MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO DA INSTITUIÇÃO ESTADUAL DA FEDERAÇÃO RUSSA

UNIVERSIDADE TÉCNICA DO ESTADO DE KUZBAS Departamento de máquinas-ferramentas e ferramentas

METROLOGIA

MÉTODOS E INSTRUMENTOS PARA MEDIR QUANTIDADES FÍSICAS

Orientações para trabalhos laboratoriais da disciplina "Metrologia, normalização e certificação" para alunos da especialidade 120200 "Máquinas e ferramentas de corte de metais" da especialização 120219 "Gestão da qualidade, certificação e licenciamento de equipamentos"

Compilado por N. G. rozenko

Aprovado na reunião do departamento Ata nº 5 de 30.10.02

Uma cópia eletrônica é armazenada na biblioteca do prédio principal do KuzGTU

Kemerovo 2003

quantidades, métodos, técnicas, bem como instrumentos de medição para apoio metrológico da produção.

2. DISPOSIÇÕES TEÓRICAS Uma quantidade física é uma das propriedades de um objeto físico.

projeto, sistema físico, fenômeno ou processo. Qualitativamente, esta propriedade é única para muitos objetos físicos, mas quantitativamente é individual para cada um deles. A certeza quantitativa de uma quantidade física inerente a um determinado objeto material, sistema, fenômeno, processo é chamada de tamanho de uma quantidade física. O valor de uma quantidade física é formado expressando uma quantidade física na forma de um certo número de unidades aceitas para ela.

O valor de uma quantidade física que caracteriza idealmente a quantidade física correspondente qualitativa e quantitativamente é chamado de valor verdadeiro da quantidade. Ela pode ser correlacionada com o conceito de verdade absoluta e só pode ser obtida como resultado de um processo infindável de medições com um aperfeiçoamento infindável de métodos e instrumentos de medição.

O valor real de uma grandeza física é o valor de uma grandeza física obtido experimentalmente e tão próximo do valor real que pode ser usado em seu lugar na tarefa de medição definida.

Agregar quantidades físicas, formado de acordo com princípios aceitos, é chamado de sistema de quantidades físicas.

No sistema de grandezas físicas, algumas grandezas são consideradas independentes, enquanto outras são definidas como funções de grandezas independentes.

Uma quantidade física incluída em um sistema de quantidades e aceita condicionalmente como independente de outras quantidades desse sistema é chamada de quantidade física principal.

Uma quantidade física incluída em um sistema de quantidades e definida por meio das quantidades básicas desse sistema é chamada de quantidade física derivada.

A medição de uma grandeza física é um conjunto de operações para a utilização de um meio técnico que armazena uma unidade de uma grandeza física, garantindo que a relação seja encontrada de forma explícita ou implícita

forma explícita da grandeza medida com sua unidade e obtenção do valor desta grandeza. Se uma série de medições de qualquer valor é feita por instrumentos de medição com a mesma precisão nas mesmas condições com a mesma precisão, essas medições são chamadas de igual precisão. Se uma série de medições de qualquer valor for feita por instrumentos de medição que diferem em precisão e (ou) sob condições diferentes, essas medições são chamadas de medições desiguais.

Se a medição for realizada uma vez, ela será chamada de única. Uma medição é chamada de múltipla se, ao medir uma quantidade física do mesmo tamanho, o resultado é obtido a partir de várias medições sucessivas, ou seja, consistindo de um número de medições únicas.

Uma medição estática é uma medição de uma quantidade física, feita de acordo com uma tarefa de medição específica, inalterada ao longo do tempo de medição.

Uma medição dinâmica é uma medição de uma quantidade física que muda de tamanho.

Uma medição baseada em medições diretas de uma ou mais quantidades básicas e (ou) o uso de valores físicos constantes é chamada de medição absoluta. Por exemplo, a medição da força F = m g é baseada no uso do valor da massa principal - m

e usando a constante física g no ponto de medição de massa. Uma medida relativa é uma medida da razão entre uma quantidade e

o valor de mesmo nome, que desempenha o papel de uma unidade, ou a medida da variação do valor em relação ao valor de mesmo nome, tomado como o original.

Uma medição na qual o valor inicial de uma grandeza física é obtido diretamente é chamada de medição direta. Por exemplo, medir o comprimento de uma peça com um micrômetro, a intensidade da corrente com um amperímetro, a massa em uma escala.

Se o valor desejado de uma quantidade física é determinado com base em medições diretas de outras quantidades físicas que são funcionalmente relacionadas à quantidade desejada, essas medições são chamadas de indiretas. Por exemplo, a densidade D de um corpo cilíndrico pode ser determinada com base nos resultados de medições diretas da massa m, altura h e diâmetro do cilindro d, relacionados à densidade pela equação

	0,25π d 2 h

As medições simultâneas de várias quantidades com o mesmo nome, nas quais os valores desejados das quantidades são determinados pela solução de um sistema de equações obtido pela medição dessas quantidades em diferentes combinações, são chamadas de medições cumulativas. Por exemplo, o valor da massa dos pesos individuais do conjunto é determinado pelo valor conhecido da massa de um dos pesos e pelos resultados das medições (comparações) das massas de várias combinações de pesos.

Se duas ou mais quantidades com o mesmo nome são medidas simultaneamente para determinar a relação entre elas, essas medições são chamadas conjuntas.

O tipo de medição faz parte da área de medição, que possui características próprias e se diferencia pela uniformidade dos valores medidos. Por exemplo, no campo das medições elétricas e magnéticas, podem ser distinguidos os seguintes tipos de medições: medições de resistência elétrica, força eletromotriz, tensão elétrica, indução magnética, etc.

Uma subespécie de medição é uma parte do tipo de medição que destaca as características das medições de uma quantidade homogênea (por faixa, pelo tamanho da quantidade, etc.) Por exemplo, ao medir comprimento, medições de grandes comprimentos (em dezenas, centenas, milhares de quilômetros) ou medições de comprimentos extra pequenos - espessuras de filme.

Os instrumentos de medição são meios técnicos especialmente concebidos para medições. O equipamento de medição inclui instrumentos de medição e suas combinações (sistemas de medição, instalações de medição), acessórios de medição, instalações de medição.

Entende-se por instrumento de medida um instrumento técnico destinado a medições, com características metrológicas normalizadas, reproduzindo e (ou) armazenando uma unidade de grandeza física, cujo tamanho se supõe inalterado dentro do erro estabelecido por um intervalo de tempo conhecido.

Um instrumento de medição de trabalho é um instrumento de medição destinado a medições não relacionadas à transferência do tamanho da unidade para outros instrumentos de medição.

O principal instrumento de medição é um meio de medir a grandeza física, cujo valor deve ser obtido de acordo com a tarefa de medição.

Um instrumento de medição auxiliar é um instrumento de medição daquela grandeza física, cuja influência no instrumento de medição principal ou no objeto de medição deve ser levado em consideração para obter resultados de medição com a precisão exigida. Por exemplo, um termômetro para medir a temperatura de um gás ao medir o fluxo de volume desse gás.

Um instrumento de medição é chamado de automático se, sem a participação direta de uma pessoa, fizer medições e todas as operações relacionadas ao processamento dos resultados da medição, seu registro, transmissão de dados ou geração de um sinal de controle. Um instrumento de medição automática embutido em uma linha de produção automática é chamado de máquina de medição ou máquina de controle. Uma variedade de máquinas de controle e medição, caracterizadas por boas propriedades de manuseio, altas velocidades de movimento e medição, são chamadas de robôs de medição.

Um instrumento de medição é chamado automatizado se ele executa automaticamente uma ou parte das operações de medição. Por exemplo, um barógrafo mede e registra a pressão; o medidor de energia elétrica mede e registra os dados pelo regime de competência.

Uma medida de uma quantidade física é um instrumento de medição projetado para reproduzir e (ou) armazenar a quantidade física de um ou mais parâmetros dados, cujos valores são expressos em unidades estabelecidas e são conhecidos com a precisão necessária.

Existem os seguintes tipos de medidas.

1. Uma medida inequívoca é uma medida que reproduz uma quantidade física do mesmo tamanho (por exemplo, um peso de 1 kg).

