MINISTERIO DE EDUCACIÓN DE LA INSTITUCIÓN DEL ESTADO DE LA FEDERACIÓN DE RUSIA

UNIVERSIDAD TÉCNICA DEL ESTADO DE KUZBAS Departamento de máquinas herramienta y herramientas

METROLOGÍA

MÉTODOS E INSTRUMENTOS PARA MEDIR MAGNITUDES FÍSICAS

Pautas para el trabajo de laboratorio en el curso "Metrología, normalización y certificación" para estudiantes de la especialidad 120200 "Máquinas y herramientas para corte de metales" de la especialización 120219 "Gestión de calidad, certificación y licencia de equipos"

Compilado por N.G. Rozenko

Aprobada en sesión del departamento Acta N° 5 de fecha 30.10.02

Una copia electrónica se almacena en la biblioteca del edificio principal de KuzGTU.

Kémerovo 2003

cantidades, métodos, técnicas, así como instrumentos de medición para el apoyo metrológico de la producción.

2. DISPOSICIONES TEÓRICAS Una cantidad física es una de las propiedades de un objeto físico.

proyecto, sistema físico, fenómeno o proceso. Cualitativamente, esta propiedad es única para muchos objetos físicos, pero cuantitativamente es individual para cada uno de ellos. La certeza cuantitativa de una cantidad física inherente a un objeto, sistema, fenómeno o proceso material particular se denomina tamaño de una cantidad física. El valor de una cantidad física se forma expresando una cantidad física en forma de cierto número de unidades aceptadas para ella.

El valor de una cantidad física que caracteriza idealmente a la cantidad física correspondiente cualitativa y cuantitativamente se denomina valor verdadero de la cantidad. Puede correlacionarse con el concepto de verdad absoluta y solo puede obtenerse como resultado de un proceso interminable de mediciones con una mejora interminable en métodos e instrumentos de medición.

El valor real de una cantidad física es el valor de una cantidad física obtenido experimentalmente y tan cercano al valor real que puede usarse en lugar de él en la tarea de medición establecida.

Agregar Cantidades fisicas, formado de acuerdo con principios aceptados, se llama un sistema de cantidades físicas.

En el sistema de magnitudes físicas, algunas magnitudes se toman como independientes, mientras que otras se definen como funciones de magnitudes independientes.

Una cantidad física incluida en un sistema de cantidades y aceptada condicionalmente como independiente de otras cantidades de este sistema se denomina cantidad física principal.

Una cantidad física incluida en un sistema de cantidades y definida a través de las cantidades básicas de este sistema se llama cantidad física derivada.

La medida de una cantidad física es un conjunto de operaciones por el uso de un medio técnico que almacena una unidad de una cantidad física, asegurando que la relación se encuentra en forma explícita o implícita.

forma explícita de la cantidad medida con su unidad y obteniendo el valor de esta cantidad. Si se realiza una serie de mediciones de cualquier valor con instrumentos de medición de la misma precisión en las mismas condiciones con la misma precisión, entonces tales mediciones se denominan de igual precisión. Si se realiza una serie de mediciones de cualquier valor con instrumentos de medición que difieren en precisión y (o) bajo diferentes condiciones, entonces tales mediciones se denominan mediciones desiguales.

Si la medición se realiza una vez, entonces se llama única. Se dice que una medida es múltiple si, al medir una cantidad física del mismo tamaño, el resultado se obtiene de varias medidas sucesivas, es decir que consta de una serie de medidas individuales.

Una medición estática es una medición de una cantidad física, tomada de acuerdo con una tarea de medición específica sin cambios durante el tiempo de medición.

Una medida dinámica es una medida de una cantidad física que cambia de tamaño.

Una medida basada en medidas directas de una o más cantidades básicas y (o) el uso de valores físicos constantes se denomina medida absoluta. Por ejemplo, la medición de la fuerza F = m g se basa en el uso del valor de masa principal - m

y usando la constante física g en el punto de medición de masa. Una medida relativa es una medida de la razón de una cantidad a

el valor del mismo nombre, que juega el papel de una unidad, o la medida del cambio en el valor en relación con el valor del mismo nombre, tomado como el original.

Una medida en la que el valor inicial de una cantidad física se obtiene directamente se llama medida directa. Por ejemplo, medir la longitud de una pieza con un micrómetro, la intensidad de la corriente con un amperímetro, la masa en una escala.

Si el valor deseado de una cantidad física se determina sobre la base de mediciones directas de otras cantidades físicas que están relacionadas funcionalmente con la cantidad deseada, tales mediciones se denominan indirectas. Por ejemplo, la densidad D de un cuerpo cilíndrico se puede determinar a partir de los resultados de mediciones directas de la masa m, la altura h y el diámetro del cilindro d, relacionados con la densidad mediante la ecuación

	0.25π día 2 horas

Las medidas simultáneas de varias cantidades del mismo nombre, en las que los valores deseados de las cantidades se determinan resolviendo un sistema de ecuaciones obtenido al medir estas cantidades en diferentes combinaciones, se denominan medidas acumulativas. Por ejemplo, el valor de la masa de las pesas individuales del conjunto está determinado por el valor conocido de la masa de una de las pesas y por los resultados de las mediciones (comparaciones) de las masas de varias combinaciones de pesas.

Si dos o más cantidades del mismo nombre se miden simultáneamente para determinar la relación entre ellas, entonces tales medidas se llaman conjuntas.

El tipo de medidas es una parte del área de medida, que tiene sus propias características y se distingue por la uniformidad de los valores medidos. Por ejemplo, en el campo de las medidas eléctricas y magnéticas, se pueden distinguir los siguientes tipos de medidas: medidas de resistencia eléctrica, fuerza electromotriz, tensión eléctrica, inducción magnética, etc.

Una subespecie de medidas es una parte del tipo de medidas que destaca las características de las medidas de una cantidad homogénea (por rango, por el tamaño de la cantidad, etc.) Por ejemplo, al medir longitudes, las medidas de longitudes grandes (en decenas, centenas, miles de kilómetros) o medidas de longitudes extra pequeñas - espesores de película.

Los instrumentos de medida son medios técnicos especialmente diseñados para realizar mediciones. El equipo de medición incluye instrumentos de medición y sus combinaciones (sistemas de medición, instalaciones de medición), accesorios de medición, instalaciones de medición.

Se entiende por instrumento de medida un instrumento técnico destinado a la medición, que tiene características metrológicas normalizadas, que reproduce y (o) almacena una unidad de magnitud física, cuyo tamaño se supone invariable dentro del error establecido durante un intervalo de tiempo conocido.

Un instrumento de medición de trabajo es un instrumento de medición destinado a mediciones no relacionadas con la transferencia del tamaño de la unidad a otros instrumentos de medición.

El principal instrumento de medición es un medio para medir la cantidad física, cuyo valor debe obtenerse de acuerdo con la tarea de medición.

Un instrumento de medición auxiliar es un instrumento de medición de esa cantidad física, cuya influencia en el instrumento de medición principal o el objeto de medición debe tenerse en cuenta para obtener resultados de medición con la precisión requerida. Por ejemplo, un termómetro para medir la temperatura de un gas al medir el caudal volumétrico de ese gas.

Un instrumento de medición se denomina automático si, sin la participación directa de una persona, realiza mediciones y todas las operaciones relacionadas con el procesamiento de los resultados de medición, su registro, transmisión de datos o generación de una señal de control. Un instrumento de medición automático integrado en una línea de producción automática se denomina máquina de medición o máquina de control. Una variedad de máquinas de control y medición, caracterizadas por buenas propiedades de manejo, altas velocidades de movimiento y medición, se denominan robots de medición.

Un instrumento de medida se denomina automatizado si realiza automáticamente una o parte de las operaciones de medida. Por ejemplo, un barógrafo mide y registra la presión; el contador de energía eléctrica mide y registra los datos en base devengado.

Una medida de una cantidad física es un instrumento de medida diseñado para reproducir y (o) almacenar la cantidad física de uno o más parámetros dados, cuyos valores se expresan en unidades establecidas y se conocen con la precisión requerida.

Existen los siguientes tipos de medidas.

1. Una medida inequívoca es una medida que reproduce una cantidad física del mismo tamaño (por ejemplo, un peso de 1 kg).

2. Una medida multivaluada es una medida que reproduce una cantidad física de diferentes tamaños (por ejemplo, una medida discontinua de longitud).

3. Un conjunto de medidas es un conjunto de medidas de diferentes tamaños de la misma cantidad física, destinado al uso práctico tanto individualmente como en varias combinaciones (por ejemplo, un conjunto de bloques patrón).

