Эскизы измеряемых деталей с действительными размерами.

Оценка годности деталей.

Формулировка практической значимости освоенных знаний.

Выводы и предложения по теме.

ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Микрометрические измерительные средства

Микрометрические инструменты широко применяют для контроля наружных и внутренних размеров, глубин пазов и отверстий. К ним относят микрометры (рис. 1 а), микрометрические глубиномеры (рис. 1 б), микрометрические нутромеры (микроштихмасы) (рис. 1 в). В основу этих измерительных средств положена микрометрическая пара, состоящая из винта и гайки, изготовленных с высокой точностью. Если при неподвижной гайке повернуть винт на один полный оборот, он переместится вдоль оси на значение, равное шагу резьбы. Так как в микрометрических измерительных средствах используют чаще резьбу с шагом 0,5 или 1 мм, то при полном обороте винта он перемещается вдоль оси на 0,5 или 1 мм. Для .отсчета этого перемещения на стебле 1 (рис. 1 а) имеется вдоль оси шкала с делениями через 0,5 мм. Для отсчета части оборота винта к нему прикреплен барабан 2, который с торца имеет 50 равных делений, позволяющих определять доли основной шкалы. Если повернуть винт на До часть оборота, он переместится на 0,1 мм, что является величиной отсчета измерительного инструмента.

Рисунок 1 Микрометрические инструменты: а -- микрометр, б -- глубиномер, в -- нутромер

Шаг резьбы микрометрического винта равен интервалу делений основной шкалы, т. е. за один оборот барабана микрометрический винт переместится на одно деление основной шкалы. Отсюда следует, что передаточное отношение винтовой пары будет равно отношению длины окружности барабана с дополнительной шкалой к шагу винта. Соответственно этому цена деления дополнительной шкалы, имеющей п делений, будет равна, где Р - шаг винта (при п = 50 и Р = 0,5 мм, цена деления составляет 0,01 мм).

Измерение микрометрическими инструментами осуществляется методами непосредственной оценки, т.е, результаты измерений непосредственно считываются со шкалы инструмента.

Микрометрические инструменты независимо от их конструкции состоят из корпуса и микрометрической головки, являющейся основной частью микрометрических инструментов. В зависимости от пределов измеряемых размеров микрометрические головки могут иметь различную конструкцию.

Микрометрическая головка.

На рис 2, а показана микрометрическая головка, которую устанавливают на микрометрические инструменты с верхним пределом измерения до 100 мм. Микрометрический винт 1 проходит через гладкое направляющее отверстие стебля 2 и ввинчивается в разрезную микрогайку 4. Микрогайку 4, имеющую три радиальных прореза, стягивают гайкой 5. Регулирование среднего диаметра резьбы микрогайки 4 для устранения зазора в винтовой паре осуществляют гайкой 5. На микрометрическом винте 1 при помощи накидного колпачка 6 закреплен барабан 3. Палец 9, помещенный в глухое отверстие колпачка, прижимается пружиной 10 к зубчатой поверхности трещотки 7. Трещотка крепится на колпачке при помощи винта 8. При вращении трещотка передает микровинту через палец вращательный момент, обеспечивающий измерительное усилие 5… 9 Н. Если измерительное усилие больше, то трещотка проворачивается с характерными щелчками. Винт 12 ввинчивается во втулку 11 и фиксирует микровинт в требуемом положении.

Рисунок 2 - Микрометрические головка: I - продольный штрих; II - торец барабана; 1 - микрометрический винт; 2 - барабан; 3 - микрометрическая гайка; 4 - трещотка; 5 - гайка регулировочная; 6 - стебель

Показания со шкалы микрометра считывают следующим образом:

* по основной шкале, расположенной на стебле микрометрической головки, считывают целые миллиметры и половины миллиметров, размер определяют по штриху основной шкалы, видному из-под скоса барабана;

* по круговой шкале барабана определяют сотые доли миллиметра по штриху шкалы барабана, совпадающему с продольным штрихом основной шкалы;

* к показаниям, считанным по основной шкале, прибавляют показания, считанные со шкалы барабана. Полученная сумма и будет являться размером проверяемой детали.

Микрометр.

Микрометры являются одним из самых массовых видов измерительных инструментов и используются для точных измерений размеров изделий.

Предел допускаемой погрешности микрометров в любой точке диапазона измерений при нормируемом усилии, а также допускаемое изменение показаний микрометра от изгиба скобы при усилии10Н, направленном по оси винта, должны соответствовать значениям, установленным в стандарте.

Микрометры выпускают со скобами неодинаковых размеров, а продольное перемещение микрометрического винта для всех микрометров равно 25 мм. Существующие конструкции имеют следующие пределы измерения (мм): 0-25; 25-50; 50-75 и так до 275- 300 (ГОСТ 6507-80).

Гладкие микрометры МК с пределом измерений 25 мм предназначены для измерения наружных размеров деталей (рис. 3). К основным деталям и узлам гладкого микрометра относятся скоба 1, пятка 2, микровинт 3, стопор 12 винта, стебель 4, барабан 5 и трещотка 7.



Рисунок 3 - Гладкий микрометр завода «Калибр» с пределами измерения 0 - 25 мм: 1 - скоба; 2 - пятка; 3 - микровинт; 4 - стебель; 5 - барабан; 6 - контргайка; 7 - корпус трещетки; 8 - пружина; 9 - штифт; 10 - храповик; 11 - винт; 12 - стопор

На стебле 4 вдоль продольного штриха нанесена основная шкала. Цена деления основной шкалы 0,5 мм, а предел ее измерений - 25 мм. Для удобства отсчета четные штрихи шкалы, имеющие целые значения размера, отложены снизу продольного штриха. На коническом срезе барабана 7 нанесено 50 делений круговой шкалы с ценой деления 0,01 мм.

При измерениях изделия помещают без перекоса между пяткой и микровинтом. Вращая барабан за трещотку до тех пор пока она не начнет проворачиваться, плотно прижимают измерительные поверхности к поверхностям детали.

Пределы измерения микрометров зависят от размера скобы и составляют 0…25; 25…50; 275…300; 300…400; 400…500; 500… … 600 мм. Микрометры для размеров более 300 мм оснащены сменными или регулируемыми пятками, обеспечивающими диапазон измерений 100 мм. Перед измерениями микрометры устанавливают в исходное (нулевое) положение, при котором пятка и микровинт прижаты друг к другу или к поверхности установочных мер 3 под действием силы, ограниченной трещоткой.

