Šodien ir pieejams liels skaits instrumentu, ar kuriem var veikt dažāda veida mērījumus: lineāros, svara, temperatūras, jaudas utt. Ierīces atšķiras pēc precizitātes, darbības principa, mērķa un cenas.
Lai pareizi veiktu nepieciešamos darbus, rūpīgi jāpārdomā mērinstrumentu izvēle. Tos savukārt iedala vairākos veidos atkarībā no aplūkotajiem kritērijiem.
Instrumentu klasifikācija
Mērinstrumenti ir instrumenti un instrumenti, ko izmanto fizisko lielumu mērīšanai. Katram no tiem tiek noteiktas normatīvajos dokumentos un tehniskajos noteikumos noteiktās kļūdas.
Mērinstrumenti tiek iedalīti dažādos veidos pēc šādiem kritērijiem:
- skatīšanas rīks darbam;
- darba princips;
- salīdzinājums ar pieņemto standartu;
- metroloģiskā pielietošana.
Rīku veidi
Visbiežāk sastopamie mērinstrumentu veidi ir uzskaitīti zemāk.
Mērījums ir mērinstruments, ko izmanto, lai reproducētu aplūkotā fiziskā daudzuma vēlamo izmēru. Piemēram, vajadzīgās masas reproducēšanai izmanto svaru. Ir vienvērtīgi un daudzvērtīgi mēri, un dažos gadījumos veseli pasākumu krājumi. Lai reproducētu tikai viena izmēra vērtību, ir nepieciešams nepārprotams pasākums. Vairāku vērtību mērījumi tiek izmantoti, lai noteiktu vairākus fizisko vērtību izmērus (piemēram, tie izvēlas lineāro izmēru mērinstrumentus, ar kuriem var uzzināt gan centimetrus, gan milimetrus).
Atsauce - mēri ar ļoti augstu precizitātes līmeni. Tos izmanto, lai kontrolētu mērinstrumentu pareizību.
Mērpārveidotājs ir mērinstruments, kas pārveido mērījumu informācijas signālu citā formā. Tas atvieglo signāla pārsūtīšanu tālākai apstrādei un uzglabāšanai. Bet pārveidoto signālu novērotājs nevar uztvert, neizmantojot īpašu instrumentu. Vizualizācijai signāls jāpārraida uz indikācijas ierīci. Tāpēc devējs parasti ir iekļauts mērīšanas instrumenta komplektācijā vai tiek izmantots kopā ar to.
Mērierīce - līdzeklis mērījumu veikšanai, kas ir pieradissignāla ģenerēšana formā, kas ir pieejama turpmākai novērotāja vizualizācijai. Atkarībā no faktoru grupas ir dažādas šo ierīču klasifikācijas. Pēc mērķa tie ir sadalīti universālajos, speciālajos un kontrolējamos. Saskaņā ar konstruktīvo ierīci tie var būt mehāniski, optiski, elektriski un pneimatiski. Pēc automatizācijas pakāpes tās iedala mehanizētajās, manuālajās ierīcēs, automātiskajās un pusautomātiskajās.
Mērīšanas instalācija ir instrumentu un palīgelementu kopums, kas apvienots noteiktas funkcijas veikšanai. Šādas instalācijas daļu mērķis ir ģenerēt informatīvos signālus tādā formā, kas būs ērti uztverama novērotājam. Šajā gadījumā visa mērīšanas iekārta parasti ir nekustīga.
Mērīšanas sistēma - instrumentu komplekts, kura elementus savieno sakaru kanāli, kas izvietoti visas kontrolējamās telpas ietvaros. Tās mērķis ir izmērīt vienu vai vairākus pētāmajā telpā esošos fiziskos lielumus.
Atlases kritēriji
Izvēloties mērinstrumentus, vispirms ir jāņem vērā precizitāte, kas būs jāsasniedz, veicot darbus. Tas ir norādīts normatīvajos dokumentos vai daļas tehniskajā dokumentācijā.
Turklāt, izvēloties mērīšanas rīku, jāņem vērā robežnovirzes, kā arī darba veikšanas metodes un to kontroles veidi.
Galvenais mērīšanas līdzekļu izvēles princips ir to atbilstība noteiktajām prasībāmticamu rezultātu iegūšana atbilstoši noteikumos noteiktajai precizitātei. Turklāt ir svarīgi ņemt vērā materiālu un laika izmaksas: tām jābūt pēc iespējas minimālām.
Sākotnējie dati
Lai pareizi izvēlētos mērinstrumentus, ir nepieciešami sākotnējie dati par šādiem punktiem:
- mērījuma vērtības nominālais svars;
- lielākās un zemākās vērtības starpības vērtība;
- informācija par pieejamajiem darba apstākļiem mērījumiem.
