Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО образованиЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Ульяновский государственный технический университет

Управление качеством

Курсовая работа

по курсу «Метрология, стандартизация и сертификация»

на тему: «исследование основных метрологических характеристик часовых приборов и поверка механического секундомера»

Студент

группы УКд - 31 М.Ф. Ахметов

Научный руководитель А. Ф. Ширялкин

Ульяновск 2012

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ, УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ, СИМВОЛОВ, ЕДИНИЦ И ТЕРМИНОВ

Б5-21 - источник питания постоянного тока

СТЦ-1щ - электронный секундомер

А - устройство автоматического пуска и останова секундомеров

Р - электромагнитное реле РЭН-34

Э - электромагнит ЭУ62121У4; ход якоря 10 мм, напряжение 24 В;

Кн1 - кнопочный переключатель ПКн2-1

Кн2 - кнопочный переключатель ПКн55-51

Кн3-кнопочный замыкатель КЗ

С , С…С - поверяемые секундомеры

С - секунда

Мин - минута

? - погрешность

?ср - средняя погрешность

- максимальная погрешность

СОДЕЖАНИЕ

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ, УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ, СИМВОЛОВ, ЕДИНИЦ И ТЕРМИНОВ

ВВЕДЕНИЕ

1. Анализ объекта исследования

1.1 Общие сведения о часовых приборах

1.2 Классификации часовых приборов по разным признакам

1.2.1 По принципу действия

1.2.2 По назначению

1.2.3 По типу

1.3 Секундомеры

1.4 Модели и конструкции

1.4.1 Секундомеры механические

1.4.2 Электронные секундомеры

1.5 Устройство механического секундомера

Выводы

2. Анализ методов поверки механического секундомера

2.1 Операции, средства и условия поверки

2.2 Подготовка к поверке

2.3 Внешний осмотр и опробование

2.4 Определение метрологических параметров

2.5 Оформление результатов поверки

Выводы

3. Проведение поверки механического секундомера

3.1 Описание и характеристики секундомера механического СОСпр-2б-2-010

3.2 Поверка секундомера СОСпр-2б-2-010

Выводы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

ВВЕДЕНИЕ

Метрология изучает широкий круг вопросов, связанных как с теоретическими проблемами, так и с задачами практики. К их числу относятся: общая теория измерений, единицы физ. величин и их системы, методы и средства измерений, методы определения точности измерений, основы обеспечения единства измерений и единообразия средств измерений, эталоны и образцовые средства измерений, методы передачи размеров единиц от эталонов к рабочим средствам измерения. Большое значение имеет изучение метрологических характеристик средств измерений, влияющих на результаты и погрешности измерений.

Актуальность данной работы объясняется тем, что средства измерения плотно входят в жизнь современного человека. Кроме того, средства измерения связаны с разноплановой профессиональной деятельностью, что позволяет говорить о необходимости уметь пользоваться как распространенными видами средств измерений, так и встречающихся не столь часто.

Целью работы является изучение основных метрологических характеристик часовых приборов и поверка механического секундомера, для этого необходимо выполнить следующие задачи:

1. Изучить устройство, принцип действия и типы часовых приборов, в частности механический секундомер;

2. Изучить методику поверки;

3. Произвести поверку секундомера.

Объектом исследования данной работы является семейство часовых приборов.

Предметом исследования данной работы являются метрологические характеристики механических секундомеров.

Методы исследования - анализ и поверка.

1. Анализ объекта исследования

1.1 Общие сведения о часовых приборах

Часы, прибор для измерения текущего времени (в секундах, минутах, часах). Часы относятся к категории «приборов времени», куда входят также хронометр, секундомер, таймер, реле времени и комбинированные приборы, например часы с секундомером. Для измерения времени можно использовать равномерное поступательное или вращательное движение и периодические колебания; мерилом времени в этих случаях будет соответственно пройденный путь (или перемещение), угол поворота или число колебаний[1].

1.2 Классификации часовых приборов по разным признакам

По принципу действия	По назначению	По типу
Солнечные часы	Будильник	Башенные часы
Водяные часы	Секундомер	Карманные часы
Огненные часы	Таймер	Наручные часы
Песочные часы	Хронометр	Напольные часы
Механические часы	Шахматные часы	Часы с кукушкой
Кварцевые часы	Наградные часы	Цветочные часы
Электрические часы
Электронные часы
Астрономические часы
Атомные часы

1.2.1 По принципу действия

Солнечные часы (рисунок 1.1)-- прибор для определения времени по изменению длины тени от гномона и её движению по циферблату. Появление этих часов связано с моментом, когда человек осознал взаимосвязь между длиной и положением солнечной тени от тех или иных предметов и положением Солнца на небе.

Рисунок 1.1 - Солнечные часы

Водяные часы, клепсидра (др.-греч. клешэдсб от клЭрфщ -- красть, скрывать + ?дщс -- вода), гидроломгиум (от др.-греч. ?дщс -- вода + др.-греч. лoгoт -- слово, учение) -- известный со времён ассиро-вавилонян и древнего Египта прибор для измерения промежутков времени в виде цилиндрического сосуда с истекающей струёй воды. Был в употреблении до XVII века.

Огненные часы (или огневые часы) -- вид часов, имевших широкое распространение в древности. В лампу из глины или стекла наливалось столько масла и подбирался такой фитиль, чтобы хватило на определенное время горения светильника.