Рисунок 4 - Отчетное устройство микрометра: 1 - шкала для отсчета целых миллиметров; 2 - дополнительная шкала для отсчета целых оборотов микрометрического винта; 3 - шкала для отсчета долей оборота микрометрического винта

При измерении микрометром необходимо придерживаться следующих основных правил:

* убедиться в правильности выбора микрометра в зависимости от размера детали (пределы измерения указаны на скобе микрометра);

* проверить плавность вращения микрометрического винта;

* убедиться в точности установки микрометра на ноль (при полном, без просвета, соприкосновении пятки скобы и торца микрометрического винта нулевые штрихи на стебле и конической части барабана должны совпадать, при этом прощелкивает механизм трещотки);

* при измерении прочно удерживать микрометр за скобу, плотно, без перекосов, сопрягая измерительные поверхности микрометpa с поверхностями детали, размер между которыми измеряется, вращать микрометрический винт до прошелкивания механизма трещотки.

Специальные микрометры.

Микрометрический нутромер

Нутромер (штихмас), в переводе с немецкого «Stichma?2» -- инструмент (прибор) предназначенный для измерений внутренних диаметров или расстояний между двумя поверхностями (например, нутромером можно определить размеры: пазов, длин и т.п.).

Нутромер измеряет линейные размеры деталей с точностью до 0,01 мм.

Нутромеры микрометрические предназначены для измерения внутренних размеров абсолютным методом. Основными элементами нутромеров являются микрометрическая головка, удлинители и измерительный наконечник.

В устройство головки входят:

· микрометрический винт (установлен внутри барабана);

· колпачок;

· стебель;

· стопорное устройство;

· сменный наконечник.

Удлинители (калиберные стержни) необходимы для увеличения предела измерения.

Принцип считывания размеров с помощью нутромера такой же, как у микрометра.

Нутромеры микрометрические поставляются в комплекте с установочной мерой. Индикатор часового типа не входит в состав микрометрических нутромеров, а полученные размеры поступают на микрометрическую головку.

При измерении нутромером необходимо:

* вводить микрометрический нутромер в отверстие так, чтобы его ось находилась в диаметральной плоскости этого отверстия и была перпендикулярна к его стенкам;

* извлекать нутромер из отверстия только при застопоренном положении микрометрического винта.



Рисунок 5 - Нутромер: а) микрометрическая головка; б) удлинитель

Микрометрический глубиномер.

Микрометрическим глубиномером (ГОСТ 7470-67) измеряют размеры уступов, пазов, глубин глухих отверстий. Конструкция его винтовой пары такая же, как и у обычных микрометров. Нижняя поверхность траверсы, жестко скрепленной со стеблем, служит одной измерительной поверхностью. Другой измерительной поверхностью служит торец у сменного измерительного стержня, надеваемого на микрометрический винт.

Рисунок 6. - Микрометрический глубиномер: 1 - поперечина; 2 - барабан; 3 - трещотка; 4 - стебель; 5 - стопорный винт; б - сменный стержень; 7 - проверяемая деталь



Основанием микрометрического глубиномера (рис. 5) является поперечина 1, в которую запрессован стебель 4 с основной шкалой и гайкой микрометрического винта. В гайку ввинчивается микрометрический винт, на котором установлен барабан. Вращение винта осуществляется при помощи трещотки или фрикционной передачи (передачи вращательного движения за счет трения двух сопрягаемых поверхностей), которая проворачивается вхолостую, когда измерительное усилие достигает определенной величины.

При вращении барабана 2 при помощи трещотки 3 вместе с ним вращается и микрометрический винт, ввинчиваясь в микрометрическую гайку. В торце микровинта выполнено отверстие, в которое вставляют сменные измерительные стержни 6. Микрометрические глубиномеры обеспечивают диапазоны измерений 0…25; 25… 50; 50… 75; 75… 100. Изменение диапазона измерений микрометрического глубиномера осуществляется за счет замены сменных стержней 6.

Измерения микрометрическим глубиномером необходимо выполнять в следующей последовательности:

* установить в отверстие микрометрического винта измерительный стержень, длина которого должна соответствовать глубине отверстия;

* установить микрометрический глубиномер на ноль;

* установить основание поперечины на базовую поверхность, относительно которой будут производиться измерения, и слегка притереть;

* вращая микрометрический винт, переместить измерительный стержень вниз до упора;

* зафиксировать положение микрометрического винта при помощи стопорного винта 5 и считать размер.

Контрольные вопросы

1. Конструкция микрометрической головки.

2. Метрологические характеристики микрометра. Метод измерения.

3. Как читают показания при измерениях нутромером микрометрическим?

4. Чем отличается гладкий микрометр от специальных?

5. Как проводятся измерения глубиномером?

6. Какие типы нутромеров вы знаете.

7. Особенности измерения нутромером.

ИЗМЕРЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ ИНДИКАТОРНЫМИ ПРИБОРАМИ

Цель работы:

1. Изучить устройство, принцип действия и метрологические характеристики индикатора часового типа и индикаторных приборов;

2. Получить навыки самостоятельной работы с приборами индикаторного типа;

3. Выполнить замеры детали индикаторным нутромером.

Порядок выполнения и методические указания:

1. Ознакомиться с методическими указаниями по выполнению лабораторной работы и рекомендованной литературой.

2. Изучить основные теоретические положения. Рассмотреть следующие вопросы:

§ Типы инструментов;

§ Принцип работы индикаторной головки;

§ Устройство индикаторных инструментов;

§ Современные конструкции индикаторных инструментов.

3. Выполнить измерения заданной детали, используя индикаторный нутромер;

4. Оформить отчет по выполнению лабораторной работы.

Содержание отчета:

Отчет по работе должен содержать следующие данные:

Наименование работы.

Цель работы.

Краткие теоретические положения по теме.

Эскизы индикаторных приборов, используемых в работе и их метрологические характеристики.

Эскизы измеряемых деталей с действительными размерами.

Оценка годности деталей.

Формулировка практической значимости освоенных знаний.

Выводы и предложения по теме.

ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ. ИНДИКАТОРЫ ЧАСОВОГО ТИПА

Измерительными головками называются отсчетные устройства, преобразующие малые перемещения измерительного стержня в большие перемещения стрелки по шкале (индикаторы часового типа, рычажно-зубчатые индикаторы, многооборотные индикаторы, рычажно-зубчатые головки).

В качестве отдельного измерительного устройства головки использоваться не могут и для измерения их устанавливают на стойках, штативах или оснащают приборы и контрольно-измерительные приспособления.

Измерительные головки предназначены в основном для относительных измерений. Если размеры деталей меньше диапазона показаний прибора, то измерения могут быть выполнены абсолютным методом.

Наиболее распространенными измерительными головками с зубчатой передачей являются индикаторы часового типа.

