 |
Правила пользования средствами измерений
|
|
|
|
МЕТРОЛОГИЯ
Лабораторный практикум
Учебное пособие для студентов высших учебных заведений
2005 г.
Лабораторный практикум предназначен для использования в высших учебных заведениях при подготовке инженеров по специальности «Метрология, стандартизация и сертификация