2. Uma medida de vários valores é uma medida que reproduz uma quantidade física de tamanhos diferentes (por exemplo, uma medida tracejada de comprimento).

3. Um conjunto de medidas é um conjunto de medidas de diferentes tamanhos da mesma grandeza física, destinadas ao uso prático tanto individualmente quanto em várias combinações (por exemplo, um conjunto de blocos padrão).

4. Uma caixa de medida é um conjunto de medidas combinadas estruturalmente em um único dispositivo, que possui dispositivos para conectá-las em várias combinações (por exemplo, uma caixa de resistência elétrica).

Um conjunto de medição é um instrumento de medição projetado para obter valores de medição de uma quantidade física dentro de um intervalo especificado. De acordo com o método de indicar os valores do valor medido, os instrumentos de medição são divididos em indicação e registro. De acordo com a ação, os instrumentos de medição são divididos em integradores e somadores. Existem também dispositivos de ação direta e dispositivos de comparação, dispositivos analógicos e digitais, dispositivos de autogravação e impressão.

Um conjunto de medidas funcionalmente combinadas, medindo instrumentos, transdutores de medição e outros dispositivos projetados para medir uma ou mais grandezas físicas e localizados em um local são chamados de instalações de medição. A configuração de medição usada para verificação é chamada de configuração de calibração. A configuração de medição que faz parte do padrão é chamada de configuração de referência. Alguns grandes dispositivos de medição são chamados de máquinas de medição. As máquinas de medição são projetadas para medições precisas de grandezas físicas. Por exemplo, uma máquina de medição de força, uma máquina para medição de grandes comprimentos na produção industrial, uma máquina divisora, uma máquina de medição por coordenadas.

Um sistema de medição é um conjunto de medidas funcionalmente integradas, instrumentos de medição, transdutores de medição, computadores e outros meios tecnológicos localizados em pontos diferentes objeto controlado com a finalidade de medir uma ou mais quantidades físicas inerentes a esse objeto e gerar sinais de medição para diversos fins. Dependendo da finalidade, os sistemas de medição são divididos em medição de informação, medição de sistemas de controle, etc. Um sistema de medição que é reconfigurado dependendo de uma mudança na tarefa de medição é chamado de sistema de medição flexível.

Uma amostra padrão é uma amostra de substâncias ou materiais com os valores de uma ou mais grandezas estabelecidas em decorrência de certificação metrológica, caracterizando a propriedade ou composição dessa substância ou material. É feita uma distinção entre padrões de propriedade e padrões de composição. Um exemplo de um padrão de propriedade é o padrão de permissividade relativa. Amostras padrão das propriedades de substâncias e materiais para fins metrológicos desempenham o papel de medidas inequívocas. Eles podem ser usados ​​como padrões de trabalho com dimensionamento

de acordo com o esquema de verificação do estado. Um exemplo de um padrão de composição é um padrão de composição de aço carbono.

Um transdutor de medição é uma ferramenta técnica com características metrológicas normalizadas que é usada para converter um valor medido em outro valor ou sinal de medição que seja conveniente para processamento, armazenamento, transformações posteriores, indicação ou transmissão. O transdutor de medição pode fazer parte de um dispositivo de medição, instalação de medição, sistema de medição etc. ou ser usado em conjunto com qualquer instrumento de medição. De acordo com a natureza da conversão, os conversores analógico, digital para analógico e analógico para digital são diferenciados. Os transdutores primários e intermediários são distinguidos pelo lugar no circuito de medição. Os conversores também são de grande escala e de transmissão.

Exemplos de conversores.

1. Termopar em termômetro termoelétrico;

2. Conversor eletropneumático.

O transdutor de medição primário é um transdutor de medição, que é diretamente afetado pela grandeza física medida. Por exemplo, um termopar em um circuito termômetro termoelétrico.

Um sensor é um transdutor primário estruturalmente separado do qual os sinais de medição são recebidos.

Uma ferramenta de comparação é uma ferramenta técnica ou um ambiente especialmente criado pelo qual é possível comparar medidas de quantidades homogêneas ou leituras de instrumentos de medição entre si.

Exemplos de meios de comparação.

1. Balanças de alavanca, em uma das quais é instalado um peso de referência e, na outra, calibrado.

2. Fluido de calibração para comparar hidrômetros de referência e de trabalho.

3. O campo de temperatura criado por um termostato para comparar as leituras do termômetro.

4. A pressão do meio criado pelo compressor pode ser medida com um manômetro calibrado e de referência ao mesmo tempo; com base nas leituras do instrumento de referência, o instrumento em teste é calibrado.

Um comparador é uma ferramenta de comparação projetada para comparar medidas de quantidades homogêneas. Por exemplo, escalas de alavanca.

Um instrumento de medição reconhecido como apto e aprovado para uso por um órgão autorizado é chamado de instrumento de medição legalizado.

Os padrões estaduais do país tornam-se assim como resultado da aprovação de padrões primários pelo órgão nacional de normalização e metrologia. Os instrumentos de medição de trabalho destinados à produção em série são legalizados pela aprovação do tipo de instrumento de medição.

Os acessórios de medição são ferramentas auxiliares que servem para garantir condições necessárias realizar medições com a precisão necessária. Exemplos de acessórios de medição são termostatos, barômetros, bases antivibratórias, dispositivos de blindagem eletromagnética, tripés de instrumentos, etc.

Um indicador é uma ferramenta técnica ou substância projetada para estabelecer a presença de uma quantidade física ou exceder seu valor limite. O indicador de proximidade do sinal é chamado de indicador nulo.

Exemplos de indicadores.

1. O osciloscópio serve como um indicador da presença ou ausência de sinais de medição.

2. Papel tornassol ou outras substâncias em reações químicas.

3. Sinal luminoso ou sonoro do indicador de radiação ionizante em caso de excesso do nível de radiação do valor limite.

Uma característica metrológica dos instrumentos de medição é uma característica de uma das propriedades dos instrumentos de medição que afeta o resultado da medição e seu erro. Para cada tipo de instrumento de medição são estabelecidas suas características metrológicas. As características metrológicas estabelecidas em documentos normativos e técnicos são chamadas de características metrológicas normalizadas, e aquelas determinadas experimentalmente são chamadas de características metrológicas reais.

A variação das leituras do dispositivo de medição é a diferença nas leituras do dispositivo no mesmo ponto da faixa de medição com uma aproximação suave a este ponto do lado menor e grandes valores valor medido.

A faixa de indicações dos instrumentos de medição é a faixa de valores da escala do instrumento, limitada pelos valores inicial e final da escala.

A faixa de medição dos instrumentos de medição é a faixa de valores de uma quantidade dentro da qual os limites de erro permitidos dos instrumentos de medição são normalizados.

Os valores de quantidade que limitam a faixa de medição de baixo para cima (esquerda e direita) são chamados de limite inferior de medição e limite superior de medição, respectivamente.

O valor nominal de uma medida é o valor quantitativo atribuído a uma medida ou lote de medidas durante a fabricação, por exemplo, um peso com valor nominal de 1 kg.

O valor real de uma medida é o valor da quantidade atribuído à medida com base em sua calibração ou verificação. Por exemplo, a composição do padrão estadual da unidade de massa inclui um peso de platina-irídio com valor de massa nominal de 1 kg, enquanto o valor real de sua massa é de 1,000000087 kg, obtido como resultado de comparações internacionais com o padrão internacional padrão do quilograma, armazenado no Bureau Internacional de Pesos e Medidas (BIPM).

A sensibilidade de um instrumento de medição é uma propriedade de um instrumento de medição, determinada pela relação entre a medição do sinal de saída deste instrumento e a alteração no valor medido que o causa. Existe uma diferença entre sensibilidade absoluta e relativa. A sensibilidade absoluta é determinada pela fórmula

onde X é o valor medido.

O limiar de sensibilidade é uma característica de um instrumento de medição na forma do menor valor de uma mudança em uma quantidade física, a partir do qual pode ser medido por este instrumento.

O deslocamento zero é a leitura diferente de zero de um instrumento de medição quando o sinal de entrada é zero.

O desvio das leituras de um instrumento de medição é uma mudança nas leituras de um instrumento de medição no tempo, devido a mudanças nas quantidades de influência ou outros fatores.