Песочные часы -- простейший прибор для отсчёта промежутков времени, состоящий из двух сосудов, соединённых узкой горловиной, один из которых частично заполнен песком. Время, за которое песок через горловину пересыпается в другой сосуд, может составлять от нескольких секунд до нескольких часов.

Механические часы -- часы, использующие гиревой или пружинный источник энергии. В качестве колебательной системы применяется маятниковый или балансовый регулятор. Мастера, изготавливающие и ремонтирующие часы, называются часовщиками. В искусстве механические часы являются символом времени.

Кварцевые часы -- часы, в которых в качестве колебательной системы применяется кристалл кварца. Хотя электронные часы также являются кварцевыми, выражение «кварцевые часы» обычно применяется только к электромеханическим часам.

Электрические часы -- часы, использующие электричество в качестве источника энергии.

Электронные часы -- часы, в которых для отсчёта времени используются периодические колебания электронного генератора, преобразованные в дискретные сигналы, повторяющиеся через 1 с, 1 мин, 1 ч и т. д.; сигналы выводятся на цифровое табло, показывающее текущее время, а в некоторых моделях также число, месяц, год, день недели.

Астрономические часым не отличаются ни по своему назначению, ни по устройству от обыкновенных часов. От них только требуется чрезвычайно правильный ход, для достижения которого астрономические часы снабжаются приспособлениями, слишком дорогими для применения их к обыкновенным часам.

Атомные часы (молекулярные, квантовые часы) (рисунок 1.2) -- прибор для измерения времени, в котором в качестве периодического процесса используются собственные колебания атомов или молекул. Атомные часы важны в навигации. Определение положения космических кораблей, спутников, баллистических ракет, самолетов, подводных лодок, а также передвижение автомобилей в автоматическом режиме по спутниковой связи (GPS, ГЛОНАСС, Galileo) немыслимы без атомных часов[4].

Рисунок 1.2 - Атомные часы

1.2.2 По назначению

Будильник (рисунок 1.3)-- часы, в заданный момент времени подающие звуковой и/или световой сигнал. Русское название «будильник» указывает на основное назначение таких часов -- побудку хозяина утром. Также будильник может применяться как «напоминатель» или таймер.

Рисунок 1.3 - Будильник

Секундомер -- прибор, способный измерять интервалы времени с точностью до долей секунды. Обычно используются секундомеры с точностью измерения в сотую долю секунды. Но с появлением современных технологий появилась возможность измерять время гораздо более точно -- до десятитысячных долей и еще точнее.

Таймер (англ. Timer < time время) -- прибор производственно-технического, военного или бытового назначения, в заданный момент времени выдающий определённый сигнал, либо включающий -- выключающий какое либо оборудование через своё устройство коммутации электроцепи.

Хронометр (от др.-греч. Чсьнпт -- «время» и мефсЭщ -- «измеряю») -- механические часы с особо точным ходом (погрешность составляет ±5 секунд в сутки, в то время как у обычных часов ±20 секунд).

Шахматные часы -- прибор для осуществления контроля времени в настольных играх, таких как шахматы, шашки, го, рэндзю, синци, сёги и другие. Аналогичные приборы могут называться иначе: контрольные часы, шашечные часы (в шашках), игровые часы[3].

1.2.3 По типу

Карманные часы на цепочке появились в XVII веке, когда был изобретён часовой механизм привычных нам размеров, что позволяло уместить его в кармане одежды (а не на шее, как практиковалось ранее) для повседневного ношения.

Наручные часы (рисунок 1.4)-- прибор, носимый на запястье и служащий для индикации текущего времени и измерения временных интервалов. Наибольшее распространение получили механические, кварцевые и электронные наручные часы.

Рисунок 1.4 - Наручные часы

Механические часы -- часы, использующие гиревой или пружинный источник энергии. В качестве колебательной системы применяется маятниковый или балансовый регулятор. Мастера, изготавливающие и ремонтирующие часы, называются часовщиками. В искусстве механические часы являются символом времени.

Часы с кукушкой представляют собой, как правило, механические часы с боем, имитирующие звук кукушки через определённые промежутки времени. Обычно звуковые сигналы раздаются каждый час, отсчитывая текущее время и нередко сопровождаясь при этом ударами гонга. Голосовой механизм, установленный почти в каждом виде часов с кукушкой, появился к середине XVIII века и с тех пор остался почти без изменений до настоящего времени.

Цветочные часы (рисунок 1.5). Так как у различных растений цветки открываются и закрываются в различную пору дня, то можно так подобрать растения, что по их цветению можно приблизительно узнавать время дня. В Швеции, Линней составил в Упсале цветочные часы[13].

Рисунок 1.5 - Цветочные часы

1.3 Секундомеры

Остановимся подробнее на секундомерах.

Секундомер -- прибор, способный измерять интервалы времени с точностью до долей секунды. Обычно используются секундомеры с точностью измерения в сотую долю секунды. Но с появлением современных технологий появилась возможность измерять время гораздо более точно -- до десятитысячных долей и еще точнее.

