Méréstechnika 5. Galla Jánosné 2014

Átírás

1 Méréstechnika 5. Galla Jánosné 014

2

3 A mérési hiba (error) a mérendő mennyiség értékének és a mérendő mennyiség referencia értékének különbsége: ahol: H i = x i x ref H i - a mérési hiba; x i - a mért érték; x ref - a referencia érték. Jellegük szerint a hibák lehetnek durva, rendszeres és véletlen hibák. A mérési hibák eredetük szerint lehetnek: a modellalkotás hibája (a mérés egyenlete a mérés matematikai modellje elméleti fogalom, a mérendő mennyiség alakja ettől mindig eltér vagy nem megfelelően választott a modell), a mérési eljárás (fizikai elv és módszer), a mérés kivitelezése (mód, mérőeszköz, mérő személy) és a mérési adatok feldolgozásának hibái lehetnek a hiba forrásai. a mérési hiba és a mérési bizonytalanság nem azonos fogalom

4 Emelőkarok hibái a szinuszos mechanizmus hibája (a) a tangens mechanizmus hibája (b)

5 Irányváltási hiba fogaskerékhajtás játékából (foghézag) vagy az anya menetes orsó közötti hézagból származik A hiba kiküszöbölhető, ha úgy mérünk, hogy a tapintó mindig ugyanabban az irányban mozdul el.

6 . A mérési hibák eredete Lineáris vezetékek hibái okozta eltérések Elbillent állvány A készüléknél az Abbe-féle komparátor elv nem érvényesül. a keletkező hiba nagysága: h = a. tg Elgörbült szárú tolómérce

7 Lineáris vezetékek hibáinak csökkentése Magasságmérők egyre stabilabb vezetékekkel

8 Vezetékek hibái Az etalon alakeltérése teljes mértékben, mint 1. rendű hiba a mérési eredményben jelen van. A mérőtapintó eltérése csak másodrendű hibát okoz Alakellenőrzés egyenességvizsgáló készülék

9 A síklapok, asztalok, felfekvő felületek alakeltérése h = D D = 1/4 D ( [rad]) h = L L = 1/ L ( [rad]) Ferde mérőasztal hatása Nagypontosságú vastagságmérés

10 A nem megfelelő pozícionálás, hibás helyzet a) ábra: h = l / b) ábra: h = D D = D /4 Ferdén befogott tapintó hatása

11 A mérőfelületek párhuzamossági, ferdeségi hibái Amennyiben a párhuzamos felületű munkadarabot nem merőleges felületek között mérjük, akkor a keletkező hiba 1. rendű

12 A mérőfelületek párhuzamossági, ferdeségi hibái Forgó mérőcsapnál a keletkező hiba 1. rendű ha a forgó csap szögeltérése a merőlegestől () nagyobb, mint az állócsap ferdeségi szöge (α), akkor x = dα + ½ x r α. Fordított esetben (ha α > ), a x = d + ½ x r α. [szögek rad.-ban] Álló mérőcsapnál az egyenesbe vezetett csap mindig azonos helyzetben van a mikrométerorsó forgatása közben. A jelentkező eltérés értéke: x = ½ x r α, a hiba. rendű

13 A mérőfelületek párhuzamossági, ferdeségi hibái A munkadarab M mérete helyett kisebb értéket, M -t olvasunk le a mérőeszközről, mert a mozgó mérőfelület a játék és a mérőerő következtében elfordul. A hiba nagysága: h = M M = x tgα x α(rad), a hiba 1.rendű. Mérőfelületek párhuamosságának vizsgálata

14 A surlódás és játék okozta hibák Példák a vezeték játéka okozta hibákra Csapágyjáték okozta hiba Csap és furat köralakhibái

15 Zérus hiba (nulla-hiba) A mérőfelületeket nullára állítva a skála nullától eltérő értéket mutat. Oka: kopott mérőfelületek, a mutató vagy a skála eltolódása A hiba értékét figyelembe lehet venni rendszeres hibaként, a leolvasott érték korrigálható, esetleges után-állítással ki lehet küszöbölni. Digitális kijelzésű mérőeszközök nullázhatók a mérési tartomány bármely helyén. Saját súly, mérőerő, szorítóerő által okozott alakváltozások A mérőnyomás hatása: a tárgyon, illetve a mérőeszközön rugalmas hosszúságváltozást, behajlást, elcsavarodást hoz létre, az érintkező felületeken rugalmas alakváltozást okoz. A hosszváltozás a Hooke-törvényt követi a rugalmassági határig: F a mérőnyomás (terhelőerő), [N], l mérőeszköz, illetve tárgy hossza, [mm], E rugalmassági modulus, [N/mm ] A keresztmetszet [mm ].

