Izbor mjernih instrumenata: vrste, klasifikacija, metodologija i osnovna načela

Danas postoji veliki broj sredstava pomoću kojih možete izvršiti mjerenja različitih vrsta: linearna, težina, temperatura, snaga itd. d. Instrumenti se razlikuju u točnosti, princip rada, odredište, kao i cijena.

Da biste pravilno obavili potreban posao, trebali biste pažljivo pristupiti izboru mjernih instrumenata. Oni su pak također podijeljeni u nekoliko vrsta, ovisno o kriterijima koji se razmatraju.

Klasifikacija alata

Mjerni instrumenti su instrumenti i uređaji koji se koriste za mjerenje fizičkih veličina. Za svaku od njih utvrđene su pogreške navedene u regulatornim dokumentima i tehničkim propisima.

Mjerni instrumenti podijeljeni su u različite vrste prema sljedećim kriterijima:

• vrsta alata za rad;
• princip rada;
• usporedba s prihvaćenim mjerilom;
• mjeriteljska primjena.

Vrste alata

K najčešći vrste mjernih instrumenata uključuju dolje navedene.

Mjera-mjerni instrument koji se koristi za reprodukciju željene veličine dotične fizičke veličine. Na primjer, za reprodukciju potrebne mase koristi se kettlebell. Postoje jednoznačne i višeznačne mjere, a u nekim slučajevima i čitave trgovine mjera. Jednoznačna mjera potrebno za reprodukcije veličine samo jedne veličine. Višestruke mjere koriste se za određivanje nekoliko veličina fizičkih vrijednosti (na primjer, izbor mjernih instrumenata linearnih dimenzija, pomoću kojih možete saznati i centimetre i milimetre).

Mjerilo-mjere s vrlo visokom razinom točnosti. Koriste se za kontrolu ispravnosti mjernih instrumenata.

Mjerni pretvarač-mjerni instrument koji transformira signal mjernih informacija u drugi oblik. To je prikladnije za prijenos signala za naknadnu obradu i pohranu. Ali pretvoreni signal promatrač ne može percipirati bez upotrebe poseban alat. Za vizualizaciju signal se mora prenijeti na uređaj za prikaz. Stoga je pretvarač obično uključen u kompletan dizajn mjernog alata ili se primjenjuje zajedno s njim.

Mjerni instrument-sredstvo za mjerenje koje se koristi za generiranje signala u obliku koji je dostupan za naknadnu vizualizaciju promatrača. Postoje različite klasifikacije ovih uređaja ovisno o skupini čimbenika. Prema namjeni dijele se na univerzalne, posebne i kontrolne. Strukturni uređaj može biti mehanički, optički, električni i pneumatski. Prema stupnju automatizacije dijele se na mehanizirane, ručne uređaje, automatski i poluautomatski.

Mjerna jedinica je skup alata i pomoćnih elemenata kombiniranih za obavljanje određene funkcije. Svrha dijelova takve instalacije je razvoj informacijskih signala u obliku koji će promatraču biti prikladan za percepciju. U ovom je slučaju cijela mjerna jedinica obično stacionarna.

Mjerni sustav-skup instrumenata čiji su elementi povezani komunikacijskim kanalima smještenim unutar cijelog kontroliranog prostora. Njegova je svrha mjerenje jedne ili više fizičkih veličina koje su dostupne u proučavanom prostoru.

Kriteriji odabira

Prilikom odabira mjernih instrumenata, prije svega, potrebno je uzeti u obzir točnost koja će se morati postići tijekom izvođenja radova. Navedeno je u regulatornim dokumentima ili u tehničkoj dokumentaciji za dio.

Osim toga, pri odabiru mjernog alata treba uzeti u obzir granična odstupanja, kao i metode izvođenja radova i kako ih kontrolirati.

Glavno načelo odabira mjernih sredstava je usklađenost s njihovim postavljenim zahtjevima za dobivanje pouzdanih rezultata u skladu s točnošću navedenom propisima. Osim toga, važno je uzeti u obzir materijalne i vremenske troškove: oni bi, ako je moguće, trebali biti minimalni.

Izvorni podaci

Za pravi izbor mjerni uređaji moraju imati početne podatke za sljedeće točke:

• Nazivna težina mjerne vrijednosti;
• veličina razlike između najveće i najniže vrijednosti;
• informacije o postojećim uvjetima rada za mjerenje.

