Metrologia Techniczna

Transkrypt

1 Zakła Metrologii i Baań Jakości Wrocław, nia Rok i kierunek stuiów Grupa (zień tygonia i gozina rozpoczęcia zajęć) Metrologia Techniczna Ćwiczenie... Imię i nazwisko Imię i nazwisko Imię i nazwisko Błęy pomiarów i statystyczna kontrola jakości. Pomiar śrenicy wałka metoą różnicową a) Pomiar różnicowy polega na wyznaczeniu wartości wielkości mierzonej na postawie pomiaru różnicy pomięzy wielkością mierzoną i wartością znanej wielkości. W przypaku pomiaru śrenicy wałka metoą różnicową wielkością znaną jest wymiar wzorca (np. stos płytek wzorcowych) otwarzający nominalny wymiar N śrenicy wałka, zaś różnicę oczytuje się z przyrząu pomiarowego. N Ostateczny wynik pomiaru uzyskuje się z zależności: N - śrenica mierzonego wałka [mm] N - wymiar nominalny śrenicy wałka [mm] - różnica oczytana z przyrząu pomiarowego [mm] Uwaga! Poczas wyznaczania wyniku pomiaru należy uwzglęnić znak ochyłek. W przypaku gy N W przypaku gy N ochyłkę zapisujemy ze znakiem plus i wtey zależność przyjmuje postać N ochyłkę zapisujemy ze znakiem minus i wtey zależność przyjmuje postać N b) Na postawie rysunku wałka (załącznik) określić wymiar nominalny N śrenicy wałka. Z kompletu płytek wzorcowych wyjąć płytki, których suma wymiarów opowiaa wymiarowi nominalnemu i umieścić je na stoliku przyrząu pomiarowego ukłaając w stos. Po elikatnym zetknięciu końcówki pomiarowej z powierzchnią płytki wzorcowej ustawić wskazanie zerowe czujnika. Usunąć płytki wzorcowe. Po umieszczeniu mierzonego wałka na stoliku przyrząu pomiarowego okonać oczytu ochyłki. Jako wartość ochyłki przyjąć maksymalne wskazanie przyrząu jakie można uzyskać poczas przesuwania wałka po powierzchni stolika po końcówką pomiarową w kierunku prostopałym o osi powierzchni walcowej wałka. Dokonać pięciokrotnego pomiaru śrenicy każego z wałków, oczytując ochyłkę z wskaźnika przyrząu Wyniki pomiarów zamieścić w tabeli

2 Zakła Metrologii i Baań Jakości Tab.. Wyniki pomiarów Wałek Wartości ochyłek o wymiaru nominalnego *) nr [mm] [mm] [mm] 4 [mm] 5 [mm] *) -5 kolejne pomiary tego samego wałka w różnych kierunkach i przekrojach. śr [mm] [mm]. Statystyczne opracowanie serii wyników pomiarów a) Dla każego ze mierzonych wałków oszukać w tabeli ochyłki minimalne min oraz max oznaczając je w komórkach tabeli opowienio: - ochyłkę minimalną i ochyłkę maksymalną. Poczas wyznaczania wartości min i max należy uwzglęnić znak ochyłek, zgonie z zasaą opisana w punkcie a). b) Dla każego ze mierzonych wałków wyznaczyć wartości ochyłki śreniej śr [mm] i śrenicy [mm] Wyniki zamieścić w tabeli. 5 [mm] ' N śr [mm] śr i 5 i i gzie i = 5 kolejno zmierzone ochyłki la anego wałka [mm] N wartość nominalna śrenicy wałka [mm] śr śrenia ochyłka śrenicy wałka [mm] c) Wykonać wykres zakresu zmienności wymiaru (patrz rysunek obok) Nanieść na nim wartości wyznaczone w punkcie a) i b) la każego ze mierzonych wałków śrenice śr, max, min. Zaznaczyć na wykresie zakres zmienności wymiaru max, sr, min max sr min 4 kolejne pomiary

3 Zakła Metrologii i Baań Jakości ) Opierając się na wynikach pomiarów zamieszczonych w tabeli wyznaczyć następujące wartości: ilość wykonanych pomiarów (zmierzonych wałków) n = 0 szt. wartość ochylenia stanarowego s [mm] z zależności: ' i' śr s [mm] n i śrenice mierzonych wałków [mm] n ' [mm] śr n ' i i śr śrenia wartość śrenic mierzonych wałków [mm] n liczba mierzonych wałków [szt.] s = = [mm] wartość śrenia śrenicy wałka śr = [mm] wartość minimalną śrenicy wałka min = [mm] wartość maksymalną śrenicy wałka max = [mm] wartość rozstępu, gzie R = max min = = R = [mm]