4. Una caja de medidas es un conjunto de medidas combinadas estructuralmente en un solo dispositivo, que tiene dispositivos para conectarlas en varias combinaciones (por ejemplo, una caja de resistencia eléctrica).

Un conjunto de medición es un instrumento de medición diseñado para obtener valores de medición de una cantidad física dentro de un rango específico. De acuerdo con el método de indicación de los valores del valor medido, los instrumentos de medición se dividen en indicadores y registros. Según la acción, los instrumentos de medida se dividen en integradores y sumadores. También existen dispositivos de acción directa y dispositivos de comparación, dispositivos analógicos y digitales, dispositivos de autograbación e impresión.

Un conjunto de medidas funcionalmente combinadas, instrumentos de medición, transductores de medida y otros dispositivos diseñados para medir una o más magnitudes físicas y situados en un mismo lugar se denomina instalación de medida. La configuración de medición utilizada para la verificación se denomina configuración de calibración. La configuración de medición que forma parte del estándar se denomina configuración de referencia. Algunos dispositivos de medición grandes se denominan máquinas de medición. Las máquinas de medición están diseñadas para mediciones precisas de cantidades físicas. Por ejemplo, una máquina de medición de fuerza, una máquina para medir grandes longitudes en la producción industrial, una máquina divisoria, una máquina de medición por coordenadas.

Un sistema de medida es un conjunto de medidas funcionalmente integradas, instrumentos de medida, transductores de medida, ordenadores y otros medios tecnológicos situados en diferentes puntos objeto controlado con el propósito de medir una o más cantidades físicas inherentes a este objeto, y generar señales de medición para varios propósitos. Dependiendo del propósito, los sistemas de medición se dividen en información de medición, sistemas de control de medición, etc. Un sistema de medición que se reconfigura dependiendo de un cambio en la tarea de medición se denomina sistema de medición flexible.

Una muestra estándar es una muestra de sustancias o material con los valores de una o más cantidades establecidas como resultado de la certificación metrológica, caracterizando la propiedad o composición de esta sustancia o material. Se hace una distinción entre estándares de propiedad y estándares de composición. Un ejemplo de un estándar de propiedad es el estándar de permitividad relativa. Las muestras estándar de las propiedades de sustancias y materiales con fines metrológicos desempeñan el papel de medidas inequívocas. Se pueden utilizar como patrones de trabajo con dimensionamiento

de acuerdo con el esquema de verificación estatal. Un ejemplo de un estándar de composición es un estándar de composición de acero al carbono.

Un transductor de medida es una herramienta técnica con características metrológicas normalizadas que se utiliza para convertir una cantidad medida en otra cantidad o una señal de medida que sea conveniente para el procesamiento, almacenamiento, transformaciones posteriores, indicación o transmisión. El transductor de medida puede formar parte de un dispositivo de medida, una instalación de medida, sistema de medición etc. o usarse junto con cualquier instrumento de medición. Según la naturaleza de la conversión, se distinguen los convertidores analógico, digital a analógico y analógico a digital. Los transductores primarios e intermedios se distinguen por su lugar en el circuito de medición. Los convertidores también son de gran escala y transmisores.

Ejemplos de convertidores.

1. Termopar en termómetro termoeléctrico;

2. Convertidor electroneumático.

El transductor de medición primario es un transductor de medición, que se ve afectado directamente por la cantidad física medida. Por ejemplo, un termopar en un circuito de termómetro termoeléctrico.

Un sensor es un transductor primario estructuralmente separado desde el cual se reciben las señales de medición.

Una herramienta de comparación es una herramienta técnica o un entorno especialmente creado mediante el cual es posible comparar medidas de cantidades homogéneas o lecturas de instrumentos de medición entre sí.

Ejemplos de medios de comparación.

1. Balanzas de palanca, en un vaso se instala un peso de referencia y en el otro calibrado.

2. Líquido de calibración para comparar hidrómetros de referencia y de trabajo.

3. El campo de temperatura creado por un termostato para comparar las lecturas del termómetro.

4. La presión del medio creado por el compresor se puede medir con un manómetro calibrado y de referencia al mismo tiempo; sobre la base de las lecturas del instrumento de referencia, se calibra el instrumento bajo prueba.

Un comparador es una herramienta de comparación diseñada para comparar medidas de cantidades homogéneas. Por ejemplo, balanzas de palanca.

Un instrumento de medición reconocido como apto y aprobado para su uso por un organismo autorizado se denomina instrumento de medición legalizado.

Las normas estatales del país se convierten en tales como resultado de la aprobación de las normas primarias por parte del organismo nacional de normalización y metrología. Los instrumentos de medición en funcionamiento destinados a la producción en serie se legalizan mediante la aprobación del tipo de instrumento de medición.

Los accesorios de medición son herramientas auxiliares que sirven para asegurar condiciones necesarias realizar mediciones con la precisión requerida. Ejemplos de accesorios de medición son termostatos, barómetros, bases antivibración, dispositivos de protección electromagnética, trípodes para instrumentos, etc.

Un indicador es una herramienta técnica o sustancia diseñada para establecer la presencia de una cantidad física o exceder su valor umbral. El indicador de proximidad de la señal se denomina indicador nulo.

Ejemplos de indicadores.

1. El osciloscopio sirve como indicador de la presencia o ausencia de señales de medición.

2. Papel tornasol u otras sustancias en reacciones químicas.

3. Señal luminosa o sonora del indicador de radiación ionizante en caso de exceso del nivel de radiación del valor umbral.

Una característica metrológica de los instrumentos de medición es una característica de una de las propiedades de los instrumentos de medición que afecta el resultado de la medición y su error. Para cada tipo de instrumentos de medida se establecen sus características metrológicas. Las características metrológicas establecidas en documentos normativos y técnicos se denominan características metrológicas normalizadas, y las determinadas experimentalmente se denominan características metrológicas reales.

La variación de las lecturas del dispositivo de medición es la diferencia en las lecturas del dispositivo en el mismo punto en el rango de medición con un acercamiento suave a este punto desde el lado de los más pequeños y valores grandes valor medido.

El rango de indicaciones de los instrumentos de medición es el rango de valores de la escala del instrumento, limitado por los valores inicial y final de la escala.

El rango de medición de los instrumentos de medición es el rango de valores de una cantidad dentro de la cual se normalizan los límites de error permisibles de los instrumentos de medición.

Los valores de cantidad que limitan el rango de medición desde abajo y desde arriba (izquierda y derecha) se denominan límite de medición inferior y límite de medición superior, respectivamente.

El valor nominal de una medida es el valor de la cantidad asignada a una medida o lote de medidas durante la fabricación, por ejemplo, un peso con un valor nominal de 1 kg.

El valor real de una medida es el valor de cantidad asignado a la medida sobre la base de su calibración o verificación. Por ejemplo, la composición del estándar estatal de la unidad de masa incluye un peso de platino-iridio con un valor de masa nominal de 1 kg, mientras que el valor real de su masa es 1.000000087 kg, obtenido como resultado de comparaciones internacionales con el internacional. estándar del kilogramo, almacenado en la Oficina Internacional de Pesos y Medidas (BIPM).

La sensibilidad de un instrumento de medición es una propiedad de un instrumento de medición, determinada por la relación entre la medición de la señal de salida de este instrumento y el cambio en el valor medido que lo provoca. Hay una diferencia entre sensibilidad absoluta y relativa. La sensibilidad absoluta está determinada por la fórmula

donde X es el valor medido.

El umbral de sensibilidad es una característica de un instrumento de medición en forma del valor más pequeño de un cambio en una cantidad física, a partir del cual puede ser medido por este instrumento.

La compensación cero es la lectura distinta de cero de un instrumento de medición cuando la señal de entrada es cero.

La deriva de las lecturas de un instrumento de medición es un cambio en las lecturas de un instrumento de medición en el tiempo, debido a cambios en las cantidades que influyen u otros factores.

El tipo de instrumento de medición es un conjunto de instrumentos de medición del mismo propósito, basados ​​en el mismo principio.

acciones con el mismo diseño y fabricadas según la misma documentación técnica. Los instrumentos de medición del mismo tipo pueden tener diferentes modificaciones (por ejemplo, diferir en el rango de medición).

El tipo de instrumento de medida es un conjunto de instrumentos de medida destinados a medir una determinada magnitud física. Por ejemplo, los amperímetros y los voltímetros son tipos de instrumentos de medición, respectivamente, para la fuerza de la corriente eléctrica y el voltaje. El tipo de instrumentos de medición puede incluir varios tipos.