Часы известны человеку издавна. Сначала их роль играло солнце, потом вода, песок, даже огонь. Но ни о какой точности таких измерений говорить не приходилось. Такие измерения давали погрешность от нескольких минут до получаса. Ситуация несколько исправляется с появлением механических часов. Сначала появилась возможность узнавать время с точностью до минуты, с появлением секундной стрелки -- до секунды. Но все равно таким часам было далеко до настоящего секундомера. Их, к примеру, нельзя было остановить и запустить в произвольный момент. И точность измерений была далека от идеала. Упоминания о первых «настоящих» секундомерах появляются в конце 17 начале 18 веков. На сколько можно судить, это были практически такие же приборы, что использовались до середины XX века, то есть механические секундомеры. С началом активного развития электроники появляются электронные секундомеры[3].

Применение приборов различнo:

· В научных лабораториях

· В заводских лабораториях

· В учебных лабораториях ВУЗов, техникумов и школ

· В спорте

· В военном деле (засекание времени хода торпеды, определение момента поражения торпедой цели)

· В быту (на кухне, для определения времени готовки пищи)

В первую очередь секундомеры используются в спорте для точного измерения отрезка времени, потребовавшегося спортсмену для проведения некого упражнения, например в спринте или плавании.

Еще одно интересное применение секундомер находил в 60-х годах. За неимением современного радара работник ГИБДД с помощью секундомера замерял время прохождения автомобиля между двумя столбами и по нему вычислял скорость автомобиля.

1.4 Модели и конструкции

1.4.1 Секундомеры механические

Секундомеры механические СОСпр-2б-2-000, СОСпр-2б-2-010 (рисунок 1.6). Продолжительность работы от одной полной заводки не менее 18 часов. Для управления стрелками механизм секундомера снабжен специальным устройством суммирующего действия. Пуск, останов стрелок осуществляется нажатием на заводную головку, возврат на нуль - нажатием на кнопку.

Рисунок 1.6 - СОСпр-2б-2-010

Секундомер имеет 60-секундную шкалу с ценой деления 0,2 с и 60-минутный счетчик с ценой деления 1 мин. Корпус секундомера металлический, хромированный.

Секундомеры механические СОПпр-2а-2-010, СОПпр-2а-3-000.

Продолжительность работы механизма от одного полного завода пружины не менее 18 часов. Для управления стрелками механизм секундомера снабжен специальным рычажным устройством простого действия. Пуск, останов и возврат стрелок на нуль осуществляется последовательными нажатиями на заводную головку.

Секундомер имеет 60-ти секундную шкалу с ценой деления 0,2 сек. и 30-ти минутный счетчик с ценой деления 1 мин. Корпус секундомера металлический, хромированный.

Секундомер механический СОПпр-1в-3-000. Секундомер имеет 30-ти секундную шкалу с ценой деления 0,1 сек. и 15-ти минутный счетчик с ценой деления 1 мин.

Механический секундомер с простейшим управлением одной кнопкой СОПпр-2а приведен на рисунке 1.7. Простейшие в управлении однокнопочные секундомеры, многим знакомые со школьных времён, СОПРпр-2а и СОПпр-1в Златоустовского часового завода имеют одну кнопку управления. Первое нажатие на кнопку включает секундомер. Второе нажатие на кнопку останавливает секундомер. Третье нажатие на кнопку устанавливает стрелки секундомера в начальное нулевое положение. Вращение этой же кнопки заводит пружину секундомера. Механические секундомеры поверяются по ГОСТ 8.423-81.

1.4.2 Электронные секундомеры

В качестве примера приведем секундомер T5K491 (рисунок 1.8). T5K491- секундомер TIMEX (100 отсечек, счётчик шагов, таймер) электронный обладает несколькими функциями:

* Отображение времени в 12- и 24-часовом формате

* Отображение даты в формате ММ-ДД или ДД-ММ, три буквы названия дня недели и год

*Дополнительный почасовой звуковой сигнал и тональный сигнал кнопок

*24-часовой хронограф с памятью, достаточной для отсчёта 100 временных отрезков

*Вызов из памяти данных о тренировке: временных отрезках и промежуточном времени, средней продолжительности временных отрезков и средней скорости, лучших показаниях продолжительности временного отрезка и скорости, отметке о времени и дате тренировки

*Два 24-х часовых таймера обратного отсчёта с 3 режимами (обратный отсчёт с остановкой,

обратный отсчёт с повтором, совместный обратный отсчёт)

* Задатчик темпа

* Частота шагов

* 2 ежедневных будильника

* Двойная индикация времени

* Ночная подсветка INDIGLO с режимом NIGHT-MODE[15]

Рисунок 1.8 - T5K491

1.5 Устройство механического секундомера

Механизм секундомера, как и обычные часы, имеет пружинный двигатель, колесную передачу, ход и регулятор. Кроме того, секундомер имеет дополнительный механизм для управления стрелками, который называется ком-пли нацией.

В зависимости от числа секундных стрелок, характера их действия, принципа работы часового механизма секундомеры разделяются на несколько групп.

СОПпр - секундомер однострелочный простого действия:, механическое управление стрелок с прерываемой работой часового механизма.

СОПРнп-р - секундомер однострелочный простого действия, механическое управление стрелок с непрерываемой работой часового механизма.

СОСпр - секундомер однострелочный суммирующего действия, механическое управление стрелок с прерываемой работой часового механизма.