Ja nepieciešams izvēlēties mērīšanas sistēmu, ņemot vērā precizitātes koeficientu, ir jāaprēķina kļūda. To aprēķina kā visu iespējamo avotu kļūdu summu (mērīšanas ierīces, vērtību pārveidotāji, standarti) atbilstoši katram no avotiem noteiktajiem likumiem.
Pirmajā posmā tiek atlasīti mērinstrumenti pēc precizitātes atbilstoši darba prasībām. Izvēloties galīgo versiju, tiek ņemtas vērā arī šādas prasības:
- Darba procesā nepieciešamo daudzumu darba zona.
- Rīku izmēri.
- Instrumenta svars.
- Mērinstrumenta dizaina iezīmes.
Metroloģijā mērinstrumentu izvēlei atbilstoši precizitātes kritērijam ir nepieciešami šādi sākuma dati:
- maināmu instrumenta parametru sastāvs;
- darba instrumentu kļūdu pielaides vērtība, kā arī kopējās pieļaujamās vērtībasmērījumu kļūdas;
- izmērīto parametru kļūdu rašanās varbūtības pieļaujamās vērtības;
- noteikumi parametru noviržu sadalījumam no to patiesajām vērtībām.
Standartizēti mērījumi
Izvēloties instrumentus, parasti tiek ņemta vērā standartizēto līdzekļu prioritāte mērījumu veikšanai. Standartizēts mērinstruments ir tāds instruments, kas ražots saskaņā ar starptautiska vai speciāla attiecīgā darba veida veikšanas standarta noteikumiem.
Atbilstoši tam mērinstrumentu izvēles nosacījumi ir atkarīgi no ražošanas specializācijas, kurā tiek veikts darbs.
Masu produktu ražošanā parasti tiek izmantoti automatizēti mūsdienīgi mērīšanas un kontroles instrumenti, kas paredzēti augstai produktivitātei. Sērijveida ražošanā tiek izmantoti dažādi šabloni un vadības ierīces, pēc kurām tiek veikta salīdzināšana. Individuālajā ražošanā tiek izvēlēti universālie mērinstrumenti, ar kuriem var veikt dažāda veida darbus.
Lietošanas noteikumi
Mērīšanas un kontroles instrumentu izvēle tiek veikta, pamatojoties uz izvēlēto instrumentu tehniskajiem noteikumiem to normālas darbības un lietošanas apstākļos.
Parastie apstākļi ir tādi apstākļi, kuros rezultātu ietekmējošo faktoru vērtības var tikt izlaistas to mazuma dēļ. Aprakstītie nosacījumi parasti ir norādīti instrukcijās parmērinstrumenti vai aprēķināti to kalibrēšanas laikā.
Jāizšķir darbības un mērījumu robežapstākļi.
Par darba apstākļiem parasti uzskata mērījumu veikšanas nosacījumus, kuros ietekmējošo faktoru vērtību vērtības tiek iekļautas darba zonu pielaidē. Šajā gadījumā darba zonu sauc par ietekmējošā faktora lieluma vērtību diapazonu, kurā esošā kļūda tiek normalizēta vai tiek mainītas darba instrumentu vērtības.
Robežnosacījumus parasti sauc par faktisko un ietekmējošo lielumu maksimālās un minimālās vērtības, ko mērinstruments var izturēt bez lieliem bojājumiem un darbības īpašību un raksturlielumu pasliktināšanās.
Izvēloties mērīšanas un kontroles instrumentus lietošanai darba apstākļos, jāņem vērā sakarība starp instrumentu rādījumiem un ietekmējošiem lielumiem. Pamatojoties uz to, nepieciešams ieviest korekcijas mērinstrumentu gala rādījumos vai izmantot koriģējošās ierīces un instrumentus.
Atbilstoši normatīvajiem dokumentiem grozījumus nosaka darba vietas apstākļiem normalizētie metroloģiskie raksturlielumi.
Instrumentu uzdevums
Mērinstrumentu izvēle ir balstīta uz divu to lietošanas gadījumu atšķirību izpēti:
- ierīces parametru mērījumu produkts;
- kontrolē ierīces parametru mērīšanu.
Pirmajā gadījumā darba laikā ir jāsasniedz vērtība, kas ir mazāka par robežumērījumu kļūdas. Otrajā gadījumā ierīces tiek atlasītas saskaņā ar nosacījumu, ka iespējamo parametru kļūdu iespējamība nedrīkst būt lielāka par pieļaujamajām vērtībām.
Kļūdas
Viens no galvenajiem kritērijiem mērinstrumentu izvēlei metroloģijā ir pieļaujamās absolūtās kļūdas jeb kļūdas robežas (Δ) un mērāmās vērtības pielaides lauka (D) vērtību attiecība.
Attiecībai jāatbilst šādai izteiksmei:
Δ ≦ 0,333 D.
Kļūdas robežu var attēlot relatīvā izteiksmē (relatīvā mērījuma kļūda). Šādā gadījumā tai jābūt mazākai vai vienādai ar 33,3% no pielaides lauka kopējās vērtības, ja vien nav citu īpašu ierobežojumu.
Noteikumos noteiktās mērījumu kļūdas ir maksimāli pieļaujamās kļūdas. Tie ietver visus darba elementus, kas var būt atkarīgi no izvēlētajiem mērīšanas instrumentiem, standartu noteikšanas, temperatūras izmaiņām utt.
Atlases metode
Mērinstrumentu metode ir sadalīta trīs veidos.
Aptuvenā metodika tiek plaši izmantota mērīšanas instrumentu aptuvenajā izvēlē, kā arī kontrolē un pārbaudē atbilstību normatīvajiem, projektēšanas un tehnoloģiskajiem noteikumiem. Lai to izdarītu, veiciet šādas darbības:
- Detaļas pieļaujamais izmērs tiek noteikts saskaņā ar GOST.
- Iespējamā izpildes kļūda ir aprēķinātamērījumi. Tas tiek pieņemts kā 25% no kopējā pieļaujamā izmēra.
- Tiek aprēķināts nejaušs iespējamās mērījumu kļūdas elements, ko var konstatēt gandrīz visu veidu mērījumos.
- Saskaņā ar atsauces tabulām, mērīšanas līdzekļu izvēle tiek veikta atkarībā no detaļas veida. Maksimālā iespējamā kļūda, kas ir jebkuras mērierīces metroloģiskais rādītājs, nedrīkst pārsniegt iespējamās mērījumu kļūdas nejaušo elementu.
- Izvēlētās ierīces raksturlielumi mērījumiem tiek ievadīti metroloģiskajā tabulā.
Aprēķinu metode tiek izmantota, izvēloties ierīces vienreizējai un maza apjoma ražošanai, mērot paraugu parametrus ar statistisko kontroles metodi, veicot eksperimentus, kā arī atkārtoti pārbaudot bojātās detaļas. Tas ietver šādas darbības:
- Detaļas pieļaujamais izmērs tiek noteikts saskaņā ar GOST.
- Iespējamā mērījuma kļūda ir aprēķināta. Šajā metodē aprēķiniem ir jāizmanto iespējamās mērījumu kļūdas un detaļu pielaides attiecības tabula.
- Iespējamās mērījumu kļūdas izlases elements tiek aprēķināts līdzīgi kā iepriekšējā metodē.
- Saskaņā ar atsauces tabulām rīks tiek izvēlēts atkarībā no detaļas veida.
- Izvēlētās ierīces raksturlielumi mērījumiem tiek ievadīti metroloģiskajā tabulā.
Tabulu metodi izmanto, izvēloties mērīšanas rīkus liela apjoma un masveida ražošanai. Themetodi var veikt, ja darbs pie detaļu izgatavošanas ietver mērījumus, nevis kontroli, izmantojot mērinstrumentus.
- Detaļas pieļaujamais izmērs tiek noteikts pēc GOST, atkarībā no precizitātes kvalitātes.
- Aprēķiniet iespējamo mērījumu kļūdu, pamatojoties uz iepriekšējo periodu vēsturiskajiem datiem.
- Iespējamās mērījumu kļūdas izlases elements tiek aprēķināts, līdzīgi kā iepriekšējās vērtībās.
- Saskaņā ar atsauces tabulām rīks tiek izvēlēts atkarībā no detaļas veida.
- Izvēlētās ierīces raksturlielumi mērījumiem tiek ievadīti metroloģiskajā tabulā.
Tādējādi var atzīmēt, ka mērinstrumentu izvēles metodes ir atkarīgas no ražošanas veida, kurā tiks veikts darbs.
Izvēles izdarīšana
Mērinstrumentu izvēli un piešķiršanu mērījumiem veic izstrādes nodaļas:
- Normatīvā dokumentācija mērinstrumentu izvēles parametriem laboratorisko pētījumu laikā, saražotās produkcijas kvalitātes kontrolei, jau saražotās produkcijas, tās sastāvdaļu un materiālu ekspluatācijai.
- Produktu standartizācijas tehnoloģiskie procesi, to sastāvdaļu un materiālu mērīšana.
- Mērinstrumentu un iekārtu apkopes projekti.
Mērījumu līdzekļu un metožu izvēli atbilstoši pieejamajiem sākotnējiem datiem veic kvalificēti darbinieki. Viņiem labi jāpārzina fizisko mērījumu pamati, ar reģistrācijas metodēm unmērījumu rezultātu un kļūdu izmantošana, kā arī metroloģisko parametru standartizācijas principi un instrumentu kļūdu aprēķināšana no tiem.
Speciālie darbinieki, kas ir atbildīgi par mērinstrumentiem, ir norīkoti veikt mērījumus ražošanas procesā.
Noslēgumā var teikt, ka pareiza mērinstrumentu izvēle no šodien pieejamā klāsta ir efektīvas ražošanas un bojāto produktu skaita samazināšanas atslēga.