La capacidad de servicio metrológico de los instrumentos de medida es su condición en la que todas las características metrológicas normalizadas cumplen con los requisitos establecidos.

La salida de las características metrológicas del instrumento de medición más allá de los límites establecidos se denomina falla metrológica del instrumento de medición.

El fenómeno o efecto físico que subyace a la medición se denomina principio de medición (por ejemplo, el uso de la gravedad al medir la masa mediante el pesaje).

Un método de medida es una técnica o un conjunto de métodos para comparar una cantidad física medida con su unidad de acuerdo con el principio de medida implementado. El método de medición está interconectado con el dispositivo de instrumentos de medición.

El método de evaluación directa es un método de medición en el que el valor de una cantidad se determina directamente a partir del instrumento de medición indicador.

Un método de comparación con una medida es un método de medición en el que la cantidad que se mide se compara con la cantidad reproducible por la medida. Por ejemplo, medidas de masa en una balanza con pesas (medidas de masa con un valor conocido).

El método nulo de medición es un método de comparación con una medida en el que el efecto neto del mensurando y la medida en el comparador se lleva a cero. Por ejemplo, la medida de la resistencia eléctrica de un puente con su equilibrado completo.

El método de medición por sustitución es un método de comparación con una medida en el que el mensurando se reemplaza por una medida con un valor conocido de la cantidad. Por ejemplo, pesaje con colocación alternativa de la masa medida y los pesos en el mismo platillo de la báscula.

El método de medida por adición es un método de comparación con una medida, en el que el valor de la cantidad medida se complementa con una medida de la misma

Medida de una cantidad física- un conjunto de operaciones para el uso de un medio técnico que almacena una unidad de una cantidad física, proporcionando una relación (en forma explícita o implícita) de la cantidad medida con su unidad y obteniendo el valor de esta cantidad.

En el caso más simple, al aplicar una regla con divisiones a cualquier parte, de hecho, su tamaño se compara con la unidad almacenada por la regla y, después de contar, el valor del valor (longitud, altura, grosor y otros parámetros de la parte) se obtiene. Con la ayuda de un dispositivo de medición, el tamaño del valor convertido en el movimiento del puntero se compara con la unidad almacenada por la escala de este dispositivo y se toma una lectura.

La definición del concepto "medida" satisface la ecuación general de medidas, que es esencial para ordenar el sistema de conceptos en metrología. Tiene en cuenta el aspecto técnico (un conjunto de operaciones), revela la esencia metrológica de las medidas (comparación con la unidad) y muestra el aspecto epistemológico (obtención del valor de una cantidad).

Tipos de medición

área de medición- un conjunto de medidas de cantidades físicas características de cualquier campo de la ciencia o la tecnología y que se distinguen por su especificidad. Nota - Hay varias áreas de medición: mecánica, magnética, acústica, mediciones de radiación ionizante, etc.

Tipo de medida- una parte del área de medición, que tiene sus propias características y se caracteriza por la uniformidad de los valores medidos. EJEMPLO En el campo de las medidas eléctricas y magnéticas se pueden distinguir los siguientes tipos de medidas: medidas de resistencia eléctrica, fuerza electromotriz, tensión eléctrica, inducción magnética, etc.

Hay varios tipos de medidas.

Según la naturaleza de la dependencia del valor medido en el tiempo, las mediciones se dividen en:

mediciones estáticas;

mediciones dinámicas.

Según el método de obtención de resultados de medición, se dividen en:

indirecto;

acumulativo;

articulación.

Según las condiciones que determinan la precisión del resultado, las mediciones se dividen en:

mediciones metrológicas;

medidas de control y verificación;

medidas técnicas.

Según la forma en que se expresan los resultados:

medidas absolutas;

medidas relativas.

Según las características del instrumento de medida, existen:

medidas iguales;

medidas irregulares.

Por el número de mediciones en una serie de mediciones:

medidas individuales;

múltiples medidas.

Las mediciones se distinguen por el método de obtención de información, por la naturaleza de los cambios en el valor medido durante el proceso de medición, por la cantidad de información de medición, en relación con las unidades principales.

Según el método de obtención de información, las mediciones se dividen en directas, indirectas, acumulativas y conjuntas.

Las medidas directas son una comparación directa de una cantidad física con su medida. Por ejemplo, al determinar la longitud de un objeto con una regla, el valor deseado (una expresión cuantitativa del valor de la longitud) se compara con una medida, es decir, una regla.

Mediciones indirectas: se diferencian de las directas en que el valor deseado de una cantidad se establece en función de los resultados de las mediciones directas de dichas cantidades que están asociadas con la dependencia específica deseada. Entonces, si mide la intensidad de la corriente con un amperímetro y el voltaje con un voltímetro, entonces, de acuerdo con la relación funcional conocida de las tres cantidades, puede calcular la potencia del circuito eléctrico.

Mediciones agregadas: están asociadas con la solución de un sistema de ecuaciones compilado a partir de los resultados de mediciones simultáneas de varias cantidades homogéneas. La solución del sistema de ecuaciones permite calcular el valor deseado.

Las medidas conjuntas son medidas de dos o más cantidades físicas no homogéneas para determinar la relación entre ellas.

Las mediciones acumulativas y conjuntas se utilizan a menudo en la medición de varios parámetros y características en el campo de la ingeniería eléctrica.

Según la naturaleza del cambio en el valor medido durante el proceso de medición, existen mediciones estadísticas, dinámicas y estáticas.

Las medidas estadísticas están asociadas a la determinación de las características de procesos aleatorios, señales sonoras, niveles de ruido, etc. Las medidas estáticas tienen lugar cuando el valor medido es prácticamente constante.

Las mediciones dinámicas están asociadas con aquellas cantidades que experimentan ciertos cambios durante el proceso de medición. Las mediciones estáticas y dinámicas ideales son raras en la práctica.

Según la cantidad de información de medición, se distinguen mediciones únicas y múltiples.

Las mediciones individuales son una medición de una cantidad, es decir, el número de mediciones es igual al número de cantidades medidas. La aplicación práctica de este tipo de medida siempre está asociada a grandes errores, por lo que se deben realizar al menos tres medidas únicas y el resultado final se debe encontrar como la media aritmética.

Las mediciones múltiples se caracterizan por un exceso del número de mediciones del número de valores medidos. La ventaja de las mediciones múltiples es una reducción significativa de la influencia de los factores aleatorios en el error de medición. escala metrologica de medicion

Los métodos de medición están determinados por el tipo de cantidades medidas, sus dimensiones, la precisión requerida del resultado, la velocidad requerida del proceso de medición y otros datos.

Hay muchos métodos de medición, y con el desarrollo de la ciencia y la tecnología, su número va en aumento.

De acuerdo con el método para obtener el valor numérico del valor medido, todas las mediciones se dividen en tres tipos principales: directas, indirectas y acumulativas.

Directo se denominan mediciones en las que el valor deseado de una cantidad se encuentra directamente a partir de datos experimentales (por ejemplo, medición de masa en un dial o balanza de brazos iguales, temperatura, con un termómetro, longitud, con la ayuda de medidas lineales).

indirecto llamadas mediciones en las que el valor deseado de una cantidad se encuentra sobre la base de una relación conocida entre esta cantidad y las cantidades sujetas a medidas directas (por ejemplo, la densidad de un cuerpo homogéneo en términos de su masa y dimensiones geométricas; determinación de resistencia eléctrica a partir de los resultados de medir la caída de tensión y la intensidad de la corriente).

Agregar llamadas medidas en las que se miden simultáneamente varias cantidades del mismo nombre, y el valor deseado de las cantidades se encuentra resolviendo un sistema de ecuaciones obtenido por medidas directas de varias combinaciones de estas cantidades (por ejemplo, medidas en las que las masas de los pesos de un conjunto se determinan a partir de la masa conocida de uno de ellos y de los resultados de las comparaciones directas de las masas de varias combinaciones de pesos).

Anteriormente se dijo que en la práctica las mediciones directas son las más utilizadas debido a su simplicidad y rapidez de ejecución. vamos a dar breve descripción mediciones directas.

Las mediciones directas de cantidades se pueden hacer por los siguientes métodos:

1) Método de evaluación directa - el valor de la cantidad se determina directamente por el dispositivo de lectura del dispositivo de medición (medición de presión - con un manómetro de resorte, masa - con escalas de cuadrante, fuerza de corriente eléctrica - con un amperímetro).

2) Método de comparación de medidas – el valor medido se compara con el valor reproducido por la medida (medición de la masa por una balanza con pesas).