O tipo de instrumento de medição é um conjunto de instrumentos de medição com a mesma finalidade, com base no mesmo princípio

ações com o mesmo design e fabricadas de acordo com a mesma documentação técnica. Instrumentos de medição do mesmo tipo podem ter modificações diferentes (por exemplo, diferem na faixa de medição).

O tipo de instrumento de medição é um conjunto de instrumentos de medição destinados a medir uma dada grandeza física. Por exemplo, amperímetros e voltímetros são tipos de instrumentos de medição, respectivamente, para a força da corrente elétrica e tensão. O tipo de instrumentos de medição pode incluir vários tipos.

A operacionalidade metrológica dos instrumentos de medição é a condição em que todas as características metrológicas normalizadas atendem aos requisitos estabelecidos.

A saída das características metrológicas do instrumento de medição além dos limites estabelecidos é chamada de falha metrológica do instrumento de medição.

O fenômeno ou efeito físico subjacente à medição é chamado de princípio de medição (por exemplo, o uso da gravidade ao medir massa por pesagem).

Um método de medição é uma técnica ou um conjunto de métodos para comparar uma grandeza física medida com sua unidade de acordo com o princípio de medição implementado. O método de medição está interligado com o dispositivo de instrumentos de medição.

O método de avaliação direta é um método de medição no qual o valor de uma quantidade é determinado diretamente do instrumento de medição indicador.

Um método de comparação com uma medida é um método de medição no qual a quantidade medida é comparada com a quantidade reproduzível pela medida. Por exemplo, medições de massa em uma balança com pesos (medidas de massa com um valor conhecido).

O método nulo de medição é um método de comparação com uma medida em que o efeito líquido do mensurando e da medida no comparador é levado a zero. Por exemplo, a medição da resistência elétrica por uma ponte com seu balanceamento completo.

O método de medição por substituição é um método de comparação com uma medida em que o mensurando é substituído por uma medida com um valor conhecido da grandeza. Por exemplo, pesagem com colocação alternada da massa medida e dos pesos no mesmo prato da balança.

O método de medição por adição é um método de comparação com uma medida, em que o valor da quantidade medida é complementado por uma medida do mesmo

Medição de uma grandeza física- um conjunto de operações sobre a utilização de um meio técnico que armazena uma unidade de uma grandeza física, proporcionando uma relação (de forma explícita ou implícita) da grandeza medida com a sua unidade e obtendo o valor desta grandeza.

No caso mais simples, aplicando uma régua com divisões a qualquer parte, de fato, seu tamanho é comparado com a unidade armazenada pela régua e, após a contagem, o valor do valor (comprimento, altura, espessura e outros parâmetros de a parte) é obtido. Com o auxílio de um aparelho de medição, o tamanho do valor convertido em movimento do ponteiro é comparado com a unidade armazenada pela balança desse aparelho, sendo feita uma leitura.

A definição do conceito "medição" satisfaz a equação geral de medidas, que é essencial para ordenar o sistema de conceitos em metrologia. Leva em conta o lado técnico (um conjunto de operações), revela a essência metrológica das medidas (comparação com a unidade) e mostra o aspecto epistemológico (obtenção do valor de uma grandeza).

Tipos de medição

Área de medição- um conjunto de medições de grandezas físicas características de qualquer campo da ciência ou tecnologia e que se distinguem pela sua especificidade. Nota - Existem várias áreas de medição: mecânica, magnética, acústica, medições de radiação ionizante, etc.

Tipo de medições- uma parte da área de medição, que possui características próprias e é caracterizada pela uniformidade dos valores medidos. EXEMPLO No campo das medições elétricas e magnéticas, podem ser distinguidos os seguintes tipos de medições: medições de resistência elétrica, força eletromotriz, tensão elétrica, indução magnética, etc.

Existem vários tipos de medições.

De acordo com a natureza da dependência do valor medido no tempo, as medições são divididas em:

medições estáticas;

medições dinâmicas.

De acordo com o método de obtenção dos resultados da medição, eles são divididos em:

indireto;

cumulativo;

articulação.

De acordo com as condições que determinam a precisão do resultado, as medições são divididas em:

medições metrológicas;

medições de controle e verificação;

medidas técnicas.

De acordo com a forma como os resultados são expressos:

medições absolutas;

medições relativas.

De acordo com as características do instrumento de medição, existem:

medidas iguais;

medições desiguais.

Pelo número de medições em uma série de medições:

medições individuais;

várias medições.

As medições são diferenciadas pelo método de obtenção de informações, pela natureza das mudanças no valor medido durante o processo de medição, pela quantidade de informações de medição, em relação às unidades principais.

De acordo com o método de obtenção de informações, as medições são divididas em diretas, indiretas, cumulativas e conjuntas.

Medições diretas são uma comparação direta de uma quantidade física com sua medida. Por exemplo, ao determinar o comprimento de um objeto com uma régua, o valor desejado (uma expressão quantitativa do valor do comprimento) é comparado com uma medida, ou seja, uma régua.

Medições indiretas - diferem das diretas porque o valor desejado de uma quantidade é estabelecido com base nos resultados de medições diretas de tais quantidades que estão associadas à dependência específica desejada. Portanto, se você medir a intensidade da corrente com um amperímetro e a tensão com um voltímetro, de acordo com a relação funcional conhecida de todas as três grandezas, poderá calcular a potência do circuito elétrico.

Medições agregadas - estão associadas à solução de um sistema de equações compilado a partir dos resultados de medições simultâneas de várias grandezas homogêneas. A solução do sistema de equações permite calcular o valor desejado.

Medições conjuntas são medições de duas ou mais quantidades físicas não homogêneas para determinar a relação entre elas.

Medições cumulativas e conjuntas são freqüentemente usadas na medição de vários parâmetros e características no campo da engenharia elétrica.

De acordo com a natureza da mudança no valor medido durante o processo de medição, existem medições estatísticas, dinâmicas e estáticas.

As medições estatísticas estão associadas à determinação das características de processos aleatórios, sinais sonoros, níveis de ruído, etc. As medições estáticas ocorrem quando o valor medido é praticamente constante.

As medições dinâmicas estão associadas a tais quantidades que sofrem certas mudanças durante o processo de medição. Medições estáticas e dinâmicas ideais são raras na prática.

De acordo com a quantidade de informações de medição, são distinguidas medições únicas e múltiplas.

Medições individuais são uma medição de uma quantidade, ou seja, o número de medições é igual ao número de quantidades medidas. A aplicação prática deste tipo de medição está sempre associada a grandes erros, portanto, devem ser realizadas pelo menos três medições individuais e o resultado final deve ser encontrado como a média aritmética.

Medições múltiplas são caracterizadas por um excesso do número de medições do número de valores medidos. A vantagem de medições múltiplas é uma redução significativa na influência de fatores aleatórios no erro de medição. escala metrológica de medição

Os métodos de medição são determinados pelo tipo de grandezas medidas, suas dimensões, a precisão necessária do resultado, a velocidade necessária do processo de medição e outros dados.

Existem muitos métodos de medição e, com o desenvolvimento da ciência e da tecnologia, seu número está aumentando.

De acordo com o método de obtenção do valor numérico do valor medido, todas as medições são divididas em três tipos principais: direta, indireta e cumulativa.

direto são chamadas medições nas quais o valor desejado de uma quantidade é encontrado diretamente a partir de dados experimentais (por exemplo, medição de massa em um mostrador ou balança de braço igual, temperatura - com um termômetro, comprimento - com a ajuda de medidas lineares).

indireto são chamadas medições nas quais o valor desejado de uma quantidade é encontrado com base em uma relação conhecida entre essa quantidade e as quantidades submetidas a medições diretas (por exemplo, a densidade de um corpo homogêneo em termos de sua massa e dimensões geométricas; determinação de resistência elétrica a partir dos resultados da medição da queda de tensão e intensidade da corrente).

Agregar chamadas medições nas quais várias quantidades com o mesmo nome são medidas simultaneamente, e o valor desejado das quantidades é encontrado resolvendo um sistema de equações obtido por medições diretas de várias combinações dessas quantidades (por exemplo, medições nas quais as massas de indivíduos individuais os pesos de um conjunto são determinados a partir da massa conhecida de um deles e dos resultados de comparações diretas das massas de várias combinações de pesos).