16 Saját súly, mérőerő, szorítóerő által okozott alakváltozások Példák a mérőerő hatására bekövetkező alakváltozásokra Deformáció gömb és sík között Az alakváltozás mértéke: R a mérőcsap végződés sugara, [mm] F - mérőerő [N], k a mérőcsap anyagától függő együttható (acélnál k = 1).

17 Saját súly, mérőerő, szorítóerő által okozott alakváltozások Alkalmazás A mérőléc osztásai a semleges szálban helyezkednek el A mérőléc osztásai a felső felületen találhatók, vagy hosszú méretű mérőhasáboknál Vonalzók, melyek teljes hosszára szükség van (pl.egyenesség-etalonok) A vonalzó két feltámasztási pontja közötti rész szükséges, Bessel-pontok Minimális hosszváltozás a = 0,. L a = 0,11. L a = 0,3. L a = 0,39. L Vázlat a = 0,031 L /9 L hosszúság két oldalon szimmetrikusan a szélétől

18 Parallaxis hiba a skála és a mutató nincs egy síkban, vagy a skála és a nóniusz nem esik egy síkba.

19 Osztásos mércék leolvasási pontatlanságai A méret megtestesítése: a vonaljelölések távolsága A vizuális leolvasás bizonytalansága szabad szemmel 5 cm távolságból nézve: ± 75 µm ± 6 µm. ± 0 µm

20 Mérési hibák pontatlan beállítás miatt Az x-y irányban elmozduló mérőasztalra helyezett munkadarabnál: a munkadarab mérendő mérete (koordináta rendszere) a lehető legpontosabban párhuzamos legyen az asztal x-y koordináta irányával. A beállítás történhet: a munkadarab elfordításával mechanikus mozgatással (a tárgyasztal elfordításával), kiértékelő szoftverrel ellátott mérőgépnél a számítógépes kiértékelés során koordináta transzformációval. Hőmérsékletkülönbség, hőtágulás okozta hiba A mérés eredményét 0 0 C hőmérsékletű munkadarabra kell vonatkoztatni, 101,34 kpa légköri nyomáson és 60%-os relatív páratartalmú környezeten. Rezgés okozta hiba Amikor a mérőgép folyamatosan szolgáltat mért értéket (pl. körkörösségmérő gép vagy felületi érdesség mérő készülék, koordinátamérő gép) a mérőgépet érő rezgések (pl. lépések, erős hanghatás, jármű, szerszámgép közelsége, stb.) mérési hibát okozhatnak. (lágy rugózás, aktív rezgéscsillapító, az épület legmélyebb pontján )

21 Szögek mérése

22 Csoportosítás: - állandó mértékű szögmérők Szögek mérése - változtatható mértékű szögmérők Állandó mértékű szögmérők Egy-egy meghatározott értékű szöget testesítenek meg. Szögmérő hasábok (szögmérték) A szögmérő hasábok jellemzői (kivitel, anyag, készlet, stb.) a mérőhasábokkal megegyező. A szögek összeadásával és kivonásával is összeállítható szögméret. Szögmérő lapok Háromszög vagy paralelogramma alakú mérőlapok. Készletben forgalmazzák. Derékszögek Felhasználható: ellenőrzésre, beállításra, előrajzolásra. Fajtái: sima acél derékszög, illetve talpas derékszög, vagy ellenőrző henger (pontosan megmunkált felületű tömör acélhenger)

23 Szögek mérése Változtatható mértékű szögmérők Mechanikai szögmérő (nóniuszos, optikai, mérőórás leolvasású) 3

24 Szögek mérése Mechanikai szögmérő Segédosztás Főosztás

25 Szögek mérése A mérés bizonytalanságának okai lehetnek a) a középpontok nem esnek egybe b) a szögszárak nem fedik egymást sin sin x R kis szögeknél arc sin x arc sin R arcsin ' x R =180 0 nál a hiba a legnagyobb arc max x R sin arc i R i R i D 5

26 Változtatható mértékű szögmérők Libellás szögmérők Kis szögek mérése Szögek mérése Vezetékek, tengelyek, mérőasztalok, mérőgépek vízszintesbe állításához használhatók a szintezők.

27 Szinuszvonalzó Szögek mérése Szögek közvetett mérése Szinuszvonalzó hibája sin M L sin cos M M L L Tangensvonalzó hibája A D d B D d M D d D d D d M D d M cos sin

28 8 Kúpos csapok mérése M A A / tg 1 cos 1 D A cos D D A d cos D 1 A cos D D A d sin 1 D M sin D D M h 1 sin 1 D sin D D h Szögek mérése