Принцип действия индикатора часового типа состоит в следующем (рис.1):

Измерительный стержень 1 перемещается в точных направляющих втулках. На стержне нарезана зубчатая рейка, находящаяся в зацеплении с трибом 4 (=16). Трибом в приборостроении называют зубчатое колесо малого модуля с числом зубьев ?18. На одной оси с трибом 4 установлено зубчатое колесо 3 (=100), которое передает вращение трибу 2 (=10). На одной оси триба 2 закреплена большая стрелка 8, которая двигается по шкале 7, отсчитывая десятые и сотые доли миллиметра перемещения измерительного стержня с наконечником 12 .

При перемещении измерительного стержня в диапазоне показаний большая стрелка совершает несколько оборотов, поэтому в конструкции индикатора часового типа установлена дополнительная стрелка 5 на оси триба 4 и колеса 3. При перемещении измерительного стержня на 1 мм большая стрелка 8 совершает один оборот, а стрелка 5 перемещается на одно деление малой шкалы 6.

Число делений малой шкалы определяет диапазон показаний индикаторов часового типа в мм.

С трибом 2 находится в зацеплении второе зубчатое колесо 9 (=100). К оси этого колеса одним концом присоединена спиральная пружина 10, второй конец которой закреплен в корпусе индикатора. Пружина обеспечивает работу зубчатых колес в режиме однопрофильного зацепления, уменьшая тем самым влияние зазоров в зубчатых парах на погрешность измерений.

В индикаторе часового типа предусмотрена винтовая пружина 11, один конец которой укреплен на измерительном стержне, а другой - на корпусе индикатора. Эта пружина создает измерительное усилие на стержне Р=150±60 сН.

Все индикаторы часового типа имеют цену деления большой шкалы равную 0,01 мм. Большинство индикаторов имеет диапазон показаний 2 мм (ИЧ-2), 5 мм (ИЧ-5), 10мм (ИЧ-10) и реже выпускаются индикаторы с диапазоном показаний 25 мм (ИЧ-25) и 50 мм (ИЧ-50).

Погрешность измерений индикатором часового типа зависят от перемещения измерительного стержня. Так в диапазоне показаний 1?2 мм погрешность измерения находится в пределах 10?15 мкм, а в диапазоне 5?10мм погрешность находится в пределах 18?22 мкм.

ИНДИКАТОРНЫЕ ГОЛОВКИ

Индикаторные головки предназначены для измерения линейных размеров абсолютным и относительным методами, а также для контроля отклонений от заданной геометрической формы и взаимного расположения поверхностей. В зависимости от исполнения и деления (дискретности отсчета) головки индикаторные подразделяются:

- индикаторы часового с круговой шкалой типа ИЧ с ценой деления 0,01 мм и электронные индикаторы типа ИЧЦ с дискретностью отсчета 0,01 мм и 0,001 мм;

- индикаторы многооборотные МИГ с ценой деления 0,001 мм,

- индикаторы рычажно-зубчатые с круговой шкалой типа ИРБ ценой деления 0,01; 0,002 и 0,001 мм и индикаторы электронные типа ИРБЦ с дискретностью отсчета 0,01 и 0,001 мм.

Индикаторные головки широко используются в качестве отсчетного устройства в специальных измерительных приборах.

Метрологические характеристики индикаторов с отсчетом по циферблату со стрелкой должны соответствовать значениям, указанным в таблице.

ИЗМЕРЕНИЕ ИНДИКАТОРОМ ЧАСОВОГО ТИПА

Индикатор 1 крепится на индикаторной стойке 2 винтом 3 (рис.2,а). Ослабляя винт 5, опускаем индикатор до касания наконечником измерительного столика 4, после чего опускаем дополнительно еще на 1…2 мм (создаем «натяг»). Фиксируем это положение затягиванием винта 5. Поворачиваем за ободок 6 круговой шкалы индикатора до совмещения «0» шкалы с большой стрелкой. Записываем показания индикатора (например, 1,00 мм при натяге 1 мм).

Не изменяя положение корпуса индикатора, поднимаем измерительный наконечник и кладем на измерительный столик деталь. Отпускаем стержень (рис.2,б) и записываем показание индикатора (например, 2,15 мм) Разница между показанием индикатора при измерении и при настройке дает значение перемещения стержня относительно столика при измерении
(b=2,15-1,00=1,15 мм). Это и будет размер b. Таким способом производят измерения абсолютным методом.

В тех случаях, когда размер детали больше диапазона показаний прибора, пользуются относительным методом. Для этого определяем приблизительно размер детали (например, около 42 мм), набираем блок из плоскопараллельных концевых мер длины (тоже 42 мм) настраиваем прибор на «0» относительно плоскопараллельных концевых мер длины (ПКМД) (рис.2,в) аналогично настройке при абсолютном методе. Записываем показания индикатора (например, 1,00 мм), убираем блок ПКМД и ставим деталь. Записываем показания индикатора (например, 2,15 мм). Определяем перемещение стержня при измерении относительно ПКМД (=2,15-1,00=1,15 мм) (рис.2,г). Действительный размер детали d=ПКМД+ (например, d=42+1,15=43,15 мм). При сложении необходимо учитывать знак относительного перемещения: если размер детали окажется меньше блока ПКМД, то получится отрицательным. Например, если индикатор показывал при настройке 1,00 мм, а при измерении 0,42 мм, то =0,42-1,00=-0,58 мм.

Относительным методом пользуются и в тех случаях, когда необходимо уменьшить погрешность измерения, т.е. уменьшить измерительное перемещение с тем, чтобы избавиться от накапливающейся погрешности прибора.



ИНДИКАТОРНАЯ СКОБА

В корпусе скобы (рис.3) установлены индикатор часового типа, подвижная пятка 2 и сменная переставная пятка 3.

Подвижная пятка 2 постоянно отжимается в сторону изделия измерительным стержнем индикатора и специальной пружиной. Переставная пятка 3 при освобожденном винте 4 и снятом колпачке может перемещаться в пределах до 50 мм. Диапазоны измерений индикаторных скоб составляют: 0?50 мм, 50?100 мм, 100?200 мм, …, 600?700 мм, 700? 850 мм, 850?1000 мм.

Основная погрешность прибора (в зависимости от типоразмера скобы) изменяется от 5 до 20 мкм.

ИЗМЕРЕНИЕ ИНДИКАТОРНОЙ СКОБОЙ

1. Измеряем штангенциркулем деталь. Например, получаем размер d=42,15 мм.