СОСнпр - секундомер однострелочный суммирующего действия, механическое управление стрелок с непрерываемой работой механизма,

СДПпр - секундомер двухстрелочный простого действия, механическое управление стрелок с прерываемой работой часового механизма.

СДПнпр - секундомер двухстрелочный простого действия, механическое управление стрелок с непрерываемой работой часового механизма.

СДСпр - секундомер двухстрелочный суммирующего действия, механическое управление стрелок с прерываемой работой часового механизма.

СДСнпр - секундомер двухстрелочный суммирующего действия, механическое управление стрелок с непрерываемой работой часового механизма.

Количество шкал, емкость и цена деления секундных шкал, шкал счетчика секунд и минут могут быть различны. Секундомеры выпускаются двух калибров: 42 и 54 мм и в зависимости от точности хода подразделяются на три класса.

Наиболее простым и дешевым является однострелочный секундомер. Механизм секундомера имеет калибр 43 мм, анкерный ход на одиннадцати рубиновых камнях. Секундомер имеет секундную стрелку для отсчета секунд и долей секунд и минутную для отсчета минут по шкале, имеющей 30 делений. Секундная шкала разделена на 60 больших делений, соответствующих секундам. Каждое большое деление содержит пять малых, соответствующих 0,2 с каждое. Секундная стрелка передвигается скачкообразно. Каждый скачок секундной стрелки соответствует 0,2 с.

На рисунке 1.9 изображена схема секундомера. Секундомер работает следующим образом. Чтобы пустить часовой механизм секундомера в ход, надо нажать на заводную головку. Секундная стрелка начнет перемещаться по циферблату. Если на заводную головку нажать второй раз, часовой механизм и стрелки остановятся. При третьем нажиме на заводную головку стрелки возвратятся в нулевое положение.

Компликация механизма секундомера расположена на платине под циферблатом. В исходном положении компли-кации (рисунок 1.9.а) стрелки установлены на нуль и неподвижны. При резком нажатии на заводную головку движение через вал 1 передается пусковому рычагу 15, который совершает поступательное движение по двум направляющим. Одной из них является цилиндрическая часть винта 14, а другой - штифт 2, скользящий в пазу платины.

Управление рычажной системой компликации осуществляется колонным колесом 12, имеющим четыре колонки, и расположенным под ним храповым колесом с двенадцатью зубьями (на рисунке не показано). При повороте храпового колеса пусковым рычагом 15 на один зуб колонное колесо поворачивается по часовой стрелке. Положение храпового колеса фиксируется плоской пружиной 10.

Пружина 3 возвращает пусковой рычаг 15 в исходное положение. На тормоз 9 баланса 6 действует пружина 7. Поэтому при повороте колонного колеса выступ Ь тормоза 9 соскакивает с колонки 11 колонного колеса и толкает баланс часового механизма, который был остановлен штифтом 8. С этого момента баланс 6 начинает совершать колебательные движения, т. е. механизм пущен в ход. Одновременно с этим колонка 1 колонного колеса приподнимает двойной молоточек 13 - выступ а оказывается в крайнем правом положении на колонке 1 (рис. 75, б). При подъеме двойного молоточка освобождаются сердечки 4 и 5 и стрелки начинают вращаться. Пружина 11 двойного молоточка 13 всегда стремится повернуть его по часовой стрелке.

Для остановки секундомера нужно произвести второе нажатие на заводную головку, при этом рычаг 15 повернет скрепления сердечек храповое колесо еще на один зуб. Выступ тормоза баланса под воздействием колонки 111 колонного колеса повернется вокруг своей оси, поднимется на колонку колонного колеса и штифтом 8 затормозит баланс 6 - механизм остановится. При повороте колонного колеса выступ а двойного молоточка скользит по колонке 1 и остается в верхнем положении на колонке.

Рисунок 1.9 - Схема секундомера

а - положение компликации секундомера в момент установки стрелок на нуль, б - положение компликации секундомера при работе механизма, в - положение компликации секундомера при остановке механизма; 1 - заводной вал, 2,8 - штифты, 3 - пружина пускового рычага, 4, 5 - минутное и секундное сердечки, в - баланс, 7 - пружина, 9 - тормоз, 10 - плоская пружина, 11 - пружина двойного молотка, 12 - колонное колесо, 13 - двойной молоток, 14 - винт, 15 - пусковой рычаг, 16, 17 - пружины

Чтобы возвратить стрелки секундомера на нуль (рис. 75, в), нужно третий раз нажать на заводную головку. При этом пусковой рычаг повернет храповое колесо еще на один зуб, а двойной молоточек 13 под действием пружины выступом а упадет во впадину между колонками 1-11, ударив концами с и d по минутному и секундному сердечникам 4 и 5. Эти детали имеют одинаковую конструкцию. Они закреплены на своих осях с помощью пружин 16 и 17. Один конец пружины входит в выемку оси, а другой касается втулки сердечника, плотно притягивая его к оси.

Стрелки секундомера насажены на соответствующие втулки сердечек. Когда механизм включен, оси сердечек вращаются за счет раскручивания пружин 16 и 17.

При каждом ударе молоточков по сердечникам создается крутящий момент, преодолевающий сопротивление пружин, в результате чего стрелки возвращаются в исходное положение.

