Metrologia odpowiedzi

Podać klasyfikację metod pomiarowych. a) bezpośrednie (wynik na podstawie wskazania przyrządu pomiarowego): - metoda bezpośredniego porównania (wskazanie X przyrządu stanowi czynnik pomiaru), - metoda różnicowa (odjęcie od wartości mierzonej X znanej wartości wzorcowej W i pomiar różnicy K metodą bezpośredniego porównania, wartość mierzona: X = W +K), - metoda zerowa (polega na badaniu różnicy między wielkością mierzoną, a wzorcową i takiej zmianie wielkości wzorcowej, aby różnicę między nimi zmniejszyć do zera, wtedy W = X) b) pośrednie (wartość szukana powiązana jest z innymi wartościami, które możemy zmierzyć znaną zależnością X = f(A, B, C, …), gdzie A, B, C, … - wielkości mierzone metodą bezpośrednią) Rodzaje pomiarów i ich schematy blokowe.

Kup dostęp do treści Dodaj artykuł aby odblokować treść
  1. Podać klasyfikację metod pomiarowych. a) bezpośrednie (wynik na podstawie wskazania przyrządu pomiarowego): - metoda bezpośredniego porównania (wskazanie X przyrządu stanowi czynnik pomiaru), - metoda różnicowa (odjęcie od wartości mierzonej X znanej wartości wzorcowej W i pomiar różnicy K metodą bezpośredniego porównania, wartość mierzona: X = W +K), - metoda zerowa (polega na badaniu różnicy między wielkością mierzoną, a wzorcową i takiej zmianie wielkości wzorcowej, aby różnicę między nimi zmniejszyć do zera, wtedy W = X) b) pośrednie (wartość szukana powiązana jest z innymi wartościami, które możemy zmierzyć znaną zależnością X = f(A, B, C, …), gdzie A, B, C, … - wielkości mierzone metodą bezpośrednią)
  2. Rodzaje pomiarów i ich schematy blokowe. To samo co w: „klasyfikacji metod pomiarowych”, ale trzeba rozrysować, wcześniej dodać jakieś sprawdzenie przyrządów pomiarowych we wzorcach, przygotowanie stanowiska.
  3. Rodzaje błędów pomiaru i ich wpływ na wyniki pomiarowe. a) błąd systematyczny: mówi się o nim wtedy, gdy w trakcie powtarzania pomiarów uzyskuje się stałą różnicę między wartościami mierzonymi, a rzeczywistymi. Przy czym rozrzut wyników pomiarów nie jest duży. Błędy systematyczne najczęściej wynikają z samej aparatury pomiarowej, na skutek jej niedoskonałego wykonania. Przyczyną błędu może być np. niedokładnie wykonana podziałka na skali. Błąd systematyczny może również wynikać z wykonywania pomiarów w warunkach różniących się od warunków odniesienia. Błędy systematyczne są wyjątkowo trudne do zidentyfikowania. Nie umożliwia tego nawet bardzo duża liczba pomiarów. Jedyną możliwością, aby wykryć błąd systematyczny jest użycie innej metody pomiarowej. b) błąd przypadkowy: źródłem błędu przypadkowego jest najczęściej niedokładność ludzkich zmysłów. Rzadziej wynika on z błędów aparatury. O błędzie przypadkowym mówi się gdy występuje statystyczny rozrzut wyników kolejnych pomiarów wokół pewnej wartości średniej. Czyli występuje taka sama szansa uzyskania wyniku większego jak i mniejszego od wartości rzeczywistej. c) błąd gruby: powstają na skutek niewłaściwego użycia danego narzędzia pomiarowego, pomyłek przy odczycie lub zapisie wyników itp. Ponieważ każdy pomiar jest obarczony błędem, więc bardzo trudno jest zdefiniować wartość rzeczywistą pomiaru. Pozostaje ona nieznana. W praktyce można przyjąć, że jest to wartość uzyskana za pomocą innej metody. Na podstawie błędu pojedynczego pomiaru nie można wnioskować o dokładności metody pomiarowej. Jeśli następuje statystyczna zmiana wyników to wartość błędu bezwzględnego jest inna dla każdego pomiaru.
  4. Niepewność pomiaru i sposoby jej obliczania. Niepewność pomiaru: różnica pomiędzy wartością pewnej wielkości uzyskaną w wyniku pomiaru, a rzeczywistą wartością tej wielkości. Charakteryzuje ona rozrzut wartości (szerokość przedziału), wewnątrz którego można z zadowalającym prawdopodobieństwem usytuować wartość wielkości mierzonej. Z definicji niepewności pomiarowej wynika, że nie może być ona wyznaczona doskonale dokładnie. Można natomiast dokonać jej oszacowania (np. statystycznej estymacji). Żaden pomiar nie jest idealnie dokładny, czyli wszystkie pomiary są zawsze obarczone jakąś niepewnością. Fakt ten nie wynika z niedoskonałości aparatury i zmysłów obserwatora, ale jest nieodłączną cechą każdego pomiaru. Wynika m.in. z: niepełnego uwzględniania czynników zewnętrznych (np. temperatury), niedoskonałości technicznej przyrządu, błędu odczytu skali analogowej (paralaksy), niedokładnych wzorców, uproszczeń i założeń co do metody pomiaru, błędów w definicji mierzonego parametru (np. zmierzenie cięciwy zamiast średnicy). Parametrem określającym niepewność pomiaru może być odchylenie standardowe: gdzie xi – wynik i-tego pomiaru, x – średnia arytmetyczna n pomiarów. Aby wyznaczyć niepewność pomiaru U, należy pomnożyć odchylenie standardowe S przez współczynnik K, zależny od liczby n pomiarów dla przyjętego poziomu ufności P (prawdopodobieństwo, że wartość prawdziwa zawarta jest w przedziale niepewności)U = k ∙ S.