2. Набираем блок плоскопараллельных концевых мер длины (ПКМД=40+2=42 мм)

3. Ослабляем винт 4, ставим блок ПКМД между подвижной пяткой 2 и переставной пяткой 3 (рис.3). Перемещением пятки 3 создаем натяг 1…2 мм по шкале индикатора. Закрепляем винтом 4 положение переставной пятки 3. Поворачиваем шкалу индикатора до совмещения «0» деления с большой стрелкой. Записываем показание индикатора при настройке (индикатор при настройке 1,00 мм).

4. Убираем блок ПКМД, отводим подвижную пятку 2 нажатием на ручку арретира 1 и ставим измеряемую деталь. Записываем показания индикатора (индикатор при измерении 1,18 мм).

5. Определяем относительное перемещение (относительное перемещение =1,18-1,00=0,18 мм).

6. Рассчитываем действительный размер детали (d=ПКМД+=42+0,18=42,18).

ИНДИКАТОРНЫЙ НУТРОМЕР

Индикаторные нутромеры по точности и удобству их использования стоят значительно выше, чем микрометрические нутромеры.

Настройка нутромера и отсчет показаний производится с помощью измерительного индикатора часового типа мод. ИЧ3 или ИЧ10 с диапазоном измерений 0 - 3 мм, 0 - 5 мм или 0 - 10 мм. Цена деления шкалы - 0,01 мм.

Рисунок 1 - Общий вид индикаторного нутромера: 1 -боковики, 2 -измерительный стержень и сменная вставка, 3 - концевые меры длины, 4 -державка (струбцина), 5 - центрирующий мостик, 6 - трубка корпуса, 7 - стопорный винт, 8- индикатор

Индикаторные нутромеры предназначены для измерения внутренних размеров и диаметров отверстий относительным методом.

Наиболее часто применяют нутромеры типоразмеров из следующего ряда диапазонов измерения: 6-10; 10-18; 18-50; 50-100; 100-160; 160-250; 250-450; 450-700; 700-1000 мм.

Устройство и работу индикаторных нутромеров рассмотрим на примере нутромера модели НИ-100 (рис.4).

В корпусе нутромера вставлена втулка-вставка 2, в которую с одной стороны ввернут сменный неподвижный измерительный стержень 3, а с другой стороны находится подвижный измерительный стержень 4, воздействующий на двухплечий рычаг 5, закрепленный на оси 6.

Внутри корпуса размещен шток 8, поджимаемый к рычагу 5 измерительным стержнем индикатора часового типа и спиральной пружиной 10. Последние создают измерительное усилие в пределах от 200 до 500 сН.

В пределах диапазона измерений нутромеры снабжаются комплектом сменных измерительных стержней. Положение неподвижного измерительного стержня после настройки фиксируется гайкой 7. Подвижный измерительный стержень 4 под воздействием измерительного усилия находится в крайнем исходном положении. Центрирующий мостик 12, поджимаемый двумя пружинами 11 к поверхности контролируемого отверстия, обеспечивает совмещение линии измерения с диаметром отверстия.

Настройку нутромера на требуемый номинальный размер осуществляют по блокам ПКМД с боковиками, установленными в державках-струбцинах, или по аттестованным кольцам. Погрешность нутромеров обычно нормируется равной 1,5?2,5 цены деления отсчетной головки.

ИЗМЕРЕНИЕ ИНДИКАТОРНЫМ НУТРОМЕРОМ

Подсчитать по номинальному размеру отверстия измеряемой детали номинальные размеры ПМДК. Подготовить установочный комплект (рис.5) из блока ПМКД, двух боковиков 2 и струбцины 1. Из комплекта сменных регулируемых стержней (прилагаются к нутромеру) выбрать стержень с диапазоном размеров, в котором находится номинальный размер измеряемого отверстия. Ввинтить сменный регулируемый стержень 3 в корпус нутромера 5.

Ввести нутромер измерительными стержнями в установочный комплект между боковиками и создать для индикатора часового типа натяг 1?2 мм (рис.5).

Покачивая нутромер от себя на себя, поворачивая его влево - вправо вокруг вертикальной оси, нужно установить ось измерительных стержней (ось измерения) в положение, совпадающее с наименьшим расстоянием между измерительными поверхностями боковиков. Это положение покажет большая стрелка индикатора, когда дойдет до самого дальнего (при ее движении по часовой стрелке) деления шкалы и начнет движение обратно. Придав правильное положение индикатору, нужно зажать контргайку 4 сменного измерительного стержня 3 и установить нулевое деление шкалы индикатора до совпадения с большой стрелкой.

После настройки нутромера на «0» можно приступить к измерению отклонений размера отверстия детали от номинала.

Вводим в отверстие измеряемой детали измерительную головку нутромера. Подпружиненный центрирующий мостик 8 ориентирует измерительную ось нутромера строго в диаметральной плоскости измеряемого отверстия (рис.5, б).

Покачивая нутромер в вертикальной плоскости, определяем показания индикатора при крайнем правом положении большой стрелки.

При определении действительных отклонений размеров отверстий от номинала руководствуются следующим правилом: отклонение принимают со знаком минус («-»), если большая стрелка индикатора отклонилась от «0» деления шкалы по часовой стрелке, а отклонение против часовой стрелки показывает увеличение диаметра отверстия о номинального размера и действительное отклонение принимают со знаком плюс («+»).

Значение действительного отклонения подсчитывают умножением числа делений шкалы индикатора (указанное большой стрелкой от «0») на цену деления 0,01 мм.

Действительный размер диаметра отверстия будет равен номинальному диаметру отверстия плюc («+») или минус («-») действительное отклонение.

Контрольные вопросы

1. Конструкция индикаторов часового типа.

2. Метрологические характеристики индикаторных приборов. Метод измерения.

3. Как читают показания при измерениях индикаторными приборами?

4. Индикаторная скоба. Настройка скобы для измерений.

5. Как называется величина, которую фиксирует прибор?

6. Индикаторный нутромер. Настройка нутромера.

7. Измерение нутромером.

ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О РАЗМЕРАХ И СОЕДИНЕНИЯХ

Цель работы:

1. Изучить сущность основных терминов, понятий и определений, включая общепринятые обозначения;

2. Получить навыки самостоятельного решения метрологических задач;

3. Выполнить расчеты по заданным вариантам.

Порядок выполнения и методические указания:

5. Ознакомиться с методическими указаниями по выполнению лабораторной работы и рекомендованной литературой.

6. Изучить основные теоретические положения. Рассмотреть следующие вопросы:

§ Обозначение метрологических характеристик валов и отверстий;

§ Типы посадок;

§ Принцип определения годности деталей;

§ Решение предложенных задач.

7. Выполнить индивидуальное задание;

8. Оформить отчет по выполнению лабораторной работы.

Содержание отчета:

Отчет по работе должен содержать следующие данные:

Наименование работы.

Цель работы.

Конспект решения задач.