3) método diferencial - un método de comparación con una medida, en el que el instrumento de medida se ve afectado por la diferencia entre el valor medido y el valor conocido reproducido por la medida (medidas realizadas al comprobar medidas de longitud por comparación con una medida estándar en un comparador).

4) método cero - un método de comparación con una medida, cuando el efecto resultante del impacto de las cantidades en el dispositivo de comparación se lleva a cero (medición de la resistencia eléctrica por un puente con su equilibrio completo).

5) Método de coincidencia - un método de comparación con una medida, en el que la diferencia entre el valor medido y el valor reproducido por la medida se mide utilizando la coincidencia de marcas de escala o señales periódicas (medición de longitud utilizando un pie de rey al observar la coincidencia de marcas en la calibre vernier y escalas vernier).

6) método de sustitución – un método de comparación con una medida, cuando el valor medido se reemplaza por un valor conocido, una medida reproducible (pesar con la colocación alterna de la masa medida y los pesos en el mismo platillo de la balanza).

Fin del trabajo -

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Metrología

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Designación de campos de tolerancia, desviaciones límite y aterrizajes en los dibujos.
Las desviaciones límite de las dimensiones lineales se indican en los dibujos mediante designaciones condicionales (letras) de campos de tolerancia o valores numéricos de desviaciones límite, así como letras

Desviaciones límite no especificadas de las dimensiones
Limite las desviaciones no indicadas directamente después de las dimensiones nominales, pero estipuladas por una entrada general en requerimientos técnicos dibujo, se denominan desviaciones límite no especificadas.

Recomendaciones para el uso de ajustes de holgura
El ajuste H5/h4 (Smin= 0 y Smax = Td +Td) se asigna a parejas con centrado y dirección precisos, en los que se permite la rotación y el movimiento longitudinal

Recomendaciones para el uso de aterrizajes de transición
Los ajustes de transición H / js, H / k, H / m, H / n se utilizan en juntas fijas desmontables para centrar piezas intercambiables o que, si es necesario, pueden moverse

Sugerencias para el uso de ajustes de interferencia
Aterrizaje N/r; Р/h - "ligeramente prensado" - se caracterizan por una estanqueidad mínima garantizada. Instalado en las calificaciones más precisas (ejes 4 - 6, agujeros 5 - 7-

El concepto de rugosidad superficial.
La rugosidad de la superficie según GOST 25142 - 82 es un conjunto de irregularidades de la superficie con pasos relativamente pequeños, seleccionados utilizando la longitud base. Bazova

Parámetros de rugosidad
Según GOST 2789 - 73, la rugosidad de la superficie de los productos, independientemente del material y el método de fabricación, se puede evaluar mediante los siguientes parámetros (Figura 10):

Términos generales y definiciones
GOST 24642 ​​​​- 81 estandariza las tolerancias de la forma y ubicación de las superficies de las piezas e instrumentos de la máquina, los términos, las definiciones relacionadas con los principales tipos de desviaciones.

Desviaciones de forma y tolerancias
Las desviaciones de forma incluyen desviaciones de rectitud, planitud, redondez, perfil de la sección longitudinal y cilindricidad. Desviaciones en la forma de superficies planas.

Desviaciones y tolerancias de ubicación
La desviación de la ubicación de la superficie o perfil es la desviación de la ubicación real de la superficie (perfil) de su ubicación nominal. Desviaciones cuantitativas de ubicación sobre

Desviaciones y tolerancias totales de la forma y ubicación de las superficies
La desviación total de forma y ubicación es la desviación, que es el resultado de la manifestación conjunta de la desviación de forma y la desviación de ubicación del elemento en cuestión (según

Tolerancia de ubicación y forma dependiente e independiente
Las tolerancias de ubicación o forma establecidas para ejes u orificios pueden ser dependientes e independientes. Dependiente es la tolerancia de la forma o ubicación, el valor mínimo

Valores numéricos de tolerancias de forma y ubicación de superficies
Según GOST 24643 - 81, se establecen 16 grados de precisión para cada tipo de tolerancia de la forma y ubicación de las superficies. Los valores numéricos de las tolerancias cambian de un grado a otro

Designación en los dibujos de tolerancias de forma y ubicación.
El tipo de tolerancia de la forma y ubicación según GOST 2.308 - 79 debe indicarse en el dibujo con los signos (símbolos gráficos) que figuran en la tabla 4. Ingreso el signo y el valor numérico de la tolerancia

Tolerancias de forma y ubicación no especificadas
Directamente en el dibujo, por regla general, se indican las tolerancias más críticas para la forma y ubicación de las superficies. Según GOST 25069 - 81, todos los indicadores de precisión de forma y ubicación

Reglas para definir bases
1) Si la pieza tiene más de dos elementos para los cuales se establece la misma ubicación no especificada o tolerancias de descentramiento, estas tolerancias deben atribuirse a la misma base;

Reglas para determinar la tolerancia de tamaño de definición
La tolerancia definitoria de un tamaño se entiende como: 1) Al determinar una tolerancia no especificada de perpendicularidad o desviación final, la tolerancia de un tamaño coordinado

ondulación de la superficie
Se entiende por ondulación superficial un conjunto de irregularidades que se repiten periódicamente, en el que las distancias entre cerros o depresiones adyacentes superan la longitud de la base l.

Tolerancias de los rodamientos
La calidad de los rodamientos, en igualdad de condiciones, está determinada por: 1) la precisión de las dimensiones de conexión y el ancho de los anillos, y para rodamientos de rodillos de contacto angular e

Selección de ajustes de rodamientos
El ajuste del rodamiento en el eje y en el alojamiento se selecciona en función del tipo y tamaño del rodamiento, sus condiciones de funcionamiento, el valor y la naturaleza de las cargas que actúan sobre él y el tipo de carga de los anillos.

Solución
1) Con un eje giratorio y una fuerza constante Fr, el aro interior se carga con cargas de circulación y el aro exterior con cargas locales. 2) Intensidad de carga

Símbolos de rodamiento
El sistema de símbolos para rodamientos de bolas y rodillos está establecido por GOST 3189 - 89. El símbolo de un rodamiento brinda una imagen completa de sus dimensiones generales, diseño y precisión de fabricación.

Tolerancias angulares
Las tolerancias de las dimensiones angulares se asignan de acuerdo con GOST 8908 - 81. Las tolerancias de los ángulos AT (del inglés. Tolerancia de ángulo - tolerancia de ángulo) deben asignarse según la longitud nominal L1 del lado más pequeño

Sistema de tolerancias y rellanos para conexiones cónicas
Una conexión cónica tiene ventajas sobre una cilíndrica: es posible ajustar la cantidad de juego o interferencia por desplazamiento relativo de las partes a lo largo del eje; con una conexión fija

Los principales parámetros del hilo de fijación métrico.
Parámetros de rosca cilíndrica (Figura 36, ​​a): promedio d2 (D2); diámetro exterior d (D) e interior d1 (D1) en

Principios generales de intercambiabilidad de roscas cilíndricas
Los sistemas de tolerancia y ajuste que garantizan la intercambiabilidad de roscas métricas, trapezoidales, de empuje, de tubo y otras roscas cilíndricas se basan en un solo principio: tienen en cuenta la presencia de roscas mutuas.

Tolerancias y ajustes de roscas con juego
Las tolerancias para roscas métricas con pasos grandes y pequeños para diámetros de 1 a 600 mm están reguladas por GOST 16093 - 81. Esta norma establece las desviaciones máximas de los diámetros de rosca en

Tolerancias de roscas con interferencia y con ajustes de transición
Los rellanos en cuestión sirven principalmente para conectar los espárragos a las partes de la carrocería, si no se pueden utilizar conexiones de tornillo o perno-tuerca. Estos aterrizajes se utilizan en sujetadores.

