Hosszmérés finomtapintóval 2.

Átírás

1 Mechatroika, Optika és Gépészeti Iformatika Taszék kiadva: Hosszmérés fiomtapitóval. A mérések helyszíe: D. épület 53-as terem. Az aktuális mérési segédletek a MOGI Taszék holapjá érhetők el, a oldalo.. A mérés célja A mérés célja egy hegeres mukadarab átmérőjéek meghatározása agy potossággal, miközbe megismerkedhetük a külöbségi mérési módszerrel, és gyakorlatba is láthatjuk, hogya kell felíri egy mérési eredméyt, és hogya számolhatók ki az eredméy felírásához szükséges összetevők. A mérést követő számítások elvégzése utá tekitjük a mérést befejezettek... Elméleti háttér A külöbségi módszer gazdaságos megoldás a gépészeti méréstechikába is, ha pl. agyobb 0-00 mm közötti hosszméretet kell méri 0, µm-es felbotással. Azok a mérőeszközök, amelyek a fet jelzett mérési tartomáyba ilye felbotással mérek, redkívül költségesek. Ha viszot olya fiomtapitót alkalmazuk, amelyik ± mm mérési tartomáyú, de 0, µm felbotású, akkor egy referecia mérőhasáb készlet és egy masszív mérőállváy segítségével, és a külöbségi módszer alkalmazásával a feladat gazdaságosa megoldható. A módszert az egyszerűség kedvéért egy köye kezelhető mukadarab segítségével ismerhetjük meg. A vizsgált méret egy görgő átmérője lesz... A mérési feladat Egy hegeres mukadarab 0-6 mm-es (változó értékek) átmérőjét kell μm felbotással meghatározi. Először kegyeles mikrométerrel közelítőleg megállapítjuk a évleges méretet. Ezt követőe 0, μm-es felbotású fiomtapitó segítségével meghatározzuk a közelítő átmérőtől való eltérést. Azért va két mérésre szükség, mert a kegyeles mikrométer mérési potossága a feladathoz em elegedő, a fiomtapitó viszot csak kis kitérések mérésére alkalmas. A két mérés eredméyéből, és a évleges méretek megfelelő mérőhasáb kombiációval megkaphatjuk agy potossággal a mukadarab méretét. A mérés elvégzése utá pedig kiemelt hagsúlyt fektetük a mérés kiértékelésére, hogy mideki megismerhesse a hibaszámítás lépéseit is. A mukadarab méretéek megkövetelt potosságú meghatározásához a segédlet segítségével el kell végezük egy részletes hibaszámítást is. A korszerű adatfeldolgozó programok ezt a mukát ugyais elfedik a felhaszáló előtt.. Hosszmérés fiomtapitóval.

2 . A méréshez haszált eszközök A méréshez tehát kétféle műszer szükséges. Az első műszerrel a mukadarab méretéek durva, körülbelüli meghatározása törtéik. A második az előzőél jóval agyobb felbotású eszköz, amivel az etalotól (mérőhasáb kombiáció) való eltérést mérjük.. ábra: A mérőeszközök A -es mérés sorá haszált eszközök: fiomtapitó állváyal, hosszmérő műszer digitális kijelzővel, mérőhasáb készlet, mikrométer... A mikrométer A durva műszer jele esetbe egy mikrométer. Részletes leírását az -es mérés (Fiommechaikai alkatrész miősítése) segédletébe találja meg.. ábra: Mikrométer, a befogóba. Hosszmérés fiomtapitóval.

3 .. A fiomtapitó és a mérőhasáb készlet A külöbségmérés egy állváyba befogott fiomtapitóval törtéik, amelyek 0,000 mm a felbotása. Ilye kis méretekél (00 aométer) már a legkisebb szeyeződés is komoly eltérést okozhat az eredméybe, ezért a mérés sorá haszáljuk a cérakesztyűt! 3. ábra: Fiomtapitó egy mérőhasábo -fiomtapitó rögzítő fej, -mérőhasáb, 3-fiomtapitó, 4-forgató gomb a fiomtapitó oldásához/rögzítéséhez A mikrométerrel kapott előzetes eredméyhez egy vele közel azoos etalot kell találi. A mérés sorá az etalo szerepét a speciális mérőhasáb készletből összeállított eredő hasáb-kombiáció látja el. A hasábkészlet elemei agyo potosa, akár pár tíz aométer potossággal kimukált elemek, külö bizoyítváyal is redelkezek. Megfogásuk kizárólag cérakesztyűvel törtéje! Az etaloméretet próbáljuk meg a lehető legkevesebb hasábból összeállítai, ugyais a hasábok felületi hibái, mit érdesség, hullámosság stb. összeadódak, így több hasáb eseté a mérés potatlasága ő.. Hosszmérés fiomtapitóval 3.

4 4. ábra: A mérőhasáb készlet. Az etalo összeállítása utá a fiomtapitót a megfelelő pozícióba kell hozi és ott rögzítei. Erre az 5. ábrá látható állváy szolgál. A fiomtapitó egy hasított, alumíium hüvelybe va befogva, a szorító kötés oldása a baloldali kis forgatógomb tekerésével törtéik. A rögzítőfejek a kép jobb oldalá látható két szára em éri teljese körbe a függőleges orsót. A szárako átmeő meetes furatba egy meetes orsó található, amelyek egyik végé a jobboldali tekerőgomb va. Az orsó és furat közti csavarkötés mitegy ráfeszíti a két szárat az orsóra, kifejtve így a rögzítéshez szükséges erőt. A gomb tekerésével a kötés oldható, így a rögzítőfej mid függőlegese mozgatható, mid elcsavarható az orsó. 5.ábra: A pozicioálást és rögzítést végző állváy. A fiomtapitó által kiadott villamos jelet a kiértékelés utá a digitális kijelző jeleíti meg. Bekapcsolás utá a LOAD gombbal lehet idítai a műszert. Miutá a fiomtapitót az etalora helyeztük, a ZERO gombbal lehet ullázi. Nullázás utá az etalo hasábkombiáció helyére helyezzük be a mukadarabot. A kijelző a mért külöbséget jeleíti meg.. Hosszmérés fiomtapitóval 4.

5 6. ábra: Hosszmérő digitális kijelzővel 7. ábra: Mérőhasáb elhelyezése a tapitó alá 8. ábra: Nullázás bemutatása kerámia mérőhasábo. Hosszmérés fiomtapitóval 5.

6 9. ábra: Az elleőrzedő méret egy,6 mm-es fém mérőhasáb vastagsága 0. ábra: A kijelzett (mért) érték Az így előkészített műszerrel mérjük meg a mukadarab átmérőjét 0-szer, így kapuk egy adatsort ( i ). A mérést érdemes a mukadarab külöböző potjai végezi, a mérések között a mukadarabot kivei, forgati. Bár a mérőhasábok évleges mérete két agyságreddel potosabb a mukadarabál, természetese a hasábok is redelkezek gyártási hibával, melyet még potosabb méréssel törtéő kalibráció sorá (iterferometrikus mérőredszerrel) lehet megállapítai. Eze az egyedi, előjeles mérethibák a kalibrációs bizoyítváyba találhatók, és redszeres hibakét kezeledők. Ie kikeressük az egyes hasábok hibáit, összeadjuk és így kapjuk a dc értéket.. Hosszmérés fiomtapitóval 6.

7 3. A mérési feladat végrehajtása A mérőeszközökkel való megismerkedés utá határozza meg és rögzítse a jegyzőköyvbe azok mérési tartomáyát és osztását. A jegyzőköyvbe a mérőeszközökek beazoosíthatóak kell leiük, ezért tütesse fel a gyártót/típust és a mérőeszköz sorszámát is. Ez a mérés ismétlőképességéek fotos feltétele, és a szabváyok is előírják (EN, ISO). 3.. A mérés kivitelezése Először mérjük meg a csapágygörgő átmérőt mikrométer segítségével. Az így kapott értéket, ha a megkövetelt felbotás 0,0 mm lee, akár egy mérési eredméyek is tekitheték, azoba most em elégedük meg ezzel a potossággal. Nevezzük a mikrométerről leolvasott értéket évleges értékek és jelöljük -gal. Állítsuk össze a mérőhasábokból egy a évleges értéket közelítő etalo kombiációt, eek értéke legye M. A mérés külöbségi elve törtéik, ami azt jeleti, hogy a méredő meyiségek és egy azoos típusú, attól kismértékbe eltérő, ismertek tekitett meyiségek a külöbségét mérjük. Esetükbe a méredő meyiség a mukadarab átmérője, az ismert meyiség pedig a mérőhasáb-kombiáció (etalo) mérete. Az állváyba befogott fiomtapitót a kiválasztott etalo segítségével ullázi kell. A fiomtapitó agyo érzékey műszer, fokozott óvatossággal kezeljük! Az etalot =0 alkalommal, lehetőleg külöböző potoko kell megméri és a ullázáshoz képesti eltéréseket fel kell jegyezi: y i adatsor. Helyezzük be a fiomtapitó alá a mérőhasáb-kombiációt, ha szükséges, az állváyo található gyűrű segítségével feljebb vagy lejjebb emelhetjük a műszert. A fiomtapitó hegyéek ugyais képesek kell leie a mérőhasáb-kombiáció felső lapjához képest egy-két mm-t midkét iráyba elmozduli! A kijelző műszert a LOAD gombbal kapcsolhatjuk be, majd a mérőhasábok behelyezése utá a ZERO gombbal ullázuk. Ezzel beállítottuk az ismertek tekitett értéket a műszere. Nagyo fotos, hogy a mérés további részébe e ullázzuk többször, mert ezzel ullpot-hibát hozuk létre, és ezért helytele mérési eredméyt kapuk. A mukadarab és a mérőhasáb kombiáció mérése sorá kapott értékek átlagát a szokásos módo számíthatjuk: i i y y i i A (korrigált) tapasztalati szórások számítása: s s y i y y i i i. Hosszmérés fiomtapitóval 7.

8 A mérés sorá haszált fiomtapitó műszer bizoytalasága a műszerköyv szerit T 0,μm. A kijelző digitális, ezért számoli kell a leolvasásból származó bizoytalasággal, ami jó közelítéssel az osztás (LSB) harmada: M Az etalokét haszált mérőhasábok bizoytalasága Δ i elhayagolható, de a kalibrálási hőmérséklettől ( =0ºC ) eltérő hőmérséklete végrehajtott mérés eseté a hőtágulásból újabb bizoytalaság adódik ( ): U M t, ahol t t c hasáb mukadarab 6 μm,5 0 o Cmm Ezzel mid az eredő redszeres hiba, mid pedig az eredő bizoytalaság számításához szükséges adatok redelkezésre állak. 4. A mérés kiértékelése A mukadarab átmérőjéek értékét, a mérési eredméy általáos alakjára voatkozó legújabb ISO ajálás szerit, B típusú becsléssel, a kiterjesztett mérési bizoytalaság segítségével adjuk meg. Lehetséges az eredméy megadása a régi útmutató, illetve a Halász Huba: Műszaki mérések című jegyzet 5.5. fejezetébe leírtak alapjá is, de megjegyezzük, hogy taulságosabb a korszerű, ISO ajálás formáját követi. Az eredméy alakja tehát: y H U Ahol U=k u(), azaz U az ISO ajálás szeriti kiterjesztett mérési bizoytalaság. A k faktor javasolt értéke kalibrációs laborokba végzett mukák esetébe k=, azaz a becslés ajálott megbízhatósági szitje P=95%. A képletbe u() két csoportból származik: A felhaszált műszerek szórás-szerű bizoytalaságaiból, valamit az eredméy egyeletbe (modellfüggvéybe) szereplő u. bemeő meyiségek mért adathalmazaiból számított, súlyozott szórások eredő értékéből. u () k u müsz s i,i m j j Ha ugyais valamely mérési (vég)eredméy értékei egy f(, m ) eredméy egyelet, más éve modellfüggvéy segítségével számíthatóak, tehát az értékek csak közvetett méréssel határozhatóak meg, és a súlyfaktor értéke em egy, akkor az adott adathalmaz eredő tapasztalati szórása a közvetett mérésekre érvéyes módo számítható. A súlyfaktorokat az. Hosszmérés fiomtapitóval 8.

9 . Hosszmérés fiomtapitóval 9. eredméy egyelet parciális deriválása révé yerhetjük. Az általáos alak az A típusú eredő bizoytalaság meghatározására (tapasztalati szórások) a felső, míg a B típusú eredő bizoytalaság (felhaszált műszerek bizoytalaságai, leolvasási bizoytalaságok, etalook bizoytalaságai, stb.) számítására az alsó képlet alkalmazható. k k ered m m közv u f... u f u s f... s f s A. sz. mérés em tartalmaz olya közvetett mérést, amely esetébe -től eltérő súlyfaktort kellee alkalmazi. Az alábbi ábrá az eredméy egyeletbe szereplő tagok jeletését szemléltetjük:

10 Így tehát, a fetiek alapjá, az ISO által javasolt új szemlélet szerit, a. sz. mérés eredméyét az alábbi alakba célszerű megadi: y H U ( M a) e dc U ( M a) e dc u k k u... u s s T M a e T A képletbe k=, azaz a becslés megbízhatósági szitje P=95 %. Az u értékét a részbizoytalaságok égyzetösszegéből határozzuk meg. Az összefüggésbe továbbá: M a e dc i u T A várható érték legjobb becslése (mm) A mérőhasáb kombiáció évleges értéke (mm) A mukadarab mérése sorá, a mérőhasáb kombiációtól való eltérés átlagértéke (μm). Látható, hogy M és a együttese adják a mukadarab várható értékéek legjobb becslését. Ez a külöbségi mérés léyege. A mérőhasáb kombiáció mért eltérések átlagértéke (μm). Ezt tekithetjük a redszeres hiba várható értékéek. Valójába ez a ullpot eltolódás, hisze a mérőtapitót a mérőhasáb kombiáció ulláztuk ki. A k darab mérőhasáb egyedi (átlagos) mérethibáiból származó redszeres hiba A k darabból álló mérőhasáb kombiáció i-edik eleméek átlagos szóráségyzete (ha ismert az adatlap alapjá) A hőmérséklet eltérésből adódó bizoytalaság égyzete M A digitális kijelzés bizoytalaságáak égyzete (0,9 LSB, azaz a legkisebb kijelzett érték harmada) s a A mukadarab méréséek (korrigált) tapasztalati szóráségyzete s e A mérőhasáb kombiáció méréséek (korrigált) tapasztalati szóráségyzete T A MITUTOYO mérőredszer adatlapo megadott bizoytalaságáak égyzete A jegyzőköyvet a laborfoglalkozás végé a laborvezetőek adja át, miutá meggyőződött, hogy megfelel a jegyzőköyvvel szembe támasztott formai és tartalmi követelméyekek.. Hosszmérés fiomtapitóval 0.