Расчет заданных посадок соединений.

Графическое оформление рассчитанного соединения.

Формулировка практической значимости освоенных знаний.

Выводы и предложения по теме.

ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Термины, используемые при выполнении конструкторских разработок, а также при изготовлении.

Вал: термин, условно применяемый для обозначения наружных элементов деталей, включая и нецилиндрические элементы ( d )

Отверстие: термин, условно применяемый для обозначения внутренних элементов деталей, включая и нецилиндрические элементы ( D )

Размер: числовое значение линейной величины (диаметра, длины и т. д.) в выбранных единицах измерения

Действительный размер: размер элемента, установленный измерением с допустимой погрешностью ( Dд ) и ( d д)

Предельные размеры: два предельно допустимых размера элемента, между которыми должен находиться (или которым может быть равен) действительный размер

Наибольший предельный размер: наибольший допустимый размер элемента ( Dmax )

Наименьший предельный размер: наименьший допустимый размер элемента ( Dmin )

Номинальный размер: размер, относительно которого определяются отклонения ( D )

Номинальный размер посадки: номинальный размер, общий для отверстия и вала, составляющих соединение ( D = d )

Отклонение: алгебраическая разность между размером (действительным, предельным и т. д.) и соответствующим номинальным размером ( E )

Предельное отклонение: алгебраическая разность между предельным и соответствующих номинальных размерами. Различают верхнее и нижнее отклонения

Верхнее отклонение: алгебраическая разность между наибольшим предельным и соответствующим номинальным размерами ( ES и es )

Нижнее отклонение: алгебраическая разность между наименьшим предельным и соответствующим номинальным размерами ( EI и ei )

Нулевая линия: линия, соответствующая номинальному размеру, от которой откладываются отклонения размеров при графическом изображении полей допусков и посадок. Если нулевая линия расположена горизонтально, то положительные отклонения откладываются вверх от нее, отрицательные вниз.

Допуск: разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами или абсолютная величина алгебраической разности между верхним и нижним отклонением ( T )

Допуск посадки: сумма допусков отверстия и вала, составляющих соединение ( T )

Поле допуска: поле, ограниченное наибольшим и наименьшим предельными размерами и определяемое величиной допуска и его положением относительно номинального размера. При графическом изображении поле допуска заключено между двумя линиями, соответствующими верхнему и нижнему отклонениям относительно нулевой линии. Гладкое цилиндрическое соединение: соединение, в котором поверхности отверстия и вала круглые цилиндрические

Посадка: характер соединения деталей, определяемый разностью их размеров до сборки

Зазор: разность размеров отверстия и вала, если размер отверстия больше размера вала ( S )

Натяг: разность размеров вала и отверстия до сборки, если размер вала больше размера отверстия ( N )

Посадка с зазором: посадка, при которой всегда образуется зазор в соединении, т.е. наименьший предельный размер отверстия больше наибольшего предельного размера вала или равен ему. При графическом изображении поле допуска отверстия расположено над полем допуска вала

Посадка с натягом: посадка, при которой всегда образуется натяг в соединении, т.е. наибольший предельный размер отверстия меньше наименьшего предельного размера вала или равен ему. При графическом изображении поле допуска отверстия расположено под полем допуска вала

Переходная посадка: посадка, при которой возможно получение, как зазора, так и натяга в соединении в зависимости от действительных размеров отверстия и вала (поля допусков отверстия и вала перекрываются частично или полностью)

Задача № 1

Дано: Для партии штифтов по чертежу установлены предельные размеры:

dmax = 40,009 мм

dmin = 39,984 мм

При измерении в партии оказались штифты с размерами:

d1 = 40,12 мм

d2 = 39,976 мм

Требуется: определить годность этих двух штифтов.

Решение

Детали признаются годными, если их действительные размеры d д

вписываются в установленные границы поля допуска:

Td = d max - d min,

откуда вытекает условие годности размера:

d min ? d д ? d max

или для условий настоящей задачи:

· d 1 = 40,12 мм > d max,

следовательно, штифт с размером d 1 - брак исправимый;

· d 2 = 39,976 мм < d min,

следовательно, штифт с размером d 2 - брак неисправимый;

Задача № 2

Дано: Отверстие корпуса коробки передач трактора на чертеже обозначено

.

Требуется: определить предельные отклонения, допуск на изготовление, предельные размеры, построить схему расположения поля допуска и указать на ней все размерные параметры детали.

Решение

Размерные параметры отверстия:

1. ES = -0,020 мм = -20 мкм

2. EI = -0,041 мм = -41 мкм

3. TD = ES - EI = -20 - (-41) = 21 мкм

4. D min = D + EI = 20 + (-0,041) = 19,959 мм

5. D max = D + ES = 20 + (-0,020) = 19,98 мм

Схема расположения поля допуска

Задача №3

Дано: Отверстие корпуса коробки передач соединяется со штифтом установочным и на чертеже обозначено 20 .

Требуется: построить схему расположения полей допусков и указать на ней все размерные параметры отдельных деталей и соединения в целом, и определить допуск посадки.

Решение

Схема расположения полей допусков

Параметры отдельных деталей:

ОТВЕРСТИЕ: 1. ES = -20 мкм

2. EI = -41 мкм

3. TD = ES - EI = -20 - (-41) = 21 мкм

4. D min = D + EI = 20,0 + (-0,041) = 19,959 мм

5. D max = D + ES = 20,0 + (-0,020) = 19,98 мм

ВАЛ: 1. es = 0

2. ei = -13 мкм

3. Td = es - ei = 0 - (-13) = 13 мкм

4. d min = d + ei = 20,0 + (-0,013) = 19,987 мм

5. d max = d + es = 20,0 + 0 = 20,0 мм

Параметры посадки:

1. S min = EI - es = -41 - 0 = -41 мкм < 0 > ( -N max )

2. S max = ES - ei = -20 - (-13) = -7 мкм < 0 > ( -N min )

3. T? = N max - N min = TD + Td = 21 + 13 = 34 мкм

Задача № 4

Дано: По заданной схеме расположения полей допусков определить предельные отклонения, допуски на изготовление деталей, предельные размеры, предельные зазоры и натяги, допуск и характер посадки.

Определяемые параметры	D	d1	d2	d3
ES (es) мкм EI (ei) мкм	+62 0	+31 -31	+143 +81	-25 -87
TD (Td ) мкм	62	62	62	62
D max (d max ) мм D min (d min ) мм	50,062 50,0	50,031 49,969	50,143 50,081	49,975 49,913
S min= EI - es (-N max ) мкм S max= ES - ei (-N min ) мкм	- -	-31 ( -N max) 93	-143 (-N max) -19 ( -N min)	25 149



Задача № 5

Дано: При изготовлении новой машины выдержаны размеры: D = 75 и d = 75 . При ремонте машины отверстие расточили до размера Dр = 78 .