Anteriormente, foi dito que, na prática, as medições diretas são as mais utilizadas devido à sua simplicidade e velocidade de execução. Vamos dar descrição breve medições diretas.

Medições diretas de grandezas podem ser feitas pelos seguintes métodos:

1) Método de avaliação direta - o valor da quantidade é determinado diretamente pelo dispositivo de leitura do dispositivo de medição (medição de pressão - com manômetro de mola, massa - com escalas de mostrador, corrente elétrica - com amperímetro).

2) Método de comparação de medidas – o valor medido é comparado com o valor reproduzido pela medida (medição da massa por uma balança com pesos).

3) Método Diferencial - um método de comparação com uma medida, em que o instrumento de medição é afetado pela diferença entre o valor medido e o valor conhecido reproduzido pela medida (medidas realizadas ao verificar medidas de comprimento por comparação com uma medida padrão em um comparador).

4) método zero - um método de comparação com uma medida, quando o efeito resultante do impacto das quantidades no dispositivo de comparação é levado a zero (medição da resistência elétrica por uma ponte com seu balanceamento total).

5) Método de correspondência - um método de comparação com uma medida, em que a diferença entre o valor medido e o valor reproduzido pela medida é medida usando a coincidência de marcas de escala ou sinais periódicos (medição de comprimento usando um paquímetro ao observar a coincidência de marcas no paquímetro vernier e escalas vernier).

6) método de substituição – um método de comparação com uma medida, quando o valor medido é substituído por um valor conhecido, uma medida reprodutível (pesagem com colocação alternada da massa medida e dos pesos no mesmo prato da balança).

Fim do trabalho -

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Metrologia

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De acordo com GOST 2789 - 73, a rugosidade da superfície dos produtos, independentemente do material e método de fabricação, pode ser avaliada pelos seguintes parâmetros (Figura 10):

Termos e definições gerais
As tolerâncias da forma e localização das superfícies das peças e instrumentos da máquina, termos, definições relacionadas aos principais tipos de desvios são padronizadas pelo GOST 24642 ​​​​- 81. A base

Desvios de formulário e tolerâncias
Desvios de forma incluem desvios de retilinidade, planicidade, redondeza, perfil da seção longitudinal e cilindricidade. Desvios na forma de superfícies planas

Desvios e tolerâncias de localização
O desvio da localização da superfície ou perfil é o desvio da localização real da superfície (perfil) de sua localização nominal. Desvios quantitativos de localização sobre

Desvios totais e tolerâncias da forma e localização das superfícies
O desvio total da forma e localização é o desvio, que é o resultado da manifestação conjunta do desvio da forma e do desvio da localização do elemento em questão (segundo

Forma dependente e independente e tolerância de localização
As tolerâncias de localização ou forma definidas para eixos ou furos podem ser dependentes e independentes. Dependente é a tolerância da forma ou localização, o valor mínimo

Valores numéricos de tolerâncias de forma e localização de superfícies
De acordo com GOST 24643 - 81, 16 graus de precisão são estabelecidos para cada tipo de tolerância da forma e localização das superfícies. Os valores numéricos das tolerâncias mudam de um grau para outro

Designação nos desenhos de tolerâncias de forma e localização
O tipo de tolerância da forma e localização de acordo com GOST 2.308 - 79 deve ser indicado no desenho com os sinais (símbolos gráficos) fornecidos na tabela 4. Insiro o sinal e o valor numérico da tolerância

Tolerâncias de forma e localização não especificadas
Diretamente no desenho, via de regra, são indicadas as tolerâncias mais críticas para a forma e localização das superfícies. De acordo com GOST 25069 - 81, todos os indicadores de precisão e localização do formulário

Regras para definir bases
1) Se a peça tiver mais de dois elementos para os quais são estabelecidas as mesmas tolerâncias de localização ou batimento não especificadas, então essas tolerâncias devem ser atribuídas à mesma base;

Regras para determinar a definição de tolerância de tamanho
A tolerância definidora de um tamanho é entendida como: 1) Ao determinar uma tolerância não especificada de perpendicularidade ou batimento final, a tolerância de um tamanho de coordenação

Ondulação da superfície
A ondulação da superfície é entendida como um conjunto de irregularidades que se repetem periodicamente, nas quais as distâncias entre colinas ou depressões adjacentes excedem o comprimento da base l.

Tolerâncias de rolamento
A qualidade dos rolamentos, outras coisas sendo iguais, é determinada por: 1) a precisão das dimensões de conexão e a largura dos anéis, e para rolamentos de contato angular de rolos e

Seleção de ajustes de rolamentos
O ajuste do rolamento no eixo e na caixa é selecionado dependendo do tipo e tamanho do rolamento, suas condições de operação, o valor e a natureza das cargas que atuam sobre ele e o tipo de carga dos anéis

Decisão
1) Com um eixo rotativo e uma força constante Fr, o anel interno é carregado com cargas de circulação e o anel externo com cargas locais. 2) Intensidade da carga

símbolos de rolamento
O sistema de símbolos para rolamentos de esferas e rolos é estabelecido pelo GOST 3189 - 89. O símbolo de um rolamento fornece uma imagem completa de suas dimensões gerais, design e precisão de fabricação.

Tolerâncias angulares
Tolerâncias de dimensões angulares são atribuídas de acordo com GOST 8908 - 81. Tolerâncias de ângulos AT (do inglês. Tolerância de ângulo - tolerância de ângulo) devem ser atribuídas dependendo do comprimento nominal L1 do lado menor

Sistema de tolerâncias e patamares para conexões cônicas
Uma conexão cônica tem vantagens sobre uma cilíndrica: é possível ajustar a quantidade de folga ou interferência pelo deslocamento relativo das peças ao longo do eixo; com conexão fixa

Os principais parâmetros da rosca de fixação métrica
Parâmetros da rosca cilíndrica (Figura 36, ​​a): média d2 (D2); diâmetros externos d (D) e internos d1 (D1) em

Princípios gerais de intercambialidade de roscas cilíndricas
Os sistemas de tolerância e ajuste que garantem a intercambialidade de roscas métricas, trapezoidais, axiais, tubulares e outras roscas cilíndricas são construídos com base em um único princípio: eles levam em consideração a presença de

Tolerâncias e ajustes de roscas com folga
As tolerâncias para roscas métricas com passos grandes e pequenos para diâmetros de 1 - 600 mm são reguladas por GOST 16093 - 81. Esta norma define os desvios máximos dos diâmetros da rosca em

Tolerâncias de roscas com interferência e com ajustes de transição
Os patamares em questão servem principalmente para conectar os prisioneiros às partes da carroceria, caso não possam ser usadas conexões de parafuso ou porca. Esses patamares são usados ​​em fixadores

Roscas padrão para aplicações gerais e especiais
A Tabela 9 mostra os nomes das roscas padrão de uso geral, as mais amplamente utilizadas na fabricação de máquinas e instrumentos, e dá exemplos de suas designações nos desenhos. ao máximo

Precisão da transmissão cinemática
Para garantir a precisão cinemática, são fornecidos padrões que limitam o erro cinemático da transmissão e o erro cinemático da roda. cinemático

suavidade de transmissão
Essa característica de transmissão é determinada por parâmetros, cujos erros aparecem repetidamente (ciclicamente) por rotação da engrenagem e também fazem parte do erro cinemático

Contato da engrenagem
Para aumentar a resistência ao desgaste e a durabilidade das engrenagens, é necessário que a integridade do contato das superfícies laterais de contato dos dentes da engrenagem seja a maior possível. Com incompleto e desigual

Folga lateral
Para eliminar possíveis bloqueios quando a engrenagem é aquecida, para garantir as condições para o fluxo de lubrificante e limitar a folga ao inverter a referência e dividir as engrenagens reais

Designação da precisão da roda e engrenagem
A precisão da fabricação de engrenagens e engrenagens é definida pelo grau de precisão e os requisitos para a folga lateral são definidos pelo tipo de conjugação de acordo com os padrões da folga lateral. Exemplos de símbolos:

A escolha do grau de precisão e parâmetros controlados de engrenagens
O grau de precisão das rodas e engrenagens é definido dependendo dos requisitos de precisão cinemática, suavidade, potência transmitida, bem como velocidade periférica das rodas. Ao escolher o grau de precisão

Tolerâncias para engrenagens cônicas e hipóides
Os princípios de construção de um sistema de tolerância para engrenagens cônicas (GOST 1758 - 81) e engrenagens hipóides (GOST 9368 - 81) são semelhantes aos princípios para a construção de um sistema para engrenagens retas

Tolerâncias de engrenagens helicoidais
Para engrenagens cilíndricas sem-fim, GOST 3675 - 81 estabelece 12 graus de precisão: 1, 2,. . ., 12 (em ordem decrescente de precisão). Para sem-fim, rodas sem-fim e engrenagens sem-fim

Tolerâncias e ajustes para juntas de dente reto
De acordo com GOST 1139 - 80, as tolerâncias são estabelecidas para conexões com centralização nos diâmetros d interno e externo D, bem como nas laterais dos dentes b. Como a visualização é centralizada

Tolerâncias e ajustes de splines com perfil de dente envolvente
Dimensões nominais de conexões estriadas envolventes (Figura 58), dimensões nominais por rolos (Figura 59) e comprimentos normais comuns para medições individuais de eixos e buchas estriados devem

Controle de precisão de splines
As conexões spline são controladas por medidores passantes complexos (Figura 61) e medidores não passantes elemento a elemento.

Um método para calcular cadeias dimensionais que garante total intercambialidade
Para garantir a intercambialidade completa, as cadeias dimensionais são calculadas usando o método máximo-mínimo, no qual a tolerância do tamanho de fechamento é determinada pela adição aritmética das tolerâncias.

Método teórico e probabilístico para cálculo de cadeias dimensionais
Ao calcular as cadeias dimensionais pelo método máximo-mínimo, assumiu-se que durante o processamento ou montagem, é possível uma combinação simultânea dos maiores tamanhos crescentes e menores tamanhos decrescentes.

Método de intercambialidade de grupo em montagem seletiva
A essência do método de intercambiabilidade do grupo reside na fabricação de peças com tolerâncias tecnologicamente viáveis ​​​​relativamente amplas, selecionadas a partir dos padrões relevantes, grau

Método de ajuste e ajuste
Método de regulação. O método de regulação é entendido como o cálculo de cadeias dimensionais, em que a precisão necessária do elo inicial (fechamento) é alcançada por uma mudança deliberada

Cálculo de cadeias dimensionais planas e espaciais
As cadeias dimensionais planas e espaciais são calculadas usando os mesmos métodos das lineares. Só é necessário trazê-los para a forma de cadeias dimensionais lineares. Isso é conseguido projetando

Fundamentos históricos para o desenvolvimento da padronização
O homem está envolvido na padronização desde os tempos antigos. Por exemplo, a escrita tem pelo menos 6.000 anos e se originou de acordo com as últimas descobertas na Suméria ou no Egito.

Base legal para padronização
A base legal para padronização na Federação Russa é estabelecida por a lei federal"Sobre o regulamento técnico" de 27 de dezembro de 2002. É obrigatório para todos os estados

Princípios do regulamento técnico
Atualmente, os seguintes princípios foram estabelecidos: 1) a aplicação de regras uniformes para estabelecer requisitos para produtos ou para processos de design relacionados (incluindo pesquisas), produção

Objetivos dos regulamentos técnicos
A Lei do Regulamento Técnico estabelece um novo documento – o regulamento técnico. Regulamento técnico - um documento que é adotado por um tratado internacional da Rússia

Tipos de regulamentos técnicos
NO Federação Russa são aplicados dois tipos de regulamentos técnicos: - regulamentos técnicos gerais; - regulamentos técnicos especiais. Regulamento técnico geral ra

O conceito de padronização
O conteúdo dos termos de padronização percorreu um longo caminho evolutivo. O esclarecimento desse termo ocorreu paralelamente ao desenvolvimento da própria padronização e refletiu o nível de seu desenvolvimento no p

Objetivos da padronização
A normalização é realizada de forma a: 1) Aumentar o nível de segurança: - vida e saúde dos cidadãos; - bens de pessoas físicas e jurídicas; - Estado

Objeto, aspecto e área de padronização. Níveis de padronização
O objeto da padronização é um produto, serviço, processo de manufatura(trabalho), ou grupos de produtos, serviços, processos homogêneos para os quais os requisitos estão sendo desenvolvidos

Princípios e funções da padronização
Os principais princípios de padronização na Federação Russa, que garantem o alcance das metas e objetivos de seu desenvolvimento, são: 1) a aplicação voluntária de documentos no campo da padronização

padronização internacional
A padronização internacional (SI) é uma atividade da qual participam dois ou mais Estados soberanos. MS tem papel de destaque no aprofundamento da cooperação econômica mundial, em m

Um conjunto de padrões do sistema nacional de padronização
Para implementar a Lei Federal “Sobre Regulamentação Técnica”, desde 2005, estão em vigor 9 padrões nacionais do complexo “Padronização da Federação Russa”, que substituiu o complexo “Sistema de Padronização do Estado”. Esse

A estrutura dos organismos e serviços de normalização
O órgão nacional de padronização é a Agência Federal de Regulamentação Técnica e Metrologia (Rostekhregulirovanie), que substituiu a Norma Estadual. Ele obedece diretamente

Documentos normativos sobre padronização
Documentos normativos sobre padronização (ND) - documentos contendo regras, princípios gerais para fins de padronização e estão disponíveis para uma ampla gama de usuários. ND inclui: 1)

Categorias de normas. Designações padrão
As categorias de padronização são diferenciadas pelo nível em que os padrões são aceitos e aprovados. Quatro categorias são estabelecidas: 1) internacional; 2) intergo

Tipos de padrões
Dependendo do objeto e aspecto da padronização, GOST R 1.0 estabelece os seguintes tipos de padrões: 1) padrões fundamentais; 2) padrões de produtos;

Controle estatal sobre o cumprimento dos requisitos de regulamentos e normas técnicas
O controle do Estado é exercido funcionários o órgão de controle estadual da Federação Russa para cumprimento dos requisitos do TR em relação ao estágio de circulação do produto. Órgãos de controle estadual da região

Padrões da Organização (STO)
A organização e o procedimento para o desenvolvimento do SRT estão contidos no GOST R 1.4 - 2004. Organização - um grupo de funcionários e os fundos necessários com a distribuição de responsabilidades de autoridade e mútuo

A necessidade de números preferenciais (P.N.)
A introdução do FI é causada pelas seguintes considerações. A utilização de um conversor de frequência permite a melhor harmonização possível dos parâmetros e dimensões de um único produto com todos os associados

Série baseada em progressão aritmética
Na maioria das vezes, as séries IF são construídas com base em uma progressão geométrica, menos frequentemente com base em uma progressão aritmética. Além disso, existem variedades de linhas construídas com base no "dourado"

Série baseada em progressão geométrica
A longa prática de padronização tem mostrado que o mais conveniente são as séries construídas com base em uma progressão geométrica, pois isso resulta na mesma diferença relativa entre

Propriedades da série de números preferidos
As séries IF têm as propriedades de uma progressão geométrica. As séries IF não são limitadas em ambas as direções, enquanto números menores que 1,0 e maiores que 10 são obtidos dividindo ou multiplicando por 10, 100, etc.