Roscas estándar para aplicaciones generales y especiales
La Tabla 9 muestra los nombres de las roscas estándar de uso general, las más utilizadas en la fabricación de máquinas e instrumentos, y da ejemplos de su designación en los dibujos. al máximo

Precisión de transmisión cinemática
Para garantizar la precisión cinemática, se proporcionan estándares que limitan el error cinemático de la transmisión y el error cinemático de la rueda. cinemático

Suavidad de transmisión
Esta característica de transmisión está determinada por parámetros, cuyos errores aparecen repetidamente (cíclicamente) por revolución del engranaje y también forman parte del error cinemático.

contacto de engranajes
Para aumentar la resistencia al desgaste y la durabilidad de los engranajes, es necesario que la integridad del contacto de las superficies laterales de contacto de los dientes del engranaje sea máxima. Con incompleta y desigual

Espacio libre lateral
Para eliminar posibles atascos cuando el engranaje se calienta, para garantizar las condiciones para el flujo de lubricante y limitar el contragolpe al invertir la referencia y dividir los engranajes reales

Designación de precisión de ruedas y engranajes.
La precisión de la fabricación de engranajes y engranajes se establece según el grado de precisión, y los requisitos para el espacio libre lateral se establecen según el tipo de conjugación de acuerdo con los estándares del espacio libre lateral. Ejemplos de símbolos:

La elección del grado de precisión y los parámetros controlados de los engranajes.
El grado de precisión de las ruedas y engranajes se establece según los requisitos de precisión cinemática, suavidad, potencia transmitida, así como la velocidad periférica de las ruedas. Al elegir el grado de precisión

Tolerancias para engranajes cónicos e hipoides
Los principios para construir un sistema de tolerancia para engranajes cónicos (GOST 1758 - 81) y engranajes hipoidales (GOST 9368 - 81) son similares a los principios para construir un sistema para engranajes rectos

Tolerancias de engranajes helicoidales
Para engranajes cilíndricos helicoidales, GOST 3675 - 81 establece 12 grados de precisión: 1, 2,. . ., 12 (en orden descendente de precisión). Para tornillos sin fin, ruedas helicoidales y engranajes helicoidales

Tolerancias y ajustes para juntas de dientes rectos
De acuerdo con GOST 1139 - 80, se establecen tolerancias para conexiones con centrado en los diámetros interior d y exterior D, así como en los lados de los dientes b. Porque la vista está centrada.

Tolerancias y ajustes de estrías con perfil de diente involuto
Las dimensiones nominales de las conexiones estriadas envolventes (Figura 58), las dimensiones nominales de los rodillos (Figura 59) y las longitudes normales comunes para las mediciones individuales de los ejes estriados y casquillos deben

Control de precisión de splines
Las conexiones estriadas están controladas por medidores pasantes complejos (Figura 61) y medidores no pasantes elemento por elemento.

Un método para calcular cadenas dimensionales que garantiza una completa intercambiabilidad
Para garantizar una intercambiabilidad completa, las cadenas dimensionales se calculan utilizando el método máximo-mínimo, en el que la tolerancia del tamaño de cierre se determina mediante la suma aritmética de las tolerancias.

Método teórico y probabilístico para el cálculo de cadenas dimensionales
Al calcular las cadenas dimensionales por el método máximo-mínimo, se supuso que durante el procesamiento o el ensamblaje, es posible una combinación simultánea de los tamaños de mayor aumento y menor disminución.

Método de intercambiabilidad grupal en ensamblaje selectivo.
La esencia del método de intercambiabilidad grupal radica en la fabricación de piezas con tolerancias tecnológicamente viables relativamente amplias, seleccionadas de las normas pertinentes, grado

Método de ajuste y calce
Método de regulación. El método de regulación se entiende como el cálculo de cadenas dimensionales, en el que la precisión requerida del eslabón inicial (de cierre) se logra mediante un cambio deliberado

Cálculo de cadenas dimensionales planas y espaciales.
Las cadenas dimensionales planas y espaciales se calculan utilizando los mismos métodos que las lineales. Solo es necesario llevarlos a la forma de cadenas dimensionales lineales. Esto se logra diseñando

Fundamentos históricos para el desarrollo de la normalización
El hombre se ha dedicado a la estandarización desde la antigüedad. Por ejemplo, la escritura tiene al menos 6.000 años y se originó según los últimos hallazgos en Sumeria o Egipto.

Base legal para la estandarización
La base legal para la estandarización en la Federación Rusa está establecida por la ley federal“Sobre reglamento técnico” de 27 de diciembre de 2002. Es obligatorio para todos los estados.

Principios de la regulación técnica
En la actualidad, se han establecido los siguientes principios: 1) la aplicación de reglas uniformes para establecer requisitos para productos o para procesos de diseño relacionados (incluyendo encuestas), producción

Objetivos de los reglamentos técnicos
La Ley de Reglamento Técnico establece un nuevo documento: el reglamento técnico. Reglamento técnico - un documento que es adoptado por un tratado internacional de Rusia

Tipos de reglamentos técnicos
A Federación Rusa se aplican dos tipos de reglamentos técnicos: - reglamentos técnicos generales; - reglamentos técnicos especiales. Reglamento técnico general ra

El concepto de estandarización.
El contenido de los términos de estandarización ha recorrido un largo camino evolutivo. La clarificación de este término tuvo lugar en paralelo con el desarrollo de la propia normalización y reflejó el nivel de su desarrollo en el p

Objetivos de la estandarización
La estandarización se lleva a cabo para: 1) Aumentar el nivel de seguridad: - vida y salud de los ciudadanos; - propiedad de personas físicas y jurídicas; - estado

Objeto, aspecto y ámbito de normalización. Niveles de estandarización
El objeto de la normalización es un producto, servicio, proceso de manufactura(trabajo), o grupos de productos homogéneos, servicios, procesos para los cuales se están desarrollando requisitos

Principios y funciones de la normalización
Los principios fundamentales de la estandarización en la Federación Rusa, que aseguran el logro de las metas y objetivos de su desarrollo, son: 1) la aplicación voluntaria de documentos en el campo de la estandarización

Normalización internacional
La normalización internacional (SI) es una actividad en la que participan dos o más estados soberanos. MS tiene un papel destacado en la profundización de la cooperación económica mundial, en m

Un conjunto de normas del sistema nacional de normalización.
Para implementar la Ley Federal "Sobre Reglamento Técnico", desde 2005, han estado en vigor 9 estándares nacionales del complejo "Estandarización de la Federación Rusa", que reemplazó al complejo "Sistema Estatal de Estandarización". eso

La estructura de los organismos y servicios de normalización
El organismo nacional de normalización es la Agencia Federal de Regulación Técnica y Metrología (Rostekhregulirovanie), que reemplazó a la Norma Estatal. Obedece directamente

Documentos normativos sobre normalización
Documentos normativos sobre normalización (ND): documentos que contienen reglas, principios generales para el objeto de la estandarización y están disponibles para una amplia gama de usuarios. ND incluye: 1)

Categorías de normas. Designaciones estándar
Las categorías de normalización se distinguen por el nivel en el que se aceptan y aprueban las normas. Se establecen cuatro categorías: 1) internacional; 2) intercalar

Tipos de normas
Dependiendo del objeto y aspecto de la normalización, GOST R 1.0 establece los siguientes tipos de estándares: 1) estándares fundamentales; 2) estándares de productos;

Control estatal sobre el cumplimiento de los requisitos de los reglamentos y normas técnicas
El control estatal se ejerce funcionarios el organismo de control estatal de la Federación Rusa para el cumplimiento de los requisitos de TR con respecto a la etapa de circulación del producto. Órganos de control estatal de la región

Estándares de Organización (STO)
La organización y el procedimiento para el desarrollo de SRT están contenidos en GOST R 1.4 - 2004. Organización - un grupo de empleados y los fondos necesarios con la distribución de responsabilidades de autoridad y mutua

La necesidad de números preferentes (P.N.)
La introducción del IF se debe a las siguientes consideraciones. El uso de un convertidor de frecuencia permite la mejor armonización posible de los parámetros y dimensiones de un solo producto con todos los asociados

Series basadas en progresión aritmética
La mayoría de las veces, las series IF se construyen sobre la base de una progresión geométrica, con menos frecuencia sobre la base de una progresión aritmética. Además, hay variedades de filas construidas sobre la base del "dorado".

Serie basada en la progresión geométrica
La larga práctica de la estandarización ha demostrado que lo más conveniente son las series construidas a partir de una progresión geométrica, ya que esto da como resultado la misma diferencia relativa entre

Propiedades de series de números preferidos
Las series IF tienen las propiedades de una progresión geométrica. Las series SI no están limitadas en ambas direcciones, mientras que los números menores de 1.0 y mayores de 10 se obtienen dividiendo o multiplicando por 10, 100, etc.

Series limitadas, muestrales, compuestas y aproximadas
Filas limitadas. Si es necesario limitar la serie principal y adicional, sus designaciones indican los miembros del límite, que siempre se incluyen en la serie limitada. Ejemplo. R10(

El concepto y tipos de unificación.
Durante la unificación, el número mínimo permisible pero suficiente de tipos, tipos, tamaños estándar, productos, unidades de ensamblaje y partes que tienen altos índices calidad

Indicadores de nivel de unificación
El nivel de unificación de los productos se entiende como su saturación con elementos constituyentes unificados; partes, módulos, nodos. Los principales indicadores cuantitativos del nivel de unificación del producto.