Требуется: Определить с какими отклонениями должен быть изготовлен восстановленный вал, чтобы сохранить первоначальные значения предельных зазоров.

Решение

По условию задачи при ремонте машины необходимо обеспечить:

S min = S p min и S max = S p max

Или аналогичное можно записать через предельные отклонения:

EI - es = EI p - es p и ES - ei = ES p - ei p

Откуда можно определить:

es p = EI p - EI + es = 0 - 0 + ( - 0,03) = - 0,03 мм = -30 мкм

ei p = ES p - ES + ei = 0,120 - 0,074 + ( - 0,104) = - 0,058 мм = -58 мкм

Следовательно, d p = 78



ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ

Номер варианта соответствует порядковому номеру в журнале

№ варианта	Задание № 1
	1 а)	1 б)
	Посадка	, мкм	Посадка	, мкм
1	500		250
2	400		180
3	355		120
4	315		80
5	280		50
6	250		30
7	225		18
8	200		10
9	180		6
10	160		3
11	140		250
12	120		315
13	100		400
14	80		500
15	65		120
16	50		180
17	40		250

РАСЧЕТ КАЛИБРОВ ЛИНЕЙНЫХ РАЗМЕРОВ

Цель занятия: изучение универсальных средств измерений и предельных калибров, приобретение практических навыков при расчетах исполнительных калибров

Порядок выполнения и методические указания:

1 Ознакомиться с рекомендованной литературой и методическими указаниями по выполнению работы. Изучить основные теоретические положения. Рассмотреть следующие вопросы:

  Выбор универсального средства измерения (УСИ);

  Общие сведения о предельных калибрах;

  Допуски гладких калибров;

  Расчет исполнительных размеров калибров;

  Оформление чертежей калибров;

  Выполнение индивидуального задания.

Содержание отчета:

Отчет по работе должен содержать следующие данные:

Наименование работы.

Основные теоретические положения по теме.

Эскизы калибров;

Расчет предельных размеров калибров;

Формулировка практической значимости освоенных знаний.

Выводы и предложения по теме.

Основные теоретические положения

Выбор УСИ

УСИ применяют в единичном и мелкосерийном производстве и выбирают с учетом метрологических и экономических факторов.

В первую очередь всегда учитывают два основных метрологических показателя:

1. - допускаемая погрешность измерения 1, с.344; 3, с.42-43

Пояснить, что = f ( D, TD )

2. lim УСИ - предельная погрешность УСИ 1, с.346; 3, с.44-46

При выборе УСИ необходимо соблюдать условие:

lim УСИ

ПРИМЕР: Обоснованно выбрать УСИ вала 50 h9

1. Определяем допускаемую погрешность измерения.

Для d = 50 мм и IT9 = 62 мкм находим = 16 мкм 3, с.42

2. Определяем возможные УСИ, которые удовлетворяют условию

lim УСИ

По данным 3, с.44-45 этому условию удовлетворяют следующие УСИ:

· Микрометр гладкий типа МК 25-50 с ценой деления 0,01 мм, у которого lim УСИ = 5 мкм;

· Микрометр рычажный типа МР 25-50 с ценой деления 0,01 мм, у которого lim УСИ = 6 мкм;

· Скоба рычажная с ценой деления 0,005 мм, у которой

lim УСИ = 5 мкм;

3. Окончательный выбор УСИ вала произведем с учетом технико-экономических показателей, отдав предпочтение микрометру типа МК 25-50, как наиболее дешевому, распространенному и доступному УСИ.

Результаты выбора УСИ представим в виде следующей таблицы.

Измеряемый параметр детали	Td, мкм	, мкм	Выбранное УСИ
			Наименование	lim УСИ	Достоинства
50h9	62	16	Микрометр гладкий типа МК 25-50 с ценой деления 0,01 мм при измерении в руках	5	- низкая стоимость; - распространенность; - доступность

«Предельные калибры»

Общие сведения о предельных калибрах

Калибры - это бесшкальные измерительные инструменты, применяемые для контроля, а не для измерения, деталей от 6-го до 17-го квалитетов в серийном и массовом производстве, а также в ремонтной практике.

Калибры классифицируют по различным признакам.

1. По способу контроля различают калибры нормальные и предельные.

К нормальным относят калибры типа шаблонов для контроля профилей деталей сложной формы. При контроле нормальным калибром о годности детали судят по величине зазора между контурами детали и шаблона.

Предельными называют калибры, выполненные по предельным размерам контролируемого изделия. Такими калибрами контролируют гладкие цилиндрические, конические, резьбовые, шлицевые и другие поверхности деталей.

Для контроля отверстий и валов применяют гладкие предельные калибры, которые называют соответственно:

калибрами - пробками и калибрами - скобами.

Предельные калибры всегда изготавливают и применяют комплектом, который содержит два предельных калибра:

Проходной (ПР), который должен под действием собственного веса проходить при контроле годной детали;

Непроходной (НЕ), который не должен проходить.

Рисунок 1 - Схема контроля деталей гладкими предельными калибрами



Таким образом, с помощью предельных калибров можно очень быстро проконтролировать и рассортировать партию деталей на три группы:

· Если оба калибра - и проходной ПР и непроходной НЕ - не проходят, значит, деталь негодная, но брак исправимый;

· Если проходной ПР проходит, а непроходной НЕ не проходит - деталь годная;

· Когда оба калибра проходят, значит, имеет место неисправимый брак.

2. По конструкции различают следующие разновидности калибров:

· односторонние и двухсторонние;

· регулируемые и нерегулируемые;

· полные и неполные (только пробки);

· односторонние двухпредельные ( только скобы).

Кроме того, скобы могут быть по способу изготовления кованными, штампованными и листовыми.

3. По назначению различают предельные калибры:

а) Рабочие:

Р - ПР рабочий проходной

Р - НЕ рабочий непроходной

Рабочие калибры предназначены непосредственно для контроля деталей при их изготовлении или ремонте на рабочих местах. Эти калибры используют рабочие и контролеры.

б) Приемные:

П - ПР приемный проходной

П - НЕ приемный непроходной

в) Контрольные (контркалибры, т.е. калибры для контроля калибров) применяют для установки на размер регулируемых калибров - скоб и контроля нерегулируемых калибр - скоб.

Применяют три контркалибра:

К - ПР проверяют Р - ПР К - ПР и К - НЕ должны проходить через годный калибр, в противном случае К - НЕ проверяют Р - НЕ контролируемая скоба изымается из эксплуатации

К - И проверяют износ проходной скобы: через годную скобу он проходить не должен. Если К -И вошел в скобу, следовательно, её износ превысил допустимую величину.

