Метод измерений — приём или совокупность приёмов сравнения измеряемой физической величины с её единицей в соответствии с реализованным принципом измерений. Метод измерений обычно обусловлен устройством средств измерений.
Конкретные методы измерений определяются видом измеряемой величины, ее размером, требуемой точностью результата, скоростью измерения и др.
Для прямого измерения используется метод непосредственной оценки, дифференциальный, нулевой и метод совпадений.
При косвенных измерениях используется зависимость между измеряемой величиной и величинами, которые непосредственно измеряются.
Широко применяется преобразование измеряемой величины в процессе измерения.
Классификация по методам измерений
Метод непосредственной оценки — метод измерений, при котором значение величины определяют непосредственно по показывающему средству измерений. Быстрота процесса измерения делает непосредственную оценку незаменимой, хотя точность измерения может быть ограничена. Непосредственная оценка осуществляется с помощью приборов(манометры, динамометры, амперметры, транспортиры)
Метод сравнения с мерой — метод измерений, в котором измеряемую величину сравнивают с величиной, воспроизводимой мерой.
Нулевой метод измерений— метод сравнения с мерой, в котором результирующий эффект воздействия измеряемой величины и меры на прибор сравнения доводят до нуля.
Метод измерений замещением — метод сравнения с мерой, в котором измеряемую величину замещают мерой с известным значением величины.
Метод измерений дополнением— метод сравнения с мерой, в котором значение измеряемой величины дополняется мерой этой же величины с таким расчетом, чтобы на прибор сравнения воздействовала их сумма, равная заранее заданному значению.
Дифференциальный метод измерений— метод измерений, при котором измеряемая величина сравнивается с однородной величиной, имеющей известное значение, незначительно отличающееся от значения измеряемой величины, и при котором измеряется разность между этими двумя величинами. Метод позволяет получить высокую точность даже при применении относительно грубых средств, для измерения разности. Мера должна быть более точной. Проблема метода в том, что мера должна подбираться для каждого измерения, необходимо иметь набор мер.
Методы контроля.
В целях обеспечения требуемого качества конечного продукта необходимо вести контроль не только качества материала, но и соблюдения режимов технологических процессов, контролировать геометрические параметры, качество обработки поверхности и др.
Технические измерения, оценка качества обработка поверхности несут информацию о внешней стороне дела. Но еще необходимо проникнуть в материал, знать его структуру, химический состав, качество и глубину ТО и т. д.
2 группы методов контроля:
- разрушающий контроль
- неразрушающий контроль
Контроль качества с разрушением проводится методами химического, спектрального, рентгеноструктурного и металлографического анализа (нужны образцы, пробы и «свидетели процесса»)
Большая трудоемкость, затраты металла, топливо – энергетических ресурсов обусловлено условием использования разрушающего контроля только в виде выборочного контроля качества, но этого недостаточно. Такой контроль не может гарантировать высокую надежность и работоспособность.
Неразрушающий контроль (дефектоскопия)
В зависимости от физических явлений НК делят:
- акустический
- капиллярный
- магнитный
- оптический
- радиационный
- радиоволновой
- тепловой
- электрический
- электромагнитный (вихревым током)
В контроль без разрушения входят:
1. внешний осмотр невооруженным глазом или с помощью оптических приборов
2. испытание агрегатов и машин на стендах и установках
3. контроль качества поверхности визуально, с помощью измерительных средств и приборов
4. контроль формы и геометрических параметров детали путем обмера
5. определение толщины металлических и неметаллических листов, труб, тонкостенных деталей, материалов и узлов.
6. Обнаружение несплошности детали, материалов и узлов
7. Определение структуры металла, его твердости, прочности, электропроводности, правильности выполнения процесса, ТО сплавов.
8. Сортировка сплавов по маркам с помощью физических методов контроля.
НК более эффективен и экономичен.
Широкое внедрение во все области промышленности методов НК позволяет повысить надежность, долговечность, качество изделий, улучшить использование трудовых, материальных и финансовых ресурсов.
ИЗМЕРЕНИЕ И КОНТРОЛЬ МЕХАНИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН
Метрология, стандартизация и сертификация. Часть 1
ТРЕБОВАНИЯ К ИЗМЕРЕНИЯМ. КАЧЕСТВО ИЗМЕРЕНИЙ. ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗМЕРЕНИЙ.
Требования к измерениям
- Измерения, относящиеся к сфере государственного регулирования обеспечения
единства измерений, должны выполняться по аттестованным методикам (методам) измерений, за исключением методик (методов) измерений, предназначенных для выполнения прямых измерений, с применением средств измерений утвержденного типа, прошедших поверку. Результаты измерений должны быть выражены в единицах величин, допущенных к применению в Российской Федерации.
