Приведенная погрешность средства измерения определяется как

Г=(Дф/Щ100,

где XN — нормирующий параметр, в качестве которого может служить диапазон измерений выбранного средства измерения.

Пример. Выбрать средство измерений для контроля отклонения от круглости вала 086/г9(-ОО87) с допуском круглости 0,025 мм. Измеряемую деталь 6 (рис. 3.8) устанавливают в призму 2 с углом раскрытия а и ощупывают наконечником измерительной головки 3, закрепленной в стойке 4, в направлении биссектрисы угла призмы. Измерительной головкой 5, тип которой необходимо выбрать, фиксируют максимальное изменение показаний АА за один оборот контролируемой детали 6. При этом отклонение от круглости определяют как Акр = AA/Fn, где Fn — коэффициент, зависящий от количества неровностей на периметре контролируемой детали и угла раскрытия призмы (F — величина табулированная).

Рис. 3.8. Схема к выбору средства измерения для контроля круглости

Суммарная погрешность измерения отклонения от круглости в данной схеме не должна превышать Д/(/) < 8wm < 0,337 = 0,33 • 25 = 8,25 мкм.

По формуле (3.15) допустимая погрешность прибора

Д,ф = Х«-д2--ли-д™ = лМ252 -22 ~ 42 - 62 = 3,5 мкм,

где Ашт — погрешность штатива 4 (для штативов с магнитным основанием типа ШМ-1 допустимый прогиб не превышает 2 мкм);

Ащ,из — погрешность призмы 2 (для призм класса 0 типа Ш-1 погрешность от не-нараллелыюсти призменных выемок боковым граням не превышает 4 мкм); Ат — погрешность поверочной плиты 1(допуск плоскостности поверочной плиты класса 0 составляет 6 мкм).

Таким образом, для регистрации допуска круглости, равного 25 мкм, должно быть выбрано измерительное средство, имеющее погрешность не более 3,5 мкм. Такими средствами могут быть головки рычажио-зубчатые типа 1ИТ с ценой деления 0,001 и 0,002 мм и пределом измерения ±0,050 мм с настройкой по концевым мерам длины. Предельная погрешность измерения рычажно-зубчатыми головками для диапазона размеров НО- 120 мм не превышает 2,5 мкм,

Исходными данными для выбора средств теплофизических измерений являются указанные в конструкторской (технологической) документации наименьшие и наибольшие размеры физической величины или допуск (например, задание условий: «температура стенки может изменяться в диапазоне от +400 до +800 °С или «давление в трубопроводе не должно превышать 15 *0,2 МПа»).

Допуск относительно номинального размера может располагаться односторонне, симметрично и асимметрично. Его расположение относительно номинального размера на выбор СИ не влияет. Действительные размеры измеряемой величины могут изменяться по различному закону.

В соответствии с исходными данными определяют допускаемые знания основной абсолютной, относительной или приведенной погрешностей средства измерения (или измерительной системы); назначают требования к габаритным размерам, массе, соединительным элементам, особенностям конструкции данного средства измерения; рассчитывают значения нижнего и верхнего пределов (диапазона) рабочей шкалы средства измерений.

ПРИМЕЧАНИЕ -

Основной называют погрешность средства измерения, используемого в нормальных условиях. Приведенной погрешностью измерительного прибора называют отношение абсолютной погрешности к нормирующему значению у = (Л/ XN) 100, где в качестве Хц может быть выбран предел или диапазон измерения, длина шкалы. Относительная погрешность прибора определяется зависимостью 8 = (Д / XS) 100, где X,, — действительное значение измеряемой величины.

Допуск на измерение необходимо принимать по формуле (3.14).

Нижний предел рабочей части шкалы (диапазона) средства измерения (измерительной системы)

где Нд„ — значение нижнего предела рабочей части шкалы (диапазона); Ilmi„ — наименьшее значение измеряемой величины.

Верхний предел рабочей части величины

где Ятах — наибольшее предельное значение измеряемой величины.