Допуски гладких калибров.

Допуски размеров гладких предельных калибров устанавливает ГОСТ 24853-81 3, с.47-48 .

Рассмотрим в качестве примера схему расположения полей допусков для контроля отверстий и валов в соединении

40 .

Рисунок 2 - Схема расположения полей допусков на изготовление калибра - пробки для контроля отверстия 40 Н7 (+0,025)



Рисунок 3 - Схема расположения полей допусков на изготовление калибра - скобы для контроля вала 40 k6

Принятые обозначения и особенности схем на рис. 2 и 3:

1. Н - допуск на изготовление калибр - пробок;

2. Н1 - допуск на изготовление калибр - скоб;

3. Отклонения калибров отсчитывают от соответствующих предельных размеров контролируемого изделия, выступающих в роли номинальных размеров калибров. Например, номинальные размеры:

· для калибра - пробки: ПР Dmin и НЕ Dmax;

· для калибра - скобы: ПР dmax и НЕ dmin.

4. В процессе работы калибры НЕ почти не изнашиваются, то поле допуска на обработку непроходной стороны расположено симметрично относительно своего номинального размера : Dmax и dmin.

5. Учитывая, что проходные калибры изнашиваются, то середина поля допуска на изготовление калибров ПР смещена относительно своего номинального размера на Z для пробки и на Z1 для скобы.

Смещение производится «в тело» контролируемой детали, что сокращает производственный допуск и усложняет обработку, особенно при малых квалитетах точности изделия (IT6....IT8).

Расчет исполнительных размеров калибров.

Исполнительный размер - предельный размер калибра, по которому изготавливают новый калибр и проставляют на его чертеже.

Отклонения на чертежах проставляют в тело калибра, поэтому исполнительными размерами являются:

· для скобы - её наименьший предельный размер с положительным отклонением (+Н1);

· для пробки - её наибольший предельный размер с отрицательным отклонением ( -Н).

Размеры калибров определяют по формулам, приведенным в таблице.

Калибр	Размеры калибра, мм
	Номинальный	Исполнительный
Пробка	ПР	D min	(D min + Z + )-Н
	НЕ	D max	(D max + )-Н
Скоба	ПР	d max	(d max - Z1 - )+H1
	НЕ	d min	(d min - )+H1

При расчете исполнительных размеров калибров необходимо пользоваться следующими правилами округления:

1. Для изделий 15 -17 квалитетов округление следует производить до целого числа мкм.

2. Для изделий 6 - 14 квалитетов размеры следует округлять до величин, кратных 0,5 мкм, при этом допуск на калибры сохраняется.

3. Размеры, оканчивающиеся на 0,25 и 0,75 мкм, следует округлять до величин, кратных 0,5 мкм, в сторону уменьшения производственного допуска изделия.

4. Оформление чертежей калибров

Чертежи калибров выполняют в соответствии с требованиями стандартов на конструкцию калибров 3, с.49-56 .

На чертежах калибров указывают:

1. Исполнительные размеры ПР и НЕ сторон калибра.

2. Шероховатость мерительных поверхностей калибра, которая выбирается в зависимости от квалитета точности контролируемой детали по следующей таблице.

Квалитет точности детали	Отверстий
	6 и 7	8...10 кроме Н10	11, 12 и Н10
	Валов
	5 и 6	7...10 кроме h10	11, 12 и h10
	Шероховатость мерительных поверхностей калибра

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

3. Маркировка калибра, которая должна содержать следующие данные:

· Номинальный размер и поле допуска контролируемой детали;

· Верхнее и нижнее отклонение контролируемой детали;

· Назначение сторон калибра - ПР и НЕ.

5. Пример расчета

Задание: Спроектировать предельные калибры для контроля отверстия и вала в соединении

.

Решение:

1.Определяем предельные размеры контролируемых деталей - отверстия и вала:



Dmin = D + EI = 40 + 0 = 40,0мм

Dmax = D + ES = 40 + 0,025 = 40,025 мм

dmin = d + ei = 40 + 0,002 = 40,002 мм

dmax = d + es = 40+0,018 = 40,018 мм

2. По данным 3, с.48 определяем допуски и отклонения калибров:

· Для отверстия IT7: Z = 3,5 мкм и H = 4,0 мкм

· Для вала IT6: Z 1= 3,5 мкм и H1 = 4,0 мкм

3. Строим схему расположения полей допусков отверстия, вала и рабочих калибров (см. выше рисунки 2 и 3).

4. Определяем исполнительные размеры калибра-пробки:

Проходная сторона ПР:

d ПРmax = Dmin + Z + = 40,0 + 0,0035 + = 40,0055 мм

Исполнительный размер на чертеже пробки ПР: 40,0055-0,004

Непроходная сторона НЕ:

d НЕmax = Dmax + = 40,025 + = 40,027 мм

Исполнительный размер на чертеже пробки HE: 40,027-0,004

5. Определяем исполнительные размеры калибра-скобы:

Проходная сторона ПР:

D ПРmin = dmax - Z1 - = 40,018 - 0,0035 - = 40,0125 мм

Исполнительный размер на чертеже ПР: 40,0125+0,004

Непроходная сторона НЕ:

D НЕmin = dmin - = 40,002 - = 40,000 мм

Исполнительные размеры на чертеже HE: 40,000+0,004

6. Выполняем чертежи калибров, представленные на рис.4 и 5 (по аналогии с примерами).

Рисунок 4 - Пример выполнения чертежа калибра - пробки для контроля гладкого отверстия 40Н7 (+0,025) 1 - Вставка ПР ГОСТ 14810-69*; 2 - Вставка НЕ ГОСТ 14810-69*; 3 - Ручка ГОСТ 14748-69

1. Измерительные детали калибра-пробки должны быть изготовлены из сталей марок Х ГОСТ 5950-73 или ШХ15 ГОСТ 801-78.

Допускается изготовление измерительных деталей из сталей марок У10А или У12А ГОСТ 1435-74.

2. Измерительные поверхности, поверхности заходных и выходных фасок (притуплений) пробок (кроме неполных) диаметром от 6 до 100 мм должны иметь хромовое износоустойчивое покрытие по ГОСТ 9.073-77.

3. Измерительные поверхности, поверхности заходных и выходных фасок (притуплений) калибров должны иметь твердость: для пробок с хромовым покрытием - HRC 56-64; для остальных калибров - HRC 58-64.

4. Нерабочие поверхности металлических деталей должны иметь покрытие Хим. Окс. прм. или Хим. Фос. прм. ГОСТ 9.073-77.