  5. Co jest zgodnością, a co niezgodnością w pomiarach według specyfikacji geometrii wyrobów. Zgodnością jest wymiar znajdujący się w zakresie od granicy minimum materiału (LML) do granuli maksimum materiału (MML). Jeżeli granica maksimum jest przekroczona, część może być poprawiona. Niezgodność jest wtedy, kiedy wymiar znajduje się poza zakresem: LML – MML.
  6. Jakie są sposoby wyrażania tolerancji wymiaru długości. • jako wymiar nominalny i odchyłki, np. 12+0,05¬-0.02 • jako graniczny wymiar góry i dołu np. A = 11,998 i B = 12,005
  7. Co to jest wskaźnik pasowania i jak wyraża rodzaje pasowań. Pasowanie: jest to wzajemna relacja między wymiarami dwóch łączonych elementów (otworu i wałka) przed ich połączeniem wynikająca z ich różnicy. Wskaźnik pasowania: jest to różnica pomiędzy średnicą otworu Do ¬¬i średnicą wałka Dw.
  8. Jakie są rodzaje pasowań i jak się je rozróżnia. Rodzaj pasowania uzależniony jest od luzu minimalnego i maksymalnego: • Luz najmniejszy: Lmin = Ao – Bw = EI – es • Luz największy: Lmax = Bo – Aw = ES– ei
  • Jeżeli Lmin ≥ 0 to pasowanie jest luźne - Jeżeli Lmin < 0 < Lmax to pasowanie jest mieszane - Jeżeli Lmax ≤ 0 to pasowanie jest ciasne
  1. Podać rodzaje określania tolerancji kątów i stożków. Układ tolerancji kątów dotyczy zarówno tolerowania kątów, elementów pryzmowych, jak i stożków. Pole tolerancji kąta określa się względem kąta nominalnego przez podanie kątów granicznych lub odchyłek od wartości nominalnej. Tak określony dopuszczalny zakres zmienności kąta nosi nazwę tolerancji kąta. Wartość tolerancji AT kąta może być wyrażona: a) w jednostkach kątowych ATα (stopnie, minuty, sekundy kątowe, μrad) - np. , 15'30o± b) długością odcinka ATh prostej prostopadłej do ramienia kąta, przy czym odcinek ten leży naprzeciw kąta ATα, w odległości równej nominalnej długości (L1) krótszego ramienia kąta Na rysunku można to zapisać, podając sposób wyrażenia tolerancji i wymaganą klasę dokładności, np.. 7030hAT+ Dla stożków sposób podawania tolerancji zależy od ich zbieżności. Zbieżność stożka jest to stosunek różnicy średnic w dwu przekrojach porzecznych stożka prostopadłych względem siebie do odległości między nimi. Dla stożków o mniejszych kątach, czyli zbieżności C < l : 3, tolerancję określa się jako różnicę średnic ATD stożka, wynikającą z kątów granicznych stożka, odniesioną do długości nominalnej L stożka. Przy tolerowaniu stożków stosowane są dwie metody. W metodzie pierwszej, przewidzianej przede wszystkim dla stożków tworzących pasowania i zwanej metodą kąta nominalnego, toleruje się stożek przez podanie tolerancji średnicy -TD - w każdej płaszczyźnie. Jest to tolerowanie analogiczne do tolerowania wałków i otworów; podaje się wielkość i położenie pola tolerancji. Wszystkie błędy (wymiaru i kształtu) stożka muszą się mieścić w polu tolerancji ograniczonym stożkami granicznymi wynikającymi z przyjętej tolerancji średnicy (rys 5.2 a). W przypadkach uzasadnionych, gdy wymagana jest tolerancja kąta lub kształtu mniejsza niż wynikająca z tolerancji średnicy, kąt lub kształt toleruje się dodatkowo. Druga metoda tolerowania nazywana jest metodą kąta tolerowanego i zakłada odrębne tolerowanie średnicy, kąta i kształtu stożka (rys. 5.2 b).