4 Zakła Metrologii i Baań Jakości. Wynik pomiaru śrenicy wałka a) Wyznaczyć śrenicę wałka z następującej zależności: popr = [(' śr + N) + P + O N + P Nw + P N + P T + P S ] ± U() śr - wartość śrenia ochyłki (surowy wynik pomiaru, wartość najbarziej prawopoobna z pomiarów) obliczony na postawie tabeli. - P - poprawka wskazania przy pomiarze śrenicy wałka, P =...[mm] - O N oczyt wskazania na wzorcu. O N = 0,0000 mm, la tzw. zerowania - P Nw poprawka wskazania poczas pomiaru wzorca, przyjąć: P Nw = 0,0000 mm - N wymiar nominalny wzorca N =...mm, - P N poprawka wymiaru wzorca la płytki klasy I o wymiarze nominalnym N, przyjąć P N =...[mm] - P T poprawka temperaturowa obliczana ze wzoru: P T = [D α (t o t ) N α N (t o t N )] ± U(P T ) α = 0-6 o C - - współczynnik rozszerzalności liniowej la wałka. t o =... o C, temperatura otoczenia (w laboratorium) t =... o C, temperatura mierzonego wałka, α N =,5 0-6 o C - - współczynnik rozszerzalności liniowej la wzorca, t N =... o C, temperatura wzorca, - P S - poprawka na okształcenia sprężyste la kontaktu wóch powierzchni: mierzonej, walcowej i kulistej końcówki pomiarowej ( k = 8mm) z siłą F =,5 [N] obliczona ze wzoru: P S 0,48 F 4 6 k k k ' sr ' sr 0,45 F k 4. Obliczyć niepewność U() uwzglęniając niepewności cząstkowe u(d) związanie z wszystkimi skłanikami występującymi we wzorze: popr = [( śr + N) + P + O N + P Nw + P N + P T + P S ] Wzór na niepewność stanarową (na poziomie ufności P = 0.99) U(D) = u(d) i przy założeniu, że błęy systematyczne zostały uwzglęnione, a pozostałe błęy mają charakter przypakowy i rozkłay zbliżone o normalnego, może mieć postać: u U U N U P U O U P U P U P U P śr Uwzglęnić we wzorze niepewności cząstkowe: U( śr ) =...mm, ustalone na postawie serii pomiarów (przyjąć = s), U(P ) = 0,000 mm, (na postawie świaectwa sprawzenia czujnika), U(O N ) = 0,000 [mm] (na postawie świaectwa sprawzenia płytek wzorcowych), U(N) = 0, U(P S ) = 0, U(P N ) = 0, U(P Nw ) = 0 U(P T ) = mm Ostatecznie wynik pomiaru: N Nw N T S = popr ± U() =... ±... [mm] 4

5 Zakła Metrologii i Baań Jakości ) Obliczyć przeziały klasowe zieląc wartość rozstępu R. Całkowita liczba przeziałów klasowych powinna wynosić 0 0 (przyjąć liczbę 0 przeziałów jak w tabeli). Wygoną formą zliczania zarzeń jest tzw. kreskowanie (czyli zaznaczanie kreską wyniku pomiaru mieszczącego się w anym przeziale). Liczebność to liczba wyników pomiarów mieszczących się w tych przeziałach klasowych a częstość to stosunek n i /n zarzeń la tych przeziałów. R 0 = [mm] W przeziale pierwszym zakres wymiarów zawiera się o min o min + 0 R e) W tabeli zamieścić wyniki klasowania Tab. Wyniki klasowania Lp. Przeział klasowy (pona o) Kreskowanie Liczebność przeziału n i Częstość n i /n. Wykresy a) Przestawić graficznie uzyskane wyniki pomiarów w postaci histogramu (wykres słupkowy) w przypaku liczby zarzeń, jak na rysunku: liczba zarzeń przeziały 5

6 Zakła Metrologii i Baań Jakości b) Przestawić graficznie uzyskane wyniki pomiarów w postaci histogramu (wykres słupkowy) w przypaku częstości zarzeń łącząc śroki górnych boków prostokątów histogramu jak na rysunku: częstość zarzeń przeziały c) Na wykresie zaznaczyć wartość śrenią obliczoną ze śrenich śrenic wszystkich mierzonych wałków oraz przeziały obejmujące: śr ± s...68,6 % zarzeń śr ± s...95,44 % zarzeń śr ± s...99,7 % zarzeń śr ± 4s...99,994 % zarzeń 6