Баланс секундомера затормаживается при втором нажатии на заводную головку и остается в таком положении до нового пуска, который происходит только после возврата стрелок в нулевое положение.

При третьем нажатии на заводную головку выступ b тормоза баланса скользит по колонке 111, удерживая баланс штифтом 8.

Секундомеры типа СДС относятся к секундомерам прерывистого действия в отличие от секундомеров непрерывного действия, в которых баланс не останавливается.

Большое распространение получили двухстрелочные секундомеры, имеющие две секундные стрелки. С помощью этих секундомеров можно измерить время двух каких-либо явлений или процессов, начатых одновременно. Двухстре-лочный секундомер СДС выпускается 2-м Московским часовым заводом. Калибр механизма - 54 мм. Он имеет анкерный ход, в качестве опор использованы 22 рубиновых камня.

Секундная шкала циферблата 2 (рисунок 1.10) имеет 30 делений: полный оборот секундных стрелок происходит за 30 с. Каждое секундное деление разделено на 10 маленьких делений, соответствующих 0,1 с каждое. Секундные стрелки двигаются скачкообразно. Скачок секундной стрелки соответствует одному малому делению, или 0,1 с.

Рисунок 1.10 - Общий вид секундомера СДС

1 - стрелка счетчика минут, 2 - циферблат, 3 - кнопка пуска и останова секундомера, 4 - основная стрелка секундомера, 5 - заводная головка, 6 - кнопка останова вспомогательной стрелки, 7 - вспомогательная стрелка.

Для удобства пользования секундные стрелки делают разного цвета - черного и красного. Чтобы пустить обе секундные стрелки, нажимают на кнопку 3. Красную (вспомогательную) стрелку секундомера останавливают, нажав на кнопку 6. При этом черная (основная) стрелка 4 секундомера будет продолжать двигаться. Черную стрелку останавливают повторным нажатием на кнопку 3. Чтобы вернуть черную стрелку в исходное нулевое положение, нажимают на заводную головку 5. При повторном нажатии на пусковую кнопку 6 красная стрелка занимает исходное положение под черной секундной стрелкой независимо от того, в каком месте циферблата она находится в это время, движется или остановлена.

Секундомер СДС позволяет суммировать показания секундной стрелки, т. е. пускать и останавливать ее, не возвращая в нулевое положение[7].

Выводы

Итак, первоначально были даны сведения о часовых приборах. Рассмотрены классификации часовых приборов, даны краткие сведения о каждом из видов часовых приборов. Более подробно остановились и изучили секундомеры. Были рассмотрены механические и электронные секундомеры, описаны некоторые модели и даны их характеристики. Рассмотрено устройство и принцип работы механического секундомера. В качестве секундомера для поверки выбрана модель СОСпр-2б-2-010. Поверка будет проводиться по ГОСТ 8.423-81. В следующей главе будет проведен анализ стандарта и выявлены требования и операции для поверки механического секундомера.

2. Анализ методов поверки механического секундомера

2.1 Операции, средства и условия поверки

Полное название ГОСТ 8.423-81 ГСИ. Секундомеры механические. Методы и средства поверки. Был введен 14 мая 1981 г. В стандарте описан алгоритм проведения поверки.

При проведении поверки должны быть выполнены следующие операции:

- внешний осмотр и опробование (п.5.1.);

- определение метрологических параметров (п. 5.2).

При проведении поверки должны быть применены следующие средства поверки:

- электронный секундомер СТЦ-1щ. Диапазон измеряемых интервалов времени от 0,1 до 9999,99 с. Наибольшее допускаемое значение погрешности измерения, в с

±(20), где - измеряемый интервал времени, с;

- устройство автоматического пуска и останова секундомеров.

- источник питания постоянного тока Б5-21. Пределы измерения выходного напряжения 0-10, 0-30 В. Ток нагрузки 0-10, 0-5 А.

Примечание. Допускается применять другие вновь разработанные или находящиеся в применении средства поверки, удовлетворяющие требованиям ГОСТ 8.129-83.

При проведении поверки должны быть соблюдены следующие условия:

- температура окружающего воздуха 20 °С±5 °С;

- относительная влажность воздуха 65% ±15%;

- напряжение электросети переменного тока 220 В ±10%;

- частота 50 Гц± 1%.

Параметры электросети переменного тока для средств поверки, не указанных в настоящем стандарте, определены в нормативно-технической документации на прибор конкретного типа.

2.2 Подготовка к поверке

Перед проведением поверки должны быть выполнены следующие работы:

- поверяемые секундомеры выдерживают в течение 2 ч в условиях, указанных в разд. 3, и устанавливают в гнезда стола устройства автоматического пуска и останова секундомеров;

- подключают устройство автоматического пуска и останова секундомеров к источнику питания и к электронному секундомеру, которые заземляют согласно инструкции по эксплуатации;

- подключают электронный секундомер и источник питания постоянного тока к сети переменного тока, переключатель "сеть" устанавливают в положение "вкл".

Перед началом измерений необходимо установить:

- стрелки секундомеров и счетную схему электронного секундомера в нулевое положение;

- кнопку "контроль" на СТЦ-1щ в нажатое положение;

- требуемый интервал времени декадным переключателем СТЦ-1щ.

Поверку двухстрелочного секундомера проводят в режиме одновременного пуска и останова основной и вспомогательной секундных стрелок.