Determinación del indicador del nivel de unificación.
La evaluación del nivel de unificación se basa en la corrección de la siguiente fórmula:

Historia del desarrollo de la certificación
"Certificado" en latín significa "bien hecho". Aunque el término "certificación" se ha dado a conocer en La vida cotidiana y practica comercial

Términos y definiciones en el campo de la evaluación de la conformidad
Evaluación de la conformidad: determinación directa o indirecta del cumplimiento de los requisitos de un objeto. Un ejemplo típico de actividad para evaluar

Metas, principios y objetos de la evaluación de la conformidad
La evaluación de la conformidad se lleva a cabo para: - certificar la conformidad de los productos, los procesos de diseño (incluidas las encuestas), la producción, la construcción, la instalación

El papel de la certificación en la mejora de la calidad del producto
Mejorar radicalmente la calidad de los productos en las condiciones modernas es una de las tareas económicas y políticas clave. Por eso el conjunto de la misma

Esquemas de certificación de productos para el cumplimiento de los requisitos de los reglamentos técnicos.
Esquema de certificación: un determinado conjunto de acciones, aceptadas oficialmente como evidencia del cumplimiento del producto con los requisitos especificados.

Esquemas para la declaración de conformidad para el cumplimiento de los requisitos de los reglamentos técnicos
Tabla 17 - Esquemas para declarar la conformidad para el cumplimiento de los requisitos de los reglamentos técnicos Designación del esquema Contenido del esquema y su uso

Esquemas de certificación de servicios
Tabla 18 - Esquemas de certificación de servicios Esquema No. Evaluación de la calidad de los servicios prestados Verificación (ensayo) de los resultados de los servicios

Esquemas de Cumplimiento
Tabla 19 - Esquemas de certificación de productos Número de esquema Pruebas en laboratorios de prueba acreditados y otros métodos de prueba

Confirmación obligatoria de cumplimiento
La confirmación obligatoria de la conformidad sólo puede realizarse en los casos establecidos por los reglamentos técnicos y únicamente para el cumplimiento de sus requisitos. Donde

Declaración de conformidad
La Ley Federal "Sobre Reglamento Técnico" establece las condiciones bajo las cuales se puede adoptar una declaración de conformidad. En primer lugar, esta forma de confirmación de conformidad d

Certificación obligatoria
La certificación obligatoria de conformidad con la Ley Federal "Sobre el Reglamento Técnico" la lleva a cabo un organismo de certificación acreditado sobre la base de un acuerdo con el solicitante.

Confirmación voluntaria de cumplimiento
La confirmación voluntaria de la conformidad debe realizarse únicamente en forma de certificación voluntaria. La certificación voluntaria se lleva a cabo por iniciativa del solicitante sobre la base de un acuerdo

Sistemas de certificación
Un sistema de certificación se entiende como un conjunto de participantes en la certificación que operan en un área determinada de acuerdo con las reglas definidas en el sistema. El concepto de "sistema de certificación" en

Procedimiento de certificación
La certificación de productos pasa por las siguientes etapas principales: 1) Presentación de una solicitud de certificación; 2) Consideración y adopción de una decisión sobre la solicitud; 3) Selección, identificación

Organismos de Certificación
Organismo de certificación - entidad o un empresario individual debidamente acreditado para realizar trabajos de certificación.

Laboratorios de ensayo
Laboratorio de pruebas: un laboratorio que realiza pruebas (ciertos tipos de pruebas) de ciertos productos. durante el ser

Acreditación de organismos de certificación y laboratorios de ensayo
De acuerdo con la definición dada en la Ley Federal "Sobre Reglamento Técnico", la acreditación es "el reconocimiento oficial por parte del organismo de acreditación de la competencia de un

Certificación de servicio
La certificación es realizada por organismos de certificación de servicios acreditados dentro de su ámbito de acreditación. La certificación examina las características de los servicios y los métodos de uso

Certificación de sistemas de calidad
A últimos años Hay un número cada vez mayor de empresas en todo el mundo que han certificado sus sistemas de calidad según la serie de normas ISO 9000.

La medida de cantidades físicas consiste en comparar cualquier cantidad con una cantidad homogénea, tomada como unidad. En metrología, se utiliza el término "medida", que significa encontrar el valor de una cantidad física empíricamente utilizando medios técnicos especiales.

Las mediciones realizadas con la ayuda de medios técnicos especiales se denominan instrumentales. El ejemplo más simple de tales medidas es determinar el tamaño de una parte con una regla con divisiones, es decir, comparar el tamaño de una parte con una unidad de longitud almacenada por una regla.

Del término "medición" se deriva el término "medida", ampliamente utilizado en la práctica. Hay términos "medida", "medida", "medida", pero su uso en metrología es inaceptable.

Para agilizar la actividad de medición, las mediciones se clasifican de acuerdo con los siguientes criterios:

Métodos generales de obtención de resultados - directos, indirectos, compatibles, acumulativos;

El número de mediciones en una serie: simples y múltiples;

Propósito metrológico - técnico, metrológico;

Características de precisión: iguales y desiguales;

Relación con el cambio en el valor medido - estadístico y dinámico;

Expresión del resultado de la medición - absoluto y relativo;

Mediciones directas: mediciones en las que el valor deseado de una cantidad se encuentra directamente a partir de datos experimentales (mediciones de masa en escalas, temperatura de termómetros, longitud usando medidas lineales). En las mediciones directas, el objeto de estudio se pone en interacción con los instrumentos de medición y, según el testimonio de estos últimos, se cuenta el valor de la cantidad medida. A veces, las lecturas del instrumento se multiplican por un coeficiente, se introducen las correcciones apropiadas, etc. Estas medidas se pueden escribir como una ecuación: X \u003d C X P,

donde X es el valor de la cantidad medida en unidades aceptadas para la misma;

C es el precio de una división de escala o una sola lectura de un dispositivo de lectura digital en unidades del valor medido;

XP - lectura en el dispositivo indicador en divisiones de escala.

Indirecto medidas - medidas, en el que se encuentra el valor deseado sobre la base de la relación conocida entre este valor y los valores obtenidos por mediciones directas (determinación de la densidad de un cuerpo homogéneo por su masa y dimensiones geométricas, la resistividad eléctrica de el conductor por su resistencia, longitud y área de sección transversal). En el caso general, esta dependencia se puede representar como una función X = (X1,X2,....,Xn), en la que el valor de los argumentos X1, X2, ....,Xn se encuentra como resultado de mediciones directas, y a veces indirectas, conjuntas o acumulativas.

Por ejemplo, la densidad de un homogéneo cuerpo solidoρ se encuentra como la relación entre la masa m y su volumen V, y la masa y el volumen del cuerpo se miden directamente: ρ=m/V.

Para mejorar la precisión de las mediciones de densidad ρ, la masa m y el volumen V se miden repetidamente. En este caso, la densidad del cuerpo

ρ = m/V , m es el resultado de la medición del peso corporal, m = 1/n Σ m i ;

V=ΣVi/n - el resultado de medir el volumen del cuerpo Π.

Medidas acumulativas: medidas de varias cantidades homogéneas, en las que el valor deseado de las cantidades se encuentra resolviendo un sistema de ecuaciones obtenido mediante medidas directas de varias combinaciones de estas cantidades (medidas en las que la masa de los pesos individuales del conjunto se encuentra a partir de la masa conocida de uno de ellos y de los resultados de comparaciones directas de las masas de varias combinaciones de pesos).

Mediciones conjuntas: mediciones simultáneas de dos o más cantidades opuestas para encontrar la relación entre ellas (midiendo simultáneamente el incremento en la longitud de la muestra dependiendo de los cambios en su temperatura y determinando el coeficiente de expansión lineal).

Las mediciones conjuntas y acumulativas están muy cerca en términos de métodos para encontrar los valores deseados de las cantidades medidas. La diferencia radica en que con medidas acumulativas se miden simultáneamente varias cantidades del mismo nombre, y con medidas conjuntas, opuestas. Los valores de las cantidades medidas x1, ..., xn se determinan sobre la base de las ecuaciones acumulativas;

F1 (X1,..., Xm, X11,..., X1n);

F2 (X1,..., Xm, X21,..., X1n);

Fn (X1, ..., Xm, Xk1, ... , Xkn),

donde X11, X21, ……………..Xk n - valores medidos por métodos directos.

Las mediciones conjuntas se basan en ecuaciones bien conocidas que reflejan las relaciones existentes en la naturaleza entre las propiedades de los objetos, es decir. entre cantidades.