Séries limitadas, amostrais, compostas e aproximadas
Linhas limitadas. Caso seja necessário limitar as séries principais e adicionais, suas designações indicam os membros limites, que sempre estão incluídos nas séries limitadas. Exemplo. R10(

O conceito e os tipos de unificação
Durante a unificação, o número mínimo permitido, mas suficiente, de tipos, tipos, tamanhos padrão, produtos, unidades de montagem e peças que tenham altas taxas qualidade

Indicadores de nível de unificação
O nível de unificação dos produtos é entendido como sua saturação com elementos constituintes unificados; partes, módulos, nós. Os principais indicadores quantitativos do nível de unificação do produto

Determinação do indicador do nível de unificação
A avaliação do nível de unificação é baseada na correção da seguinte fórmula:

História do desenvolvimento da certificação
"Certificado" em latim significa "bem feito". Embora o termo "certificação" tenha se tornado conhecido em Vida cotidiana e prática comercial

Termos e definições no campo da avaliação da conformidade
Avaliação da conformidade - determinação direta ou indireta da conformidade com os requisitos de um objeto. Um exemplo típico de atividade para avaliar

Objetivos, princípios e objetos de avaliação da conformidade
A avaliação da conformidade é realizada para: - certificar a conformidade de produtos, processos de design (incluindo pesquisas), produção, construção, instalação

O papel da certificação na melhoria da qualidade do produto
Melhorar radicalmente a qualidade dos produtos em condições modernas é uma das principais tarefas econômicas e políticas. É por isso que o conjunto do mesmo

Esquemas de certificação de produtos para conformidade com os requisitos dos regulamentos técnicos
Esquema de certificação - um determinado conjunto de ações, oficialmente aceito como evidência da conformidade do produto com os requisitos especificados.

Esquemas de declaração de conformidade para conformidade com os requisitos de regulamentos técnicos
Tabela 17 - Esquemas de declaração de conformidade para conformidade com os requisitos de regulamentos técnicos Designação do esquema Conteúdo do esquema e sua utilização

Esquemas de certificação de serviço
Tabela 18 - Esquemas de certificação de serviços Esquema N.º Avaliação da qualidade dos serviços prestados Verificação (testes) dos resultados dos serviços

Esquemas de Conformidade
Tabela 19 - Esquemas de certificação de produtos Número do esquema Ensaios em laboratórios de ensaios acreditados e outros métodos de comprovação

Confirmação obrigatória de conformidade
A confirmação obrigatória da conformidade pode ser realizada apenas nos casos estabelecidos por regulamentos técnicos e exclusivamente para o cumprimento de seus requisitos. Em que

Declaração de conformidade
A Lei Federal "Sobre o Regulamento Técnico" estabelece as condições sob as quais uma declaração de conformidade pode ser adotada. Em primeiro lugar, esta forma de confirmação de conformidade d

certificação obrigatória
A certificação obrigatória de acordo com a Lei Federal "Sobre o Regulamento Técnico" é realizada por um organismo de certificação credenciado com base em um contrato com o requerente.

Confirmação voluntária de conformidade
A confirmação voluntária da conformidade deve ser realizada apenas na forma de certificação voluntária. A certificação voluntária é realizada por iniciativa do requerente com base em um acordo

Sistemas de certificação
Um sistema de certificação é entendido como um conjunto de participantes da certificação que atuam em uma determinada área de acordo com as regras definidas no sistema. O conceito de "sistema de certificação" em

Procedimento de certificação
A certificação de produtos passa pelas seguintes fases principais: 1) Submissão de um pedido de certificação; 2) Apreciação e decisão sobre o pedido; 3) Seleção, identificação

Organismos de Certificação
Organismo de Certificação - entidade ou empresário individual devidamente credenciado para realizar o trabalho de certificação.

Laboratórios de teste
Laboratório de testes - um laboratório que realiza testes (certos tipos de testes) de determinados produtos. durante o serviço

Acreditação de organismos de certificação e laboratórios de ensaio
De acordo com a definição dada na Lei Federal "Sobre o Regulamento Técnico", a acreditação é "o reconhecimento oficial pelo organismo de acreditação da competência de um físico

Certificação de serviço
A certificação é realizada por organismos de certificação de serviços credenciados dentro de seu escopo de acreditação. A certificação examina as características dos serviços e usa métodos

Certificação de sistemas de qualidade
NO últimos anos Há um número crescente de empresas em todo o mundo que certificaram seus sistemas de qualidade de acordo com a série de normas ISO 9000.

A medição de grandezas físicas consiste em comparar qualquer grandeza com uma grandeza homogênea, tomada como unidade. Em metrologia, o termo "medição" é usado, o que significa encontrar o valor de uma quantidade física empiricamente usando meios técnicos especiais.

As medições realizadas com a ajuda de meios técnicos especiais são chamadas de instrumentais. O exemplo mais simples dessas medições é determinar o tamanho de uma peça com uma régua com divisões, ou seja, comparar o tamanho de uma peça com uma unidade de comprimento armazenada por uma régua.

Derivado do termo "medição" é o termo "medida", amplamente utilizado na prática. Existem termos "medida", "medida", "medida", mas seu uso em metrologia é inaceitável.

Para simplificar a atividade de medição, as medições são classificadas de acordo com os seguintes critérios:

Métodos gerais de obtenção de resultados - diretos, indiretos, compatíveis, cumulativos;

O número de medições em uma série - simples e múltiplas;

Finalidade metrológica - técnica, metrológica;

Características de precisão - iguais e desiguais;

Relação com a variação do valor medido - estatística e dinâmica;

Expressão do resultado da medição - absoluto e relativo;

Medições diretas - medições nas quais o valor desejado de uma quantidade é encontrado diretamente de dados experimentais (medidas de massa em uma balança, temperatura de termômetros, comprimento usando medidas lineares). Nas medições diretas, o objeto de estudo é colocado em interação com instrumentos de medição e, segundo o depoimento destes últimos, o valor da grandeza medida é contado. Às vezes, as leituras do instrumento são multiplicadas por um coeficiente, as correções apropriadas são introduzidas, etc. Essas medições podem ser escritas como uma equação: X \u003d C X P,

onde X é o valor da grandeza medida em unidades aceitas para ela;

C é o preço de uma divisão de escala ou de uma única leitura de um dispositivo de leitura digital em unidades do valor medido;

X P - leitura no dispositivo indicador em divisões de escala.

Indireto medidas - medidas, em que o valor desejado é encontrado com base em uma relação conhecida entre esse valor e os valores obtidos por medições diretas (determinação da densidade de um corpo homogêneo por sua massa e dimensões geométricas, a resistividade elétrica de o condutor por sua resistência, comprimento e área de seção transversal). No caso geral, essa dependência pode ser representada como uma função X = (X1,X2,....,Xn), na qual o valor dos argumentos X1, X2, ...., Xn é encontrado como resultado de medições diretas e, às vezes, indiretas, conjuntas ou cumulativas.

Por exemplo, a densidade de um homogêneo corpo sólidoρ é encontrado como a razão entre a massa m e seu volume V, e a massa e o volume do corpo são medidos diretamente: ρ=m/V.

Para melhorar a precisão das medições de densidade ρ, massa m e volume V são medidos repetidamente. Neste caso, a densidade do corpo

ρ = m/V , m é o resultado da medição do peso corporal, m = 1/n Σ m i ;

V=ΣVi/n - o resultado da medição do volume do corpo Π.

Medições agregadas - medições de várias quantidades homogêneas, nas quais o valor desejado das quantidades é encontrado resolvendo um sistema de equações obtido por medições diretas de várias combinações dessas quantidades (medidas nas quais as massas dos pesos individuais do conjunto são encontradas a partir de a massa conhecida de um deles e dos resultados de comparações diretas das massas de várias combinações de pesos).

Medições conjuntas - medições simultâneas de duas ou mais quantidades opostas para encontrar a relação entre elas (medindo simultaneamente o incremento no comprimento da amostra dependendo das mudanças em sua temperatura e determinando o coeficiente de expansão linear).

As medições conjuntas e cumulativas são muito próximas em termos de métodos para encontrar os valores desejados das grandezas medidas. A diferença reside no fato de que com medições cumulativas, várias quantidades do mesmo nome são medidas simultaneamente e com medições conjuntas, opostas. Os valores das quantidades medidas x1, ..., xn são determinados com base nas equações cumulativas;

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

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

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

onde X11, X21, ……………..Xk n - valores medidos por métodos diretos.

As medições de juntas são baseadas em equações bem conhecidas que refletem as relações existentes na natureza entre as propriedades dos objetos, ou seja, entre quantidades.

Medições absolutas são medições baseadas em medições diretas de uma ou mais quantidades básicas e no uso de constantes físicas.

Medições relativas - obtenção da razão de uma quantidade para uma quantidade de mesmo nome, que desempenha o papel de uma unidade, ou uma mudança de uma quantidade em relação a uma quantidade de mesmo nome, tomada como inicial.

solteiro medição- medição, realizada uma vez (medição de um tempo específico pelo relógio).