2.3 Внешний осмотр и опробование

При проведении внешнего осмотра должно быть установлено соответствие секундомеров следующим требованиям:

- секундомеры не должны иметь механических повреждений корпуса и органов управления, которые могут повлиять на их работоспособность, поврежденных надписей, обозначений и штрихов на шкалах циферблата, затрудняющих определение результата измерения;

- стекло циферблата секундомера должно быть прозрачным и не иметь дефектов, затрудняющих отсчет;

- концы секундных стрелок не должны выходить более чем на 0,5 мм за внутреннюю и наружную окружность секундной шкалы.

При опробовании должно быть установлено соответствие секундомеров следующим требованиям:

- пуск, останов и возврат стрелок на нуль шкалы должны происходить при однократном нажатии на кнопку управления секундомера;

- невозврат секундной стрелки на нуль шкалы не должен превышать одного наименьшего деления;

- рассогласование в показаниях между основной и вспомогательной секундными стрелками в двухстрелочных секундомерах не допустимо;

- продолжительность работы секундомеров от одной заводки пружины проверяют только при выпуске из производства или ремонта по интервалу времени от начала действия механизма после полной заводки пружины до момента прекращения его работы, и она должна соответствовать требованиям ГОСТ 5072-79.

Все операции опробования проводят однократно.

При обнаружении дефектов и неисправностей, указанных в пп.5.1.1 и 5.1.2, поверку прекращают.

2.4 Определение метрологических параметров

Абсолютную суммарную погрешность секундомеров (далее - погрешность) определяют методом сличения показаний поверяемого секундомера с показаниями электронного секундомера СТЦ-1щ.

Интервалы времени поверки приведены в таблице 2.1.

Таблица 2.1 - Интервалы времени поверки

Интервалы времени	Конечные значения шкал секундомера
	секундной, с	счетчика секунд, с	счетчика минут, мин
30 с; 30 мин	30	-	30
60 с; 30 мин	60	-	30
60 с; 60 мин	60	-	60
60 с	1	60	-
60 с; 3 мин	3	-	3
60 с; 3 мин	6	-	3

Погрешность определяют при двух положениях секундомера -циферблатом вверх и кнопкой управления вверх, три раза на каждом указанном в таблице интервале времени.

Погрешность определяют после полной подзаводки пружины секундомера в любых интервалах времени, не превышающих значений для периодической подзаводки по ГОСТ 5072-79.

При отклонении секундной стрелки на одно наименьшее деление необходимо вносить соответствующую поправку при заполнении граф протокола поверки.

Погрешность в с вычисляют по формуле:

, (1)

где -значение интервала времени, измеренное поверяемым секундомером, с;

-действительное значение интервала времени, измеренное электронным секундомером, с.

Среднюю погрешность в с вычисляют для интервалов времени 30 или 60 мин в каждом положении секундомера по формуле

, (2)

где - значения погрешностей, вычисленные по формуле (1).

Отклонения от средней погрешности в с вычисляют для интервалов времени 30 или 60 мин в каждом положении секундомера по формуле

,

где - значение погрешности при каждом цикле измерений, вычисленное по формуле (1).

Максимальную погрешность определяют для интервалов времени 3 мин, 30 или 60 с при каждом положении секундомера как наибольшую по абсолютному значению погрешность .

Если при поверке абсолютные значения средней погрешности , максимальной погрешности или отклонения от средней погрешности превысят допускаемые по ГОСТ 5072-79 значения, поверку прекращают.

2.5 Оформление результатов поверки

Положительные результаты государственной первичной поверки механических секундомеров оформляют записью в паспорте, удостоверенной подписью поверителя с нанесением оттисков поверительного клейма.

На механические секундомеры, признанные годными к применению при государственной периодической поверке, выдают свидетельство установленной формы.

При поверке механических секундомеров ведут протокол, форма которого приведена в обязательном приложении 2.

Секундомеры, не удовлетворяющие требованиям настоящего стандарта, к выпуску и применению не допускают. На них выдают извещение с указанием причин негодности[11].

Выводы

В этой главе был проведен анализ стандарта ГОСТ 8.423-81. Рассмотрены операции, условия и средства для проведения поверки. Также ознакомились с подготовкой к поверке, правилами внешнего осмотра и опробования и определением метрологических параметров. В конце главы рассмотрено оформление результатов поверки.

В следующей главе будет рассмотрена модель СОСпр-2б-2-010, ее основные характеристики и проведена поверка данного секундомера по ГОСТ 8.423-81.

3. Проведение поверки механического секундомера

3.1 Описание и характеристики секундомера механического СОСпр-2б-2-010

Секундомер СОСпр-2б-2-010 (рисунок 3.1) предназначен для измерения времени в минутах, секундах и долях секунды, применяется при проведении спортивных соревнований, а также в научных исследованиях и при хронометражах.

Механизм секундомера калибра 42 мм на 16-ти рубиновых камнях имеет пружинный двигатель, анкерный ход и колебательную систему "баланс - спираль" с периодом колебания 0,4 с.

Продолжительность работы от одной полной заводки не менее 18 часов.

Для управления стрелками механизм секундомера снабжен специальным устройством суммирующего действия. Пуск, остановка стрелок осуществляется нажатием на заводную головку, возврат на нуль - нажатием на кнопку.