Las medidas absolutas son medidas basadas en medidas directas de una o más cantidades básicas y el uso de constantes físicas.

Medidas relativas - obtención de la relación de una cantidad a una cantidad del mismo nombre, que juega el papel de una unidad, o un cambio en una cantidad en relación con una cantidad del mismo nombre, tomada como la inicial.

Único medición- medición, realizado una vez (medición de un tiempo específico por el reloj).

Mediciones múltiples: mediciones de la misma cantidad física, cuyo resultado se obtiene de varias mediciones consecutivas. Por lo general, las mediciones múltiples son aquellas que se realizan más de tres veces.

Mediciones técnicas: mediciones realizadas con instrumentos de medición en funcionamiento para controlar y gestionar experimentos científicos, controlar parámetros de productos, etc. (medición de la presión del aire en la cámara del automóvil).

Mediciones metrológicas: mediciones que utilizan estándares e instrumentos de medición ejemplares con el objetivo de innovar unidades de cantidades físicas o transferir sus tamaños a instrumentos de medición que funcionen.

Las mediciones de igual precisión son una serie de mediciones de una cantidad realizadas por instrumentos de medición de la misma precisión en las mismas condiciones.

Mediciones desiguales: una serie de mediciones de cualquier valor, realizadas con diferente precisión con instrumentos de medición y en diferentes condiciones.

Mediciones estáticas: mediciones de una cantidad física, tomadas de acuerdo con una tarea de medición específica, sin cambios durante el tiempo de medición (medición del tamaño de una pieza a temperatura normal).

Mediciones dinámicas: mediciones de una cantidad física, cuyo tamaño cambia con el tiempo (mediciones de la distancia al nivel del suelo desde un avión que desciende).

Instrumentos de medición

Los instrumentos de medida son medios técnicos utilizados en las mediciones y que tienen propiedades metrológicas normalizadas. La determinación correcta del valor de la cantidad medida en el proceso de su medición depende de los instrumentos de medición. Los instrumentos de medida incluyen: medidas: instrumentos de medida, instalaciones de medida, sistemas de medida.

Medida: un instrumento de medición diseñado para reproducir una cantidad física de un tamaño determinado (un peso es una medida de masa, un generador es una medida de la frecuencia de las oscilaciones eléctricas). Las medidas, a su vez, se dividen en univaluadas y multivaluadas.

inequívoco medida - medida, reproduciendo una cantidad física del mismo tamaño (medida final de longitud plano-paralelo, elemento normal, capacitor de capacitancia constante),

medida multivaluada - una medida que reproduce una serie de cantidades físicas del mismo nombre de varios tamaños (regla: en divisiones milimétricas, un capacitor de capacitancia variable).

Un conjunto de medidas es un conjunto de medidas especialmente seleccionado que se usa no solo individualmente, sino también en varias combinaciones para reproducir una serie de cantidades con nombres similares de varios tamaños (un conjunto de pesos, un conjunto de medidas finales planas y paralelas de longitud ).

Un dispositivo de medición es un dispositivo de medición diseñado para generar una señal de información de medición en una forma accesible a la percepción directa de un observador. Los resultados de las mediciones son emitidos por los dispositivos de lectura de los instrumentos, que pueden ser a escala, digitales y registradores.

Los dispositivos de lectura de escalas consisten en una escala, que es un conjunto de marcas y números que representan una serie de valores sucesivos del valor medido, y un puntero (puntero, haz de electrones y otros) asociado con el sistema de movimiento del dispositivo.

Las marcas de escala con valores numéricos representados se denominan marcas de escala numérica. Las principales características de la escala son la longitud de la división de escala, que se expresa por la distancia entre los ejes de dos trazos de escala adyacentes, y el valor de la división de escala, que representa el valor de la cantidad medida que hace que el puntero se mueva un división.

También es habitual destacar los conceptos: rango de medidas y rango de indicaciones.

El rango de medición es parte del rango de indicaciones para las cuales se normalizan los límites de errores permisibles de los instrumentos de medición. menos y mayor valor El rango de medición se denomina límites inferior y superior de las mediciones, respectivamente.

El valor de una cantidad determinada por el dispositivo de lectura del instrumento de medida y expresado en las unidades aceptadas de esta cantidad se denomina indicación del instrumento de medida.

El valor medido se determina multiplicando el número de divisiones de escala por el valor de división de escala o multiplicando el valor numérico leído en la escala por la constante de escala.

Actualmente, se utilizan ampliamente dispositivos de lectura digitales mecánicos o ligeros.

Los dispositivos de lectura y grabación consisten en un mecanismo de escritura o impresión y una cinta. El dispositivo de escritura más simple es un bolígrafo lleno de tinta, que fija el resultado de la medición en una cinta de papel. En dispositivos más complejos, el registro del resultado de la medición puede realizarse mediante un haz de luz o de electrones, cuyo movimiento depende de los valores de las cantidades medidas.

Lección 3. MEDICIONES DE MAGNITUDES FÍSICAS

3.1 Medidas de magnitudes físicas y su clasificación

3.2 Principios, métodos de medición

3.3. Técnica de medición

Medidas de magnitudes físicas y su clasificación

La confiabilidad de la información de medición es la base para el análisis, pronóstico, planificación y gestión de la producción en general, contribuye a mejorar la eficiencia de la contabilidad de materias primas, productos terminados y costos de energía, así como a mejorar la calidad de los productos terminados.

Medición- un conjunto de operaciones realizadas para determinar el valor cuantitativo de la cantidad;

Medida de una cantidad física - un conjunto de operaciones sobre el uso de un medio técnico que almacena una unidad de una cantidad física, proporcionando una relación de la cantidad medida con su unidad y obteniendo el valor de esta cantidad.

Objeto de medición- un objeto físico real, cuyas propiedades se caracterizan por uno o más PV medidos.

tecnología de medición- un conjunto de medios técnicos utilizados para realizar mediciones.

El principal consumidor de equipos de medición es la industria. aquí, los equipos de medición son parte integral del proceso tecnológico, ya que se utilizan para obtener información sobre los modos tecnológicos que determinan el curso de los procesos.

mediciones tecnológicas- un conjunto de dispositivos de medición y métodos de medición utilizados en procesos tecnológicos.

Objeto de medición– cuerpo (sistema físico, proceso, fenómeno, etc.), que se caracteriza por una o más cantidades físicas mensurables o medibles.

Calidad de medición- este es un conjunto de propiedades que determinan el cumplimiento de los medios, el método, la metodología, las condiciones de medición y el estado de unidad de las mediciones con los requisitos de la tarea de medición.

Las mediciones se clasifican de acuerdo con los siguientes criterios:

3.1.1 Según la dependencia del valor medido en el tiempo en estático y dinámico ;

Mediciones estáticas– medición de una cantidad física tomada de acuerdo con la tarea de medición como una constante durante el tiempo de medición (por ejemplo, medir el tamaño de una pieza a temperatura normal).

Mediciones dinámicas– mediciones de una cantidad física, cuyo tamaño cambia con el tiempo (por ejemplo, medir fracción de masa agua en el producto durante el secado).

3.1.2 A modo de obtención de resultados en directa, indirecta, acumulativa, conjunta;

Medición directa- una medida en la que el valor deseado de una cantidad física se encuentra directamente a partir de datos experimentales. En el proceso de medición directa, el objeto de medición entra en interacción con el instrumento de medición y, de acuerdo con las indicaciones de este último, se cuenta el valor de la cantidad medida. Un ejemplo de medidas directas son las medidas de longitud con regla, peso con balanza, temperatura con termómetro de vidrio, acidez activa con pHmetro, etc.

Las mediciones directas incluyen mediciones de la gran mayoría de parámetros del proceso químico-tecnológico.

Medición indirecta- una medida en la que se encuentra el valor deseado de una cantidad sobre la base de una relación conocida entre esta cantidad y las cantidades obtenidas por medición directa.

Las mediciones indirectas se utilizan en dos casos:

· no existe una herramienta de medición para mediciones directas;

Las mediciones directas no son lo suficientemente precisas.

Cuando se realizan análisis químicos de la composición y las propiedades de los nutrientes, se utilizan ampliamente las mediciones indirectas. Un ejemplo de medidas indirectas son las medidas de la densidad de un cuerpo homogéneo por su masa y volumen; determinación de la fracción de masa de agua en productos pesqueros por secado a una temperatura de 105 sobre C, cuya esencia es secar el producto a peso constante y determinar la fracción de masa de agua según la fórmula:

donde m 1 es el peso de la botella con una muestra antes del secado, g; METRO 2 es el peso de la botella con una muestra después del secado, g; M es la masa de la muestra.