Medições múltiplas - medições da mesma quantidade física, cujo resultado é obtido a partir de várias medições consecutivas. Normalmente, medições múltiplas são aquelas feitas mais de três vezes.

Medições técnicas - medições realizadas usando instrumentos de medição em funcionamento para controlar e gerenciar experimentos científicos, controlar parâmetros do produto, etc. (medição da pressão do ar na câmara do automóvel).

Medições metrológicas - medições com a ajuda de padrões e instrumentos de medição exemplares com o objetivo de inovar unidades de grandezas físicas ou transferir seus tamanhos para instrumentos de medição de trabalho.

Medições de igual precisão são uma série de medições de uma quantidade feitas por instrumentos de medição com a mesma precisão nas mesmas condições.

Medições desiguais - uma série de medições de qualquer valor, feitas com precisão diferente com instrumentos de medição e sob condições diferentes.

Medições estáticas - medições de uma quantidade física, tomadas de acordo com uma tarefa de medição específica, inalterada ao longo do tempo de medição (medição do tamanho de uma peça em temperatura normal).

Medições dinâmicas - medições de uma quantidade física, cujo tamanho muda com o tempo (medidas da distância ao nível do solo de uma aeronave em descida).

Medindo instrumentos

Instrumentos de medição são meios técnicos utilizados em medições e com propriedades metrológicas normalizadas. A determinação correta do valor da quantidade medida no processo de sua medição depende dos instrumentos de medição. Instrumentos de medição incluem: medidas: instrumentos de medição, instalações de medição, sistemas de medição.

Medida - um instrumento de medição projetado para reproduzir uma quantidade física de um determinado tamanho (um peso é uma medida de massa, um gerador é uma medida da frequência de oscilações elétricas). As medidas, por sua vez, são divididas em valores únicos e valores múltiplos.

inequívoco medida - medida, reproduzindo uma quantidade física do mesmo tamanho (medida final de plano paralelo de comprimento, elemento normal, capacitor de capacitância constante),

medida multivalorada - uma medida que reproduz uma série de quantidades físicas de mesmo nome de vários tamanhos (régua: em divisões milimétricas, um capacitor de capacitância variável).

Um conjunto de medidas é um conjunto de medidas especialmente selecionado, usado não apenas individualmente, mas também em várias combinações, a fim de reproduzir um número de quantidades com nomes semelhantes de vários tamanhos (um conjunto de pesos, um conjunto de medidas finais paralelas de comprimento ).

Um dispositivo de medição é um dispositivo de medição projetado para gerar um sinal de informação de medição em uma forma acessível à percepção direta por um observador. Os resultados das medições são emitidos pelos dispositivos de leitura dos instrumentos, que podem ser balança, digital e registrador.

Os dispositivos de leitura de escala consistem em uma escala, que é um conjunto de marcas e números que representam uma série de valores sucessivos do valor medido, e um ponteiro (ponteiro, feixe de elétrons e outros) associado ao sistema móvel do dispositivo.

Marcas de escala com valores numéricos representados são chamadas de marcas de escala numérica. As principais características da escala são o comprimento da divisão da escala, que é expressa pela distância entre os eixos de dois traços de escala adjacentes, e o valor da divisão da escala, que representa o valor da quantidade medida que faz com que o ponteiro se mova um divisão.

Também costuma-se destacar os conceitos: faixa de medidas e faixa de indicações.

A faixa de medição faz parte da faixa de indicações para a qual os limites de erros admissíveis dos instrumentos de medição são normalizados. menos e maior valor A faixa de medição é chamada de limite inferior e superior das medições, respectivamente.

O valor de uma quantidade determinado pelo dispositivo de leitura do instrumento de medição e expresso nas unidades aceitas dessa quantidade é chamado de indicação do instrumento de medição.

O valor medido é determinado pela multiplicação do número de divisões da escala pelo valor da divisão da escala ou pela multiplicação do valor numérico lido na escala pela constante da escala.

Atualmente, dispositivos mecânicos ou leves de leitura digital são amplamente utilizados.

Dispositivos de leitura de gravação consistem em um mecanismo de escrita ou impressão e uma fita. O dispositivo de escrita mais simples é uma caneta cheia de tinta, que fixa o resultado da medição em uma fita de papel. Em dispositivos mais complexos, a gravação do resultado da medição pode ser realizada por um feixe de luz ou elétron, cujo movimento depende dos valores das grandezas medidas.

Aula 3. MEDIDAS DE QUANTIDADES FÍSICAS

3.1 Medições de grandezas físicas e sua classificação

3.2 Princípios, métodos de medição

3.3. Técnica de medição

Medições de grandezas físicas e sua classificação

A confiabilidade das informações de medição é a base para análise, previsão, planejamento e gestão da produção em geral, contribui para melhorar a eficiência da contabilidade de matérias-primas, produtos acabados e custos de energia, além de melhorar a qualidade dos produtos acabados.

Medição- um conjunto de operações realizadas para determinar o valor quantitativo da quantidade;

Medição de uma grandeza física - um conjunto de operações sobre o uso de um meio técnico que armazena uma unidade de uma quantidade física, fornecendo uma relação da quantidade medida com sua unidade e obtendo o valor dessa quantidade.

objeto de medição- um objeto físico real, cujas propriedades são caracterizadas por um ou mais PV medidos.

tecnologia de medição- um conjunto de meios técnicos utilizados para realizar medições.

O principal consumidor de equipamentos de medição é a indústria. aqui, o equipamento de medição é parte integrante do processo tecnológico, pois é usado para obter informações sobre os modos tecnológicos que determinam o andamento dos processos.

medições tecnológicas- um conjunto de dispositivos de medição e métodos de medição utilizados em processos tecnológicos.

objeto de medição– corpo (sistema físico, processo, fenômeno, etc.), que é caracterizado por uma ou mais quantidades físicas mensuráveis ​​ou mensuráveis.

Qualidade de medição- trata-se de um conjunto de propriedades que determinam a conformidade do meio, método, metodologia, condições de medição e estado de unidade das medições com os requisitos da tarefa de medição.

As medições são classificadas de acordo com os seguintes critérios:

3.1.1 De acordo com a dependência do valor medido no tempo em estático e dinâmico ;

Medições Estáticas– medição de uma quantidade física tomada de acordo com a tarefa de medição como uma constante ao longo do tempo de medição (por exemplo, medição do tamanho de uma peça em temperatura normal).

Medições dinâmicas– medições de uma quantidade física, cujo tamanho muda ao longo do tempo (por exemplo, medir fração de massaágua no produto durante a secagem).

3.1.2 Como forma de obtenção de resultados em direta, indireta, cumulativa, conjunta;

Medição direta- uma medida na qual o valor desejado de uma grandeza física é encontrado diretamente a partir de dados experimentais. No processo de medição direta, o objeto de medição é colocado em interação com o instrumento de medição e, de acordo com as indicações deste último, o valor da grandeza medida é contado. Um exemplo de medições diretas são medições de comprimento com uma régua, peso com uma balança, temperatura com um termômetro de vidro e acidez ativa com um medidor de pH, etc.

As medições diretas incluem medições da grande maioria dos parâmetros do processo químico-tecnológico.

Medição indireta- uma medição na qual o valor desejado de uma grandeza é encontrado com base em uma relação conhecida entre esta grandeza e as grandezas obtidas por medição direta.

Medições indiretas são usadas em dois casos:

· não há ferramenta de medição para medições diretas;

Medições diretas não são precisas o suficiente.

Ao realizar análises químicas da composição e propriedades dos nutrientes, as medições indiretas são amplamente utilizadas. Um exemplo de medições indiretas são as medições da densidade de um corpo homogêneo por sua massa e volume; determinação da fração mássica de água em produtos de pescado por secagem a uma temperatura de 105 cerca de C, cuja essência é secar o produto até peso constante e determinar a fração de massa de água de acordo com a fórmula:

onde M 1 é o peso da garrafa com amostra antes da secagem, g; M 2 é o peso da garrafa com a amostra após a secagem, g; M é a massa da amostra.