Секундомер имеет 60-секундную шкалу с ценой деления 0,2 с и 60-минутный счетчик с ценой деления 1 мин.

Корпус секундомера металлический, хромированный[14]

Основные характеристики данного секундомера приведены в таблице 3.1.

Таблица 3.1 - Основные характеристики СОСпр-2б-2-010

Характеристика	СОСпр-2б-2-010
Класс точности	2
Допустимая погрешность, s
за 10 мин: за 60 мин:	±0,6 ±1,8
Диапазон рабочих температур,°С	-20...+40
Габаритные размеры, мм	d55 X 19 X 76
Масса, кг	0,12
Механизм	противоударное устройство узла баланса
Цена	3 629 руб.

Рисунок 3.1 - СОСпр-2б-2-010

3.2 Поверка секундомера СОСпр-2б-2-010

Осмотрим прибор на наличие повреждений механических повреждений корпуса и органов управления, поврежденных надписей, обозначений и штрихов на шкалах циферблата. Никаких повреждений не обнаружено. Также стекло циферблата секундомера не имеет дефектов. Концы секундных стрелок выходят за наружную окружность секундной шкалы на 0,2 мм. Пуск, останов и возврат стрелок на нуль шкалы происходят при однократном нажатии на кнопку управления секундомера, как и положено.

При проведении поверки используем электронный секундомер СТЦ-1щ, устройство автоматического пуска, останова секундомеров и источник питания постоянного тока Б5-21. Поверку проводим в условия, описанных в ГОСТ 8.423-81, а именно: температура окружающего воздуха 20 °С±5 °С; относительная влажность воздуха 65% ±15%; напряжение электросети переменного тока 220 В ±10%; частота 50 Гц ± 1%. В этих условия поверяемый секундомер выдерживаем 2 ч. Подключаем устройство автоматического пуска и останова секундомеров к источнику питания и к электронному секундомеру. Далее подключаем электронный секундомер и источник питания постоянного тока к сети переменного тока. Стрелки секундомера и счетную схему электронного секундомера устанавливаем в нулевое положение. Также устанавливаем кнопку "контроль" на СТЦ-1щ в нажатое положение.

Проводим измерения. Так как СОСпр-2б-2-010 имеет две стрелки - секундную и минутную, то таблица измерений (таблица 3.2) будет выглядеть так:

Таблица 3.2 - Таблица измерений

Интервалы времени	Положение секундомера	Конечные значения шкал секундомера
		счетчика секунд, с	счетчика минут, мин
30 с	вверх циферблатом	30,0	30,0	30,0	0,5	0,5	0,5
	кнопкой управления вверх	30,0	30,0	30,0	0,5	0,5	0,5
60 с	вверх циферблатом	60,0	60,0	60,0	1	1	1
	кнопкой управления вверх	60,0	60,0	60,0	1	1	1
3 мин	вверх циферблатом	180,2	180,2	180,0	3	3	3
	кнопкой управления вверх	180,0	180,2	180,0	3	3	3
30 мин	вверх циферблатом	1801,2	1801,0	1801,4	30	30	30
	кнопкой управления вверх	1800,8	1801,2	1800,8	30	30	30
60 мин	вверх циферблатом	3601,2	3602,0	3601,6	60	60	60
	кнопкой управления вверх	3602,0	3601,6	3601,8	60	60	60

Из таблицы измерений мы видим, что в счетчике минут погрешностей нет, то есть они равны нулю, также как и в измерениях интервалов в 30 и 60 с. Поэтому опустим вычисления погрешности в минутном диапазоне и в секундном на интервалах в 30 и 60 с.

Вычислим погрешность измерений в с на других интервалах в 3, 30 и 60 минут в каждом положении секундомера, выполненных в секундном диапазоне:

?1=ф-фд=180,2-180=0,2 с

?2=ф-фд=180,2-180=0,2 с

?3=ф-фд=180-180=0 с

?4=ф-фд=180-180=0 с

?5=ф-фд=180,2-180=0,2 с

?6=ф-фд=180-180=0 с

?7=ф-фд=1801,2-1800=1,2 с

?8=ф-фд=1801,0-1800=1 с

?9=ф-фд=1801,4-1800=1,4 с

?10=ф-фд=1800,8-1800=0,8 с

?11=ф-фд=1801,2-1800=1,2 с

?12=ф-фд=1800,8-1800=0,8 с

?13=ф-фд=3601,2-3600=1,2 с

?14=ф-фд=3602,0-3600=2,0 с

?15=ф-фд=3601,6-3600=1,6 с

?16=ф-фд=3602,0-3600=2,0 с

?17=ф-фд=3601,6-3600=1,6 с

?18=ф-фд=3601,8-3600=1,8 с

где - значение интервала времени, измеренное поверяемым секундомером, с; - действительное значение интервала времени, измеренное электронным секундомером, с.

Теперь вычислим среднюю погрешность в с для интервалов времени 30 мин в каждом положении секундомера:

Дср1=(Д7+Д8+Д9)/3=(1,2+1+1,4)/3=1,2с

Дср2=(Д10+Д11+Д12)/3=(0,8+1,2+0,8)/3=0,93с

где Д7,…,Д12- значения погрешностей, вычисленные по формуле.