5. Измерительные детали калибров должны быть подвергнуты старению.

6. На измерительных поверхностях, поверхностях заходных и выходных фасок (притуплений) калибров дефекты не допускаются. На остальных поверхностях калибров не должно быть дефектов, ухудшающих внешний вид или влияющих на эксплуатационные качества калибров.

7. Неуказанные предельные отклонения размеров должны быть выполнены: отверстий - по Н14, валов - по h14, остальных ±IT 14 / 2.

Рисунок 5 - Пример выполнения чертежа калибра - скобы для контроля гладкого вала 40k6 ; 1 - Корпус; 2 - Ручка - накладка ГОСТ 18369



1.Корпус калибра - скобы должен изготовляться из стали марок 15 или 20 по ГОСТ 1050-88. Допускается изготовление из стали марок У8А, У10А или У12А по ГОСТ 1435-74.

2. При изготовлении корпуса калибра из цементируемой стали (марок 15 или 20), толщина слоя цементации должна быть не менее 0,5 мм.

3. Твердость рабочих поверхностей, поверхностей заходных и выходных фасок (притуплений) должна быть в пределах HRC 58 ... 64.

4. Нерабочие поверхности металлических деталей должны иметь покрытие Хим. Окс. прм. или Хим. Фос. прм. ГОСТ 9.073-77.

5. Неуказанные предельные отклонения размеров: отверстий - Н14, валов - h14, остальных ±IT 14 / 2.

6. Дефекты на рабочих поверхностях, а также на поверхностях заходных и выходных фасок (притуплений) не допускаются; на остальных поверхностях не должно быть дефектов, ухудшающих внешний вид калибра.

7. Ручки - накладки допускается крепить приклеиванием или методом горячей формовки. Клеевой шов должен обеспечивать неразъемность соединения. Прочность на сдвиг - не менее 4 МПа (40 кг / см 2).

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ

Цель работы:

1. Изучить принцип действия и метрологические характеристики преобразователей;

2. Ознакомиться с конструкцией резистивного преобразователя;

3. Получить навыки самостоятельной работы на виртуальных измерительных приборах.

Порядок выполнения и методические указания:

1. Ознакомиться с методическими указаниями по выполнению лабораторной работы и рекомендованной литературой.

2. Изучить основные теоретические положения. Рассмотреть следующие вопросы:

§ Конструкция и основные положения по работе реостатногоного преобразователя;

§ Принцип работы тензорезистивного преобразователя;

§ Принцип работы преобразователя.

3. Оформить отчет по выполнению лабораторной работы.

Содержание отчета:

Отчет по работе должен содержать следующие данные:

Наименование работы.

Цель работы.

Краткие теоретические положения по теме.

Результаты выполненных замеров на виртуальных приборах.

Формулировка практической значимости освоенных знаний.

Выводы и предложения по теме.

ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Измерительный преобразователь (ИП) - это средство измерений, пред-назначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме удобной для передачи, дальнейшего преобразования, обработки и (или) хранения, но неподдающейся непосредственному восприятию наблюдателем (емкостный преобразователь, преобразователь амплитудных значений и др.).

Одним из элементов ИП является чувствительный элемент, который определяется как часть измерительного преобразователя в измерительной цепи, воспринимающая входную величину [3].

Датчик - конструктивно обособленный первичный измерительный преобразователь, от которого поступают сигналы измерительной информации (он "дает" информацию).

Датчики могут воспринимать и преобразовывать несколько величин, и под датчиком следует понимать конструктивно обособленную совокупность первичных измерительных преобразователей, воспринимающих одну или несколько входных величин преобразующую их измерительные сигналы.

В литературе для обозначения ИП, выполняющего функцию восприятия входной величины и формирования измерительного сигнала, наряду с термином "датчик" используется термин "сенсор".

Измерительный прибор - это средство измерений, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме доступной для непосредственного восприятия наблюдателем (вольтметр, омметр и др.).

Измерительная установка - это совокупность функционально объединенных средств измерений, предназначенная для выработки сигналов измерительной информации в форме, удобной для непосредственного восприятия наблюдателем, и расположенная в одном месте (индукционно-импульсная установка и др.). Измерительная установка может содержать: меры, измерительные приборы и вспомогательные устройства.

Измерительная система - это совокупность средств измерений (мер, ИП, измерительных приборов) и вспомогательных устройств, соединенных между собой каналами связи, предназначенная для выработки сигналов измерительной информации в форме, удобной для автоматической обработки, передачи и (или) использования в автоматических системах управления.

В общем случае средство измерений рассматривается как воплощение одного или нескольких методов измерений, знание которых способствует правильной организации и проведению процесса измерений [4].

Одним из важнейших элементов любого прибора, предназначенного для измерения неэлектрических величин, является измерительный преобразователь (датчик), входной величиной (естественной входной величиной) которого является измеряемая величина. Такой преобразователь можно назвать первичным измерительным преобразователем (ПИП). Рассмотрим классификацию первичных измерительных преобразователей.

Классификация ПИП может быть проведена по нескольким классификационным признакам.

По виду естественной выходной электрической величины ПИП подразделяются на генераторные (энергетические) и параметрические.

Генераторные - это такие ИП, которые под действием входной величины сами генерируют электрическую энергию (ИП с выходной величиной - напряжение, или ток). Генераторные ИП могут включаться в измерительную цепь, где отсутствует источник энергии. Примерами генераторных ИП являются термоэлектрические и фотоэлектрические ИП.

Параметрические ИП - это такие ИП, которые под действием измеряемой величины изменяют значение выходной величины в зависимости от принципа действия (например, ИП с выходной величиной в виде изменения сопротивления, емкости и т. д. в зависимости от значения входной величины), к ним относятся терморезистивные, емкостные ИП.

По физической закономерности, на которой основано действие преобразователя, все ИП можно разделить на следующие группы: резистивные; тепловые; электромагнитные; электростатические; электрохимические; пьезоэлектрические; фотоэлектрические; электронные; квантовые.

Резистивные измерительные преобразователи

Резистивные измерительные преобразователи (РИП) в настоящее время являются самыми распространенными.

РИП состоит из чувствительного элемента с электродами и выводами и различного рода конструктивных элементов.

Чувствительный элемент (ЧЭ) РИП выполняется из:

1) проводниковых материалов: <10-6 Омм;

2) полупроводниковых материалов: 10-6 Омм < <108 Омм;

3) диэлектрических материалов: >108 Омм.

Материалом ЧЭ может служить как электрически изотропное вещество, имеющее одинаковое электрическое сопротивление по всем направлениям, так и электрически анизотропное вещество, имеющее в разных направлениях различное сопротивление.

...