Medições cumulativas - medições de várias quantidades homogêneas, nas quais os valores desejados das quantidades são encontrados resolvendo um sistema de equações obtido por medições diretas de várias combinações dessas quantidades (medidas nas quais a massa dos pesos individuais do conjunto é encontrada a partir de a massa conhecida de um deles e dos resultados de comparações diretas das massas de várias combinações de pesos).

Medições conjuntas - medições simultâneas de duas ou mais quantidades diferentes para encontrar a relação entre elas (por exemplo, medições simultâneas do incremento no comprimento da amostra dependendo das mudanças em sua temperatura e a determinação do coeficiente de expansão linear pela fórmula k = l / (lDt)).

As medições conjuntas praticamente não diferem das indiretas.

3.1.3. Em conexão com o objeto para contato e não contato , em que o elemento sensível do dispositivo é colocado ou não em contato com o objeto de medição.

3.1.4. De acordo com os termos de precisão em iguais e desiguais.

Medidas equivalentes - uma série de medições de alguma quantidade, feitas por instrumentos de medição da mesma precisão nas mesmas condições.

medidas desiguais- uma série de medições de uma determinada quantidade, realizadas por instrumentos de medição de precisão diferente e em condições diferentes. Por exemplo, a fração de massa de água em peixe seco foi determinada por dois métodos: secagem a uma temperatura de 130 cerca de C e no aparelho de HF a uma temperatura de 150 cerca de C, o erro admissível no primeiro caso é de +1%, no segundo - +0,5%.

3.1.5 Pelo número de medições em uma série de medições para uso único e múltiplo.

Medição única– medição realizada uma vez (medição de um tempo específico pelo relógio).

Medição múltipla- medição de uma quantidade física do mesmo tamanho, cujo resultado é obtido a partir de várias medições consecutivas, ou seja, consistindo de um número de medições únicas. Normalmente, medições múltiplas são aquelas que produzem mais de três vezes. O resultado de várias medições é geralmente tomado como a média aritmética de medições individuais.

3.1.6. Para fins metrológicos para técnicos, metrológicos;

Dimensão Técnica- uma medição feita com um instrumento de medição em funcionamento com a finalidade de monitorar e gerenciar experimentos científicos, monitorar os parâmetros dos produtos, etc. (medição da temperatura em um forno de defumação, determinação da fração mássica de gordura no peixe).

Medição metrológica- uma medição feita usando instrumentos de medição padrão e exemplares para introduzir uma nova unidade de grandeza física ou transferir seu tamanho para instrumentos de medição de trabalho.

3.1.7 Pela expressão do resultado da medição em absoluto e relativo;

Medição absoluta– medição baseada em medições diretas de uma ou mais grandezas básicas e no uso de constantes físicas. Por exemplo, a medição da gravidade é baseada na medição da grandeza principal - massa (m) e no uso da constante física g: F = mg.

Medição relativa- uma medição realizada para obter a relação de uma quantidade com o valor de mesmo nome, que desempenha o papel de uma unidade, ou para medir o valor em relação ao valor de mesmo nome, tomado como inicial. Por exemplo, medindo a umidade relativa do ar.

3.1.8. De acordo com os conjuntos estabelecidos de valores medidos sobre elétrico ( corrente, tensão, potência) , mecânico ( massa, número de produtos, esforços); , poder calorífico(temperatura, pressão); , fisica(densidade, viscosidade, turbidez); químico(composição, propriedades químicas, concentração) , engenharia de rádio etc.

A análise do estado das medições na indústria alimentar permitiu estabelecer a composição qualitativa e quantitativa do parque de equipamentos de medição, que se caracteriza pelo seguinte rácio (%):

- medidas termotécnicas - 50,7;

- medições mecânicas - 30,4;

– energia elétrica – 12,1;

- medições físicas e químicas - 6.2;

– medições de tempo e frequência – 0,6.

Princípios e métodos de medição

Princípio de medição- o fenômeno ou efeito físico subjacente às medições. Por exemplo, a medição de temperatura com um termômetro de líquido é baseada no aumento do volume de um líquido à medida que a temperatura aumenta.

Método de mediçãoº- recepção ou conjunto de métodos para comparação da grandeza física medida com sua unidade de acordo com os princípios de medição que estão sendo implementados.

A classificação dos métodos de medição é apresentada na Figura 3.1.

Figura 3.1. Classificação dos métodos de medição

Método de avaliação direta- um método de medição no qual o valor da quantidade medida é determinado diretamente pelo dispositivo de leitura de um dispositivo de medição de ação direta (com uma leitura em uma escala ou em uma escala vernier - uma escala auxiliar na qual as divisões da escala principal são contados). Por exemplo, contando por relógio, régua.

Método de comparação de medidas- um método de medição no qual a grandeza medida é comparada com a grandeza reproduzível pela medida.

Medir– MI projetado para reproduzir PV de um determinado tamanho

O método de comparação é zero, diferencial, substituição.

método zero- uma espécie de método diferencial, no qual o efeito resultante do impacto das quantidades no dispositivo de comparação é levado a zero (escalas de panela). Nesse caso, o valor da grandeza medida é igual ao valor que a medida reproduz.

No método diferencial o valor medido x é comparado direta ou indiretamente com o valor x m da medida reproduzível. O valor de x é julgado pela diferença Δx = x - x m medido pelo instrumento dos valores medidos simultaneamente x e xm e pelo valor conhecido xm, reproduzível pela medida. Então

x = xm + Δx

método de substituição- um método no qual o valor desejado é substituído por uma medida com um valor conhecido.

Dependendo do contato com o valor medido, os métodos são divididos em contato e não contato , em que o elemento sensível do dispositivo é colocado ou não em contato com o objeto de medição. Um exemplo de medição de contato é a medição da temperatura do produto com um termômetro, e uma medição sem contato é a medição da temperatura em um alto-forno com um pirômetro.

Dependendo do princípio subjacente à medição, os métodos são divididos em físico, químico, físico-químico, microbiológico, biológico .

método físico– o método é baseado no registro de um sinal analítico que fixa uma determinada propriedade como resultado de um processo físico.

Através da método físico determinar as propriedades físicas dos organismos aquáticos (massa, comprimento, cor) e muitos parâmetros de controle do processo (temperatura, pressão, tempo, etc.) Durante o estudo, vários instrumentos de medição são usados. Este método é o mais objetivo e progressivo.

Vantagens - determinação rápida, precisão do resultado

Desvantagens - a incapacidade de determinar muitos indicadores, principalmente analíticos

método químico– baseia-se na fixação de um sinal analítico resultante de reação química, é usado para avaliar a composição e as propriedades do produto. Por exemplo: titrometria (determinação da salinidade, gravimetria - determinação do teor de sulfatos no sal de mesa).

Vantagens: o mais preciso e objetivo.

Desvantagens: a duração da análise, requer a preparação de reagentes, um grande número de pratos.

Método físico-químico- baseado no registro de um sinal que ocorre como resultado de uma reação química, mas que é fixado na forma de medição de algum propriedade física. Atualmente é o mais progressivo. Os métodos físico-químicos são divididos em:

O métodos ópticos- usar a conexão entre propriedades ópticas sistema e sua composição.

- calorimétrico Se - com base na medição da absorção de energia eletromagnética em uma faixa estreita de comprimentos de luz (determinação da quantidade de fenóis, teor de vitaminas, etc.).

- refractométrica - com base na medição do índice de refração da solução (determinação do teor de matéria seca no tomate).

- potenciométrico- com base na determinação do potencial de equilíbrio (medição de EMF) e encontrando a relação entre seu valor e o componente determinante do potencial da solução (Determinação do pH da solução)

- polarográfico– com base na determinação da dependência da intensidade da corrente com o aumento da tensão no eletrodo de uma célula imersa em uma solução (determinação de metais pesados)

- condutométrico- com base na determinação da condutividade elétrica de soluções eletrolíticas (determinação de metais pesados, concentração de sal na solução).

- métodos combinados- com base na separação de misturas complexas em componentes individuais e sua determinação quantitativa, existem: cromatográfica (camada fina - determinação da composição de ácidos graxos; gás-líquido - determinação da composição de aminoácidos, pesticidas, adsorção, troca iônica ).