  2. Co to jest zamienność części maszyn i podać jej rodzaje. Zamienność części maszyn – jest to możność zastąpienia zużytych lub uszkodzonych elementów maszyn przez części zamienne dostępne w handlu lub wykonane indywidualnie (np. na tokarkach, frezarkach). Ważne jest dobranie odpowiedniej tolerancji części, luzu, wcisku. Zamienność może być: - całkowita – częściowa - warunkowa (technologiczna, konstrukcyjna, selekcyjna) Maszyna składa się z części zamiennych, jeżeli jej zbudowanie z części dowolnie wybranych z posiadanego zestawu jest zawsze możliwe. Zamienność jest szczególną cechą konstrukcji maszyny związaną z technologią jej montażu. Obejmuje możliwość montażu i faktycznego działania maszyny złożonej z części.
  3. Wymienić elementy wyróżniane w specyfikacji geometrii wyrobów uwzględniane w dokumentacji technicznej. Elementy ze specyfikacji geometrii wyrobów (GPS) uwzględniane w dokumentacji technicznej: - tolerancja wymiarów zewnętrznych i wewnętrznych linowych
  • tolerancja kątów - tolerancje położenia i kierunku – chropowatości - falistości
  • kształtu
  1. Jakie mogą być rodzaje(kształty) tolerancji geometrycznych w płaszczyźnie(2D). a) pole pomiędzy liniami prostymi odległymi o t¬g b) pole pomiędzy liniami krzywymi będącymi obwodami okręgów o średnicach tLP, których środki leżą na zarysie o nominalnym kształcie c) koło o promieniu R d) koło o średnicy ¢ e) dwa współśrodkowe okręgi o różnicy promieni tK
  2. Jakie mogą być rodzaje(kształty) tolerancji geometrycznych w przestrzeni (3D). a) walec o promieniu R b) walec o średnicy tg c) dwa współosiowe walce o różnicy promieni t¬¬Z d) dwie równoległe płaszczyzny odległe o tE e) dwie powierzchnie będące obwodami kolejnych położeń kul o średnicach tLP, których środki leżą na powierzchni nominalnej f) średnicę kuli
  3. Wymienić rodzaje prostych (samodzielnych) tolerancji geometrycznych.
  • prostoliniowość – płaskość – okrągłość - walcowość
  1. Wymienić rodzaje tolerancji geometrycznych z elementami odniesienia(bazami). a) kierunku: - równoległości – prostopadłości nachylenia b) położenia:- pozycji – współśrodkowości – współosiowości - symetrii c) bicia (runout):- bicia promieniowego - bicia osiowego - bicia całkowitego promieniowego - bicia całkowitego osiowego d) dodatkowo: - kształtu wyznaczonego zarysu - kształtu wyznaczonej powierzchni
  2. Jakie mogą być rodzaje elementów odniesienia (bazy) w tolerowaniu geometrycznym.
  • teoretyczne i rzeczywiste - punktowe, powierzchniowe i przestrzenne
  1. Co to jest struktura geometryczna powierzchni (SGP) i jak się ją charakteryzuje. Struktura geometryczna powierzchni to zbiór wszystkich nierówności powierzchni i zazwyczaj analizuje się ją w przekrojach płaszczyzną prostopadłą do powierzchni.
  2. Jakie są rodzaje parametrów nierówności(falistości, chropowatości) powierzchni przedmiotu. a) parametry wysokości (amplitudowe)
  • Ra – średnie arytmetyczne wychylenia profilu od linii średniej mierzone wzdłuż odcinka pomiarowego lub elementarnego - Rq – średnie kwadratowe odchylenie profilu od linii średniej wzdłuż odcinka pomiarowego lub elementarnego,
  • Rz(ISO) – wysokość chropowatości od linii średniej wzdłuż odcinka pomiarowego lub elementarnego - Rp – wysokość najwyższego wzniesienia profilu - Rv – głębokość najniższego wgłębienia profilu - Rt, Rc b) parametry częstotliwościowe (horyzontalne) [długości – odległościowe]
  • Sm – średnia wartość z odstępów chropowatości Smi występujących w przedziale odcinka elementarnego l. - S – średni odstęp miejscowych wzniesień profilu c) parametry mieszane (hybrydowe) [wysokościowo-długościowe]
  • krzywa Abbota - udział nośny liniowy (tp)
  1. Na czym polega sprawdzanie, a na czym pomiar długości. Sprawdzanie długości polega na wyznaczeniu i porównaniu z wartościami dopuszczalnymi (np. tolerancję) wymiaru, który znamy i który spodziewamy się osiągnąc np. w wyprodukowanej części. Sprawdzaniu można poddawać też narzędzia pomiarowe na płytkach wzorcowych. Pomiar długości ma na celu ustalenie nieznanego parametru.
  2. Przedstawić ogólny podział przyrządów pomiarowych.
  • suwmiarkowe – mikrometryczne - czujniki- przyrządy do mierzenia kątów
  • interferometry - przyrządy do pomiaru chropowatości i falistości powierzchni
  • przyrządy do pomiarów odchyłek, kształtu i położenia - przyrządy do pomiaru kół zębatych - maszyny pomiarowe: + długościomierze, wysokościomierze – 1D
  • mikroskopy i projektory – 2D + współrzędnościowe maszyny pomiarowe – 3D