Вычислим отклонения от средней погрешности в с для интервалов времени 30 мин в каждом положении секундомера:

Е7=¦Д7-Дср¦=¦1,2-1,2¦=0

Е8=¦Д8-Дср¦=¦1-1,2¦=0,2

Е9=¦Д9-Дср¦=¦1,4-1,2¦=0,2

Е10=¦Д10-Дср¦=¦0,8-,093¦=0,13

Е11=¦Д11-Дср¦=¦1,2-0,93¦=0,27

Е12=¦Д12-Дср¦=¦0,8-0,93¦=0,13

где - значение погрешности при каждом цикле измерений.

Максимальную погрешность определяют для интервалов времени 3 мин, 30 с при каждом положении секундомера как наибольшую по абсолютному значению погрешность . Значит =0,2 с для 3 минут, и 0 с для 30 с.

Наибольшее допускаемое значение погрешности измерения, в с

±(20)

где - измеряемый интервал времени, с.

Для Дср1 это ±(20)=0,046, то есть погрешность Дср1=1,2 на много выше наибольшей допускаемой погрешности, а именно на 1,2-0,046=1,154 с. Поверку прекращаем.

Таким образом секундомер СОСпр-2б-2-010 под стандарт ГОСТ 8.423-81 не подходит.

Выводы

В этой главе был рассмотрен механический секундомер СОСпр-2б-2-010. Даны его основные характеристики внешний вид. Далее проведена поверка данного прибора, в ходе которой был осмотр, опробование секундомера. Затем проведены измерения, подсчитана погрешность. Таким образом, проведена практическая работа с секундомером, отвечающая поставленным целям и задачам исследования. В ходе проведенной работы можно сделать следующий вывод - механический секундомер СОСпр-2б-2-010 требованиям ГОСТ 8.423-81 не удовлетворяет.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе проведенной работы исследования семейства часовых приборов были решены следующие задачи:

1. Изучено семейство часовых приборов;

Часы - прибор для измерения текущего времени (в секундах, минутах, часах). Часы относятся к категории «приборов времени», куда входят также хронометр, секундомер, таймер, реле времени и комбинированные приборы, например часы с секундомером. Для измерения времени можно использовать равномерное поступательное или вращательное движение и периодические колебания; мерилом времени в этих случаях будет соответственно пройденный путь (или перемещение), угол поворота или число колебаний.

Изучены классификации часовых приборов по разным признакам;

Различают часовые приборы по принципу действия, по назначению и по типу. Рассмотрены приборы, относящиеся к каждой категории и дана их краткая характеристика. часовой прибор секундомер поверка

2. Проведено ознакомление с методикой поверки;

Рассмотрены операции, условия и средства для проведения поверки. Также ознакомились с подготовкой к поверке, правилами внешнего осмотра и опробования и определением метрологических параметров. Рассмотрено оформление результатов поверки.

3. Произведена поверка механического секундомера;

В ходе проведенной работы можно сделать следующий вывод - механический секундомер СОСпр-2б-2-010 требованиям ГОСТ 8.423-81 не удовлетворяет.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Абельский А.Н. Часы. / Приложение к газете «Русская Германия», N37, 2001. - 54 с.

2. Бекетов В.В. Электронный секундомер / В.В. Бекетов - М. , 2006. - 101 с.

3. Канн Г.К. Практическое руководство по часовому делу / Г.К. Канн - М.: «ОНТИ» 2007. - 123 с.

4. Коляда В. «Наука и жизнь» Все о часобых механизмах. 2005 - №9. - 2-3с.

5. Константинов А. И., Время / Константинов А. И., Флер А.Г. - М.: Машиностроение 2005. - 204 с.

6. Никитин В.А., Бойко С.В. Методы и средства измерений, испытаний и контроля: учебное пособие/ В.А. Никитин, С.В. Бойко. - Оренбург: ГОУ ОГУ, 2004. - 462 с.

7. Петров Н.П. Ремонт Часов. Справочник. - Мн.: Выш. школа, 2001. - 256 с.

8. Раннев, Г.Г. Методы и средства измерений: учебник для вузов/Г.Г. Раннев, А.П. Тарасенко. - М.: Издательский центр «Академия», 2004. - 336 с.

9. Ширялкин, А.Ф. Методические указания для выполнения курсовой работы по дисциплине «Метрология, стандартизация и сертификация» /А.Ф. Ширялкин. - Ульяновск: УлГТУ, 2011. - 28 с.

10. Шполянский В. А., Электрические приборы времени / Шполянский В. А., Чернягин Б. М. - М.: Машиностроение 2005. - 230-235 с.

Нормативные документы

11. ГОСТ 8.423-81 ГСИ. Секундомеры механические. Методы и средства поверки. - М.: Изд-во стандартов, 1981. - 5-10 с.

12. 10. ГОСТ 5072-79. Секундомеры механические. Методы и средства поверки. - М.: Изд-во стандартов, 1979. - 6 с.

Интернет-ресурсы

13. Свободная энциклопедия «Википедия» - http://agatfactory.com/index/?lang=ru&node_id=11

14. Официальный сайт «Златоустовский часовой завод» - http://agatfactory.com/index/?lang=ru&node_id=11

15. Официальный сайт «Прибор-Комплект» - http://www.pribor-komplekt.ru/

Размещено на Allbest.ru

...