Выбор пределов (Щи и Вди) рабочей части шкалы средства измерения вызван необходимостью исключить возможное внесение в результаты измерения ошибок в случае, когда истинные значения измеряемой величины близки к граничным значениям рабочей части шкалы.

Предварительный выбор средства измерения производят по расчетным значениям допустимой погрешности измерения <зит, относительной 5 и основной приведенной у погрешностей прибора, а окончательный — с учетом области значений влияющих величин, габаритных размеров, массы, стоимости, особенностей эксплуатации, электромагнитной совместимости с окружающей средой и др.

Для проведения измерений в условиях, когда значения влияющих величин отличаются от установленных в нормативных документах на средства измерения

конкретного вида, необходимо нормировать функции влияния, то есть указывать зависимости показаний средств измерений от влияющих параметров и на основе этого вносить поправки в показания средства измерения или применять корректирующие устройства.

Примеры выбора средств изменений

Пример 1. Определить верхний предел измерения и основную приведенную погрешность датчика для измерения тяги газотурбинного двигателя (ГТД) Р= (1,6 + 0,1) кН.

Решение. Наибольшая и наименьшая предельные тяги Р1ШХ = 1,6 + 0,1 = 1,7 кН; Pmin = 1,6 - 0,1 = 1,5 кН; допуск Т- 1,7 - 1,5 = 0,2 кН; основная допустимая абсолютная погрешность датчика (допуск на измерение) Ьюм = 0,337" = 0,33 • 0,2 = = 0,066 кН; нижний предел рабочей части шкалы Hriu < 1,5 - 0,066 = 1,434 кН; верхний предел рабочей части шкалы В,)и > 1,7 + 0,066 = 1,766 кН.

Выбираем датчик усилий с верхним пределом измерения ВЙи = 2 кН.

Нормирующее значение для определения основной приведенной погрешности датчика принимаем Хк - 2,0 кП.

Определяем предел допускаемой основной приведенной погрешности датчика у = 0,066/2 100 = +3,3%, Ближайшим меньшим значением этой погрешности по отношению к найденному является у = 2%.

Пример 2. Определить основную приведенную погрешность и пределы измерения виброакселерометра для измерения виброускорения а = 50 + 2 м/с2.

Решение. Наибольшее предельное значение виброускорения я,пах = 50 + 2 = 52 м/с2; наименьшее его значение amin = 50 - 2 = 48 м/с2; допуск Т = 52 - 48 = 4 м/с2; основная допустимая абсолютная погрешность виброакселерометра (допуск на измерение) оиш = 0,337" = 0,33 • 4 = 1,32 м/с2; нижний предел рабочей части шкалы Н(к < 48 - 1,32 = 46,68 м/с2; верхний предел В,ъ > 52 + 1,32 = 53,32 м/с2.

В соответствии с данными по Н()и и Вди выбираем виброакселерометр с верхним пределом измерения 100 м/с2.

1 32

Основная приведенная погрешность этого прибора у = 100 = 1,32%.

Измерительный преобразователь прибора для измерения ускорения ударного импульса должен выбираться с учетом соотношения / >20/т„, где fp — указанная в паспорте на прибор резонансная частота измерительного преобразователя, Гц; т„ — длительность измеряемого ударного импульса, с.

Пример 3. Определить пределы измерения и класс точности вольтметра для измерения напряжения питания бортовой сети самолета V = 27 + 2,7 В.

Решение. Наибольшее предельное напряжение Vinilx = 27 + 2,7 = 29,7 В; наименьшее Vmin = 27- 2,7 = 24,3 В; допуск Т= 29,7 - 24,3 = 5,4 В; основная допустимая абсолютная погрешность вольтметра (допуск на измерение) 5U.„, = 0,337"= 0,33 5,4 = = 1,78 В; нижний предел рабочей части шкалы Н,,и < 24,3 - 1,78 = 22,52 В; верхний предел Вди > 27,9 + 1,78 = 31,48 В.

В соответствии с данными по Hriu и Blhl выбираем вольтметр с верхним пределом измерения 40 И.