Medidas acumuladas - mediciones de varias cantidades homogéneas, en las que los valores deseados de las cantidades se encuentran resolviendo un sistema de ecuaciones obtenido por mediciones directas de varias combinaciones de estas cantidades (medidas en las que la masa de pesos individuales del conjunto se encuentra a partir de la masa conocida de uno de ellos y de los resultados de comparaciones directas de las masas de varias combinaciones de pesos).

Medidas conjuntas - mediciones simultáneas de dos o más cantidades diferentes para encontrar la relación entre ellas (por ejemplo, mediciones simultáneas del incremento en la longitud de la muestra dependiendo de los cambios en su temperatura y la determinación del coeficiente de expansión lineal por la fórmula k = l / (l Dt)).

Las medidas conjuntas prácticamente no difieren de las indirectas.

3.1.3. En relación con el objeto para contacto y sin contacto , en el que el elemento sensible del dispositivo se pone o no en contacto con el objeto de medición.

3.1.4. De acuerdo con los términos de precisión. en iguales y desiguales.

Medidas equivalentes - una serie de mediciones de alguna cantidad, hechas por instrumentos de medición de la misma precisión bajo las mismas condiciones.

Medidas desiguales- una serie de mediciones de una cierta cantidad, realizadas por instrumentos de medición de diferente precisión y en diferentes condiciones. Por ejemplo, la fracción de masa de agua en el pescado seco se determinó mediante dos métodos: secado a una temperatura de 130 sobre C y en el dispositivo HF a una temperatura de 150 sobre C, el error permisible en el primer caso es +1%, en el segundo - +0.5%.

3.1.5 Por el número de mediciones en una serie de mediciones para uso único y múltiple.

Medida única– medición realizada una vez (medición de un tiempo específico por reloj).

Medida múltiple- medición de una cantidad física del mismo tamaño, cuyo resultado se obtiene de varias mediciones consecutivas, es decir que consta de una serie de medidas individuales. Por lo general, las mediciones múltiples son aquellas que producen más de tres veces. El resultado de múltiples mediciones generalmente se toma como la media aritmética de las mediciones individuales.

3.1.6. Para fines metrológicos para técnica, metrológica;

Dimensión técnica- una medición realizada utilizando un instrumento de medición de trabajo con el fin de monitorear y administrar experimentos científicos, monitorear los parámetros de los productos, etc. (medición de la temperatura en un horno de ahumado, determinación de la fracción de masa de grasa en el pescado).

Medición metrológica- una medida hecha utilizando instrumentos de medida estándar y ejemplares para introducir una nueva unidad de cantidad física o transferir su tamaño a instrumentos de medida de trabajo.

3.1.7 Por expresión del resultado de la medición en absoluto y relativo;

Medida absoluta– medición basada en mediciones directas de una o más cantidades básicas y en el uso de constantes físicas. Por ejemplo, la medición de la gravedad se basa en la medición de la cantidad principal - masa (m) y el uso de la constante física g: F = mg.

Medida relativa- una medida realizada para obtener la relación de una cantidad con el valor del mismo nombre, que desempeña el papel de una unidad, o para medir el valor en relación con el valor del mismo nombre, tomado como el inicial. Por ejemplo, medir la humedad relativa del aire.

3.1.8. De acuerdo con los conjuntos establecidos de valores medidos. sobre el eléctrico ( corriente, voltaje, potencia) , mecánico ( masa, número de productos, esfuerzos); , la energía del calor(temperatura, presión); , físico(densidad, viscosidad, turbidez); químico(compuesto, Propiedades químicas, concentración) , ingeniería de radio etc.

Un análisis del estado de las mediciones en la industria alimentaria permitió establecer la composición cualitativa y cuantitativa del parque de equipos de medición, que se caracteriza por la siguiente relación (%):

- mediciones termotécnicas - 50.7;

- medidas mecánicas - 30.4;

– energía eléctrica – 12.1;

- mediciones físicas y químicas - 6.2;

– medidas de tiempo y frecuencia – 0,6.

Principios y métodos de medición.

Principio de medición- el fenómeno o efecto físico subyacente a las mediciones. Por ejemplo, la medición de temperatura con un termómetro de líquido se basa en un aumento en el volumen de un líquido a medida que aumenta la temperatura.

Método de medidael- recepción o conjunto de métodos para comparar la cantidad física medida con su unidad de acuerdo con los principios de medición que se están implementando.

La clasificación de los métodos de medición se muestra en la Figura 3.1.

Figura 3.1. Clasificación de los métodos de medición

Método de evaluación directa- un método de medición en el que el valor de la cantidad medida se determina directamente por el dispositivo de lectura de un instrumento de medición de acción directa (con una lectura en una escala o en una escala vernier - una escala auxiliar en la que las divisiones de la escala principal se cuentan). Por ejemplo, contando por reloj, regla.

Método de comparación de medidas- un método de medición en el que la cantidad que se mide se compara con la cantidad reproducible por la medida.

Medida– MI diseñado para reproducir PV de un tamaño dado

El método de comparación es cero, diferencial, sustitución.

método cero- una especie de método diferencial, en el que el efecto resultante del impacto de las cantidades en el dispositivo de comparación se lleva a cero (escalas de pan). En este caso, el valor de la cantidad medida es igual al valor que reproduce la medida.

A método diferencial el valor medido x se compara directa o indirectamente con el valor x m de la medida reproducible. El valor de x se juzga por la diferencia Δx = x - x m medida por el instrumento de los valores x y xm medidos simultáneamente y por el valor xm conocido, reproducible por la medida. Después

x = x metro + Δx

método de sustitución- un método en el que el valor deseado se reemplaza por una medida con un valor conocido.

Dependiendo del contacto con el valor medido, los métodos se dividen en contacto y no contacto , en el que el elemento sensible del dispositivo se pone o no en contacto con el objeto de medición. Un ejemplo de medición de contacto es la medición de la temperatura del producto con un termómetro, y una medición sin contacto es la medición de la temperatura en un alto horno con un pirómetro.

Dependiendo del principio subyacente a la medición, los métodos se dividen en físicos, químicos, fisicoquímicos, microbiológicos, biológicos .

método físico– el método se basa en el registro de una señal analítica que fija una determinada propiedad como resultado de un proceso físico.

Mediante el uso método físico determinar las propiedades físicas de los organismos acuáticos (masa, longitud, color) y muchos parámetros de control de procesos (temperatura, presión, tiempo, etc.) Durante el estudio, se utilizan varios instrumentos de medición. Este método es el más objetivo y progresivo.

Ventajas: determinación rápida, precisión del resultado.

Desventajas - la imposibilidad de determinar muchos indicadores, principalmente analíticos

metodo quimico– se basa en la fijación de una señal analítica que surge como resultado de reacción química, se utiliza para evaluar la composición y las propiedades del producto, por ejemplo: titrometría (determinación de la salinidad, gravimetría - determinación del contenido de sulfatos en la sal de mesa).

Ventajas: la más precisa y objetiva.

Desventajas: la duración del análisis, requiere la preparación de reactivos, una gran cantidad de platos.

Método físico-químico- basado en el registro de una señal que se produce como resultado de una reacción química, pero que se fija en forma de medida de alguna propiedad física. Actualmente es el más progresista. Los métodos fisicoquímicos se dividen en:

O métodos ópticos- utilizar la conexión entre propiedades ópticas sistema y su composición.

- calorimétrico Si: basado en la medición de la absorción de energía electromagnética en un rango estrecho de longitudes de luz (determinación de la cantidad de fenoles, contenido de vitaminas, etc.).

- refractométrico - basado en la medición del índice de refracción de la solución (determinación del contenido de materia seca en tomate).

- potenciométrico- basado en la determinación del potencial de equilibrio (medición de EMF) y encontrar la relación entre su valor y el componente determinante del potencial de la solución (Determinación del pH de la solución)

- polarográfica– basado en la determinación de la dependencia de la intensidad de corriente del aumento de voltaje en el electrodo de una celda sumergida en una solución (determinación de metales pesados)

- conductimétrico- basado en la determinación de la conductividad eléctrica de las soluciones de electrolitos (determinación de metales pesados, la concentración de sal en la solución).

- métodos combinados- basados ​​en la separación de mezclas complejas en componentes individuales y su determinación cuantitativa, existen: cromatografía (capa fina - determinación de la composición de ácidos grasos; gas-líquido - determinación de la composición de aminoácidos, pesticidas, adsorción, intercambio iónico ).