные и региональные организации; наиболее представительной является Международная организация по стандартизации (ИСО). Ее высшим органом является Генеральная Ассамблея. Органами ИСО являются комитеты совета, технические комитеты и центральный секретариат. Являясь одной из важнейших категорий стандартизации, взаимозаменяемость предлагает комплекс научно-технических исходных положений, выполнение которых от проектирования до эксплуатации и ремонта обеспечивает взаимозаменяемость на уровне деталей, сборочных единиц и механизмов. Взаимозаменяемость может быть: геометрической и функциональной, полной и неполной, внутренней и внешней. Уровень взаимозаменяемости производства характеризуется отношением трудоемкости изготовления взаимозаменяемых деталей и частей к общей трудоемкости изготовления изделия. Наибольшее распространение в мировой практике получила геометрическая взаимозаменяемость. В стандартах это нашло отражение в виде общих норм, распространяющихся на все отрасли в машиностроении. Основой для их разработки служат стандарты на ряды предпочтительных чисел и ряды нормальных линейных размеров. Единая система допусков и порядок для гладких цилиндрических и плоских соединений (ЕСДП), а также ряды отклонений и допусков для гладких и плоских соединений предусмотрены ГОСТ 25346-89. Поля допусков и рекомендуемые посадки регламентируются ГОСТ 25348-82*, 25347-82* и 25349-89. Своеобразной формой комплексной стандартизации является стандартизация межотраслевых систем. Разработаны такие крупные межотраслевые системы, как единая система конструкторской документации (ЕСКД), единая система технологической документации (ЕСТД), единая система технологической подготовки и производства (ЕСТПП) и др. ЕСКД - комплекс государственных стандартов, устанавливающих взаимосвязанные правила и положения по порядку разработки, оформления и обращения конструкторской документации. Стандарты на конструкторскую документацию включают общие положения, классификацию и обозначение изделий в конструкторских документах и общие правила выполнения эксплутационной и ремонтной документации. Темы теоретических вопросов 1. Основные задачи государственной системы стандартизации РФ. Объекты стандартизации. 2. Категории и виды стандартов. 3. Стандартизация технической документации. Основные положения о комплексных межотраслевых системах стандартов (ЕСКД, ЕСТД, ЕСТПП и др). 4. Научно-технические принципы стандартизации. 5. Органы и службы стандартизации РФ, отраслей народного хозяйства, организаций и учреждений. 6. Комплексная и опережающая стандартизации. 7. Виды стандартов ЕСКД. 8. Построение рядов предпочтительных чисел. 9. Методы стандартизации. 10. Унификация, типизация, агрегатирование. Популярное:
|
Последнее изменение этой страницы: 2016-04-10; Просмотров: 1540; Нарушение авторского права страницы