- Методики (методы) измерений, предназначенные для выполнения прямых
измерений, вносятся в эксплуатационную документацию на средства измерений. Подтверждение соответствия этих методик (методов) измерений обязательным метрологическим требованиям к измерениям осуществляется в процессе утверждения типов данных средств измерений. В остальных случаях подтверждение соответствия методик (методов) измерений обязательным метрологическим требованиям к измерениям осуществляется путем аттестации методик (методов) измерений. Сведения об аттестованных методиках (методах) измерений передаются в Федеральный информационный фонд по обеспечению единства измерений проводящими аттестацию юридическими лицами и индивидуальными предпринимателями.
- Аттестацию методик (методов) измерений, относящихся к сфере
государственного регулирования обеспечения единства измерений, проводят аккредитованные в установленном порядке в области обеспечения единства измерений юридические лица и индивидуальные предприниматели.
По Постановлению Госстандарта России от 17.12.2002 № 124.
Качество измерений характеризуется точностью, достоверностью, правильностью, сходимостью, воспроизводимостью и погрешностью измерений.
Точность - это качество измерений, отражающее близость их результатов к истинному значению измеряемой величины. Высокая точность измерений соответсвует малым погрешностям как систематическим, так и случайным. Точность количпественно оценивают обратной величиной модуля относительной погрешности. Напремер, если погрешность измерений равна 0,05%, то точность будет равна 1 / 0,0005 = 2000.
Достоверность измерений характеризует степень доверияк результатам измерений. Достоверность оценки погрешностей определяют на основе законов теории вероятностей и математической статистики. Это дает возможность для каждого конкретного случая выбирать средства и методы измерений, обеспечивающие получение результата, погрешности которого не превышают заданных границ.
Правильность измерений - качество измерений, отражающее близость к нулю систематических погрешностей в результатах измерений.
Сходимость - качество измерений, отражающее близость друг к другу результатов измерений, выполняемых в одинаковых условиях. Сходимость измерений отражает влияние случайных погрешностей.
Воспроизводимость - это такое качество измерений, которое отражает близость друг к другу результатов измерений, выполняемых в различных условиях (в различное время, в различных местах, разными методами и средствами).
Погрешность измерения - отклонение результата измерения от истинного (действительного) значения измеряемой величины. Погрешность измерений представляет собой сумму ряда составляющих, каждая из которых имеет свою причину. Можно выделить слудующие группы причин возникновения погрешностей:
§ неверная настройка средства измерений или смещение уровня настройки во время эксплуатации;
§ неверная установка объекта измерения на измерительную позицию;
§ ошибки в процессе получения, преобразования и выдачи информации в измерительной цепи средства измерений;
§ внешние воздействия на средство и объект измерений (изменение температуры и давления, влияние электрического и магнитного полей, вибрация и т.п.);
§ свойства измеряемого объекта;
§ квалификация и состояние оператора.
Анализируя причины возникновения погрешностей, необходимо в первую очередь выявить те из них, которые оказывают существенное влияние на результат измерения. Анализ должен проводиться в определенной последовательности.
На результаты измерений влияют такие факторы, как объект и субъект измерений, средства, методы и условия измерения.
Объект измерений. Перед началом измерения необходимо представить себе модель исследуемого объекта, который при поступлении измерительной информации может уточняться. Различным объектам присуща специфика измерений: одни из них характеризуются стабильностью измеряемых физических величин в течение длительного времени (например, металлические предметы), другие — высокой лабильностью, причем изменения могут быть и во время измерения (например, в биообъектах).
Субъекты измерения. Результаты наблюдений, определяемых с помощью средств измерений, во многом зависят от профессиональной подготовки лиц, осуществляющих измерительную процедуру. Знание средств, методов и методик измерения, умение применять их на практике позволяет субъектам измерения предотвратить влияние на результат измерения случайных и систематических погрешностей или устранить уже возникшие. Это касается не только метрологов, но и лиц, осуществляющих измерения при производстве, выпуске и реализации продукции, а также при предоставлении услуг. Например, продавец, не знающий элементарных правил работы с весами, может нанести ущерб не только покупателю, но и торговому предприятию.
Средства измерений оказывают большое влияние на результат измерения. Их выбор определяется требуемой точностью и другими критериями, о которых уже говорилось. При работе со средствами измерений необходимо учитывать их класс точности. Так, весы для определения массы ювелирных изделий должны быть более высокой точности, чем, например, для пищевых продуктов.
Методы измерения. Разные методы отличаются различной точностью, поэтому также влияют на результаты измерения. Выбор их определяется требуемой точностью измерений. При разработке и аттестации методик измерения учитываются два фактора: возможность применяемых средств и методы измерения.