Ako je potrebno odabrati mjerni sustav uzimajući u obzir faktor točnosti, potrebno je izračunati pogrešku. Izračunava se kao zbroj pogrešaka svih mogućih izvora (mjerni uređaji, pretvarači vrijednosti, standardi) u skladu sa zakonima utvrđenim za svaki od izvora.

U prvoj fazi odabir mjernih instrumenata vrši se prema točnosti u skladu sa zahtjevima rada. Pri odabiru konačne verzije uzimaju se u obzir i sljedeći zahtjevi:

• Radno područje vrijednosti koje su potrebne u procesu rada.
• Dimenzije alata.
• Težina alata.
• Dizajnerske značajke mjernog instrumenta.

U mjeriteljstvu, izbor mjernih instrumenata prema kriteriju točnosti zahtijeva dostupnost sljedećih početnih podataka:

• sastav promjenjivih parametara alata;
• vrijednost tolerancije pogreške radnih alata, kao i dopuštene vrijednosti ukupne pogreške pri mjerenju parametara;
• dopuštene vrijednosti vjerojatnosti kvara za izmjerene parametre;
• pravila za raspodjelu odstupanja parametara od njihovih stvarnih vrijednosti.

Standardizirana mjerenja

Pri odabiru instrumenata obično se uzima u obzir prioritet standardiziranih sredstava za mjerenje. Standardizirani mjerni instrument je onaj koji je proizveden u skladu s propisima međunarodnog ili posebnog standarda za obavljanje dotične vrste posla.

U skladu s tim, uvjeti za odabir mjernih instrumenata ovise o specijalizaciji proizvodnje na kojoj se izvode radovi.

U proizvodnji masovnih proizvoda obično se koriste automatizirana moderna sredstva za mjerenje i kontrolu dizajnirana za visoku produktivnost. U serijskoj proizvodnji koriste se različiti predlošci i kontrolni uređaji pomoću kojih se izrađuju usporedbe. U pojedinačnoj proizvodnji provodi se izbor univerzalnih mjernih instrumenata pomoću kojih se mogu izvoditi različite vrste radova.

Uvjeti rada

Izbor mjernih i upravljačkih instrumenata vrši se na temelju tehničkih propisa za odabrane instrumente u uvjetima njihovog normalnog rada i uporabe.

Normalni uvjeti su takvi uvjeti, pod kojim vrijednosti vrijednosti čimbenika koji utječu na rezultat mogu se izostaviti zbog njihove malenosti. Opisani uvjeti obično su navedeni u uputama za mjerne instrumente ili se izračunavaju tijekom njihove kalibracije.

Treba razlikovati radne i granične uvjete mjerenja.

Radni uvjeti obično se smatraju uvjetima mjerenja pod kojima su vrijednosti vrijednosti utjecajnih čimbenika uključene u toleranciju radnih područja. U tom se slučaju radno područje naziva područje vrijednosti faktora utjecaja, unutar kojeg se dovodi do normalne postojeće pogreške ili se mijenjaju vrijednosti radnih alata.

Granični uvjeti obično se nazivaju maksimalne i minimalne vrijednosti stvarnih i utjecajnih vrijednosti koje mjerni instrument održava bez velikih razaranja i pogoršanja njegovih radnika svojstva i karakteristike.

Pri odabiru mjernih i upravljačkih instrumenata za njihovu upotrebu u radnim uvjetima treba uzeti u obzir odnos očitanja instrumenata i utjecajnih vrijednosti. Na temelju toga potrebno je unijeti korekcije u konačna očitanja mjernih instrumenata ili koristiti korektivne uređaje i uređaje.

Prema regulatornim dokumentima, izmjene i dopune određuju se mjeriteljskim karakteristikama normaliziranim za uvjete na radnom mjestu.

Namjena uređaja

Izbor mjernih instrumenata temelji se na proučavanju razlika između dva slučaja njihove uporabe:

• proizvod mjerenja parametara uređaja;
• kontrola nad mjerenjem parametara uređaja.

U prvom slučaju, tijekom rada potrebno je postići vrijednost manju od granice pogreške mjerenja. U drugom slučaju, uređaji se odabiru prema uvjetu da vjerojatnost mogućih pogrešaka parametra ne smije biti veća od dopuštenih vrijednosti.

Pogreške

Jedan od glavnih kriterija za odabir mjernih instrumenata u mjeriteljstvu je omjer vrijednosti granice dopuštene apsolutne pogreške ili pogreške (ocean) i polja tolerancije veličine koja se mjeri (e).

Omjer bi trebao odgovarati sljedećem izrazu:

0,333 D.

Granica dopuštene pogreške može se predstaviti u relativnim vrijednostima (relativna pogreška mjerenja). U tom bi slučaju trebao biti manji ili jednak 33,3 % ukupne vrijednosti polja tolerancije, osim ako postoje druga posebna ograničenja.

Pogreške mjerenja navedene u propisima su maksimalne dopuštene pogreške. Uključuju sve elemente rada koji mogu ovisiti o odabranim mjernim alatima, referentnim vrijednostima, temperaturnim promjenama itd. d.

Tehnika odabira

Metodologija mjernih instrumenata podijeljena je u tri vrste.

Približna tehnika široko se koristi u približnom odabiru mjernih uređaja, kao i u provođenju kontrole i ispitivanja u skladu s regulatornim, dizajnerskim i tehnološkim propisima. Da biste to učinili, izvršite sljedeće radnje:

1. Dopuštena veličina dijela određuje se prema GOST-u.
2. Izračunava se moguća pogreška mjerenja. Uzima se kao 25 % ukupne dopuštene veličine.
3. Izračunava se slučajni element moguće pogreške mjerenja, koji se može otkriti u gotovo svim vrstama mjerenja.
4. Prema referentnim tablicama odabire se mjerno sredstvo ovisno o vrsti dijela. Maksimalna moguća pogreška, koja je mjeriteljski pokazatelj bilo kojeg mjernog uređaja, ne smije prelaziti slučajni element moguće pogreške mjerenja.
5. Mjeriteljska tablica sadrži karakteristike odabranog uređaja za mjerenje.

Metoda izračuna koristi se pri odabiru uređaja za pojedinačnu i malu proizvodnju, mjerenju parametara uzorkovanja u statističkoj metodi kontrole, provođenju eksperimenata, kao i ponovnoj provjeri neispravnih dijelova. Uključuje sljedeće korake djelovanja:

1. Dopuštena veličina dijela određuje se prema GOST-u.
2. Izračunava se moguća pogreška mjerenja. U ovoj tehnici za izračun je potrebno koristiti tablicu omjera moguće pogreške mjerenja i tolerancije dijelova.
3. Izračunava se slučajni element moguće pogreške mjerenja, slično vrijednosti u prethodnoj tehnici.
4. Prema referentnim tablicama, alat se bira ovisno o vrsti dijela.
5. Mjeriteljska tablica sadrži karakteristike odabranog uređaja za mjerenje.

Tablična tehnika koristi se pri odabiru mjernih instrumenata za veliku i masovnu proizvodnju. Ova se metoda može provesti ako rad na proizvodnji dijelova uključuje mjerenje, a ne kontrolu pomoću kalibara.

1. Dopuštena veličina dijela određuje se prema GOST-u, ovisno o kvaliteti točnosti.
2. Moguća pogreška mjerenja izračunava se na temelju statističkih podataka iz prošlih razdoblja.
3. Izračunava se slučajni element moguće pogreške mjerenja, slično prethodnim vrijednostima.
4. Prema referentnim tablicama, alat se bira ovisno o vrsti dijela.
5. Mjeriteljska tablica sadrži karakteristike odabranog uređaja za mjerenje.

Stoga se može primijetiti da metode odabira mjernih instrumenata ovise o vrsti proizvodnje u kojoj će se radovi izvoditi.

Vježbanje izbora

Odabir i imenovanje mjernih uređaja provode odjeli koji se bave razvojem:

• Regulatorna dokumentacija o parametrima odabira mjernih instrumenata tijekom laboratorijskih ispitivanja, kontroli kvalitete proizvedenih proizvoda, radu već proizvedenih proizvoda, njegovih sastavnih elemenata i materijala.
• Tehnološki procesi standardizacije proizvoda, mjerenja njegovih sastavnih elemenata i materijala.
• Projekti održavanja instrumenata i opreme za mjerenje.

Izbor sredstava i metoda mjerenja prema dostupnim početnim podacima proizvode kvalificirani zaposlenici. Moraju biti dobro upoznati s osnovama fizičkih mjerenja, s načinima dizajn i uporaba rezultati i pogreške mjerenja, kao i načela normalizacije mjeriteljskih parametara i izračunavanja pogrešaka instrumenata iz njih.

Za mjerenje u procesu proizvodnje proizvoda imenuju se posebni radnici odgovorni za mjerne instrumente.

U zaključku možemo reći da pravi izbor mjerni alat iz dosadašnjeg asortimana ključ je učinkovite proizvodnje i smanjenja broja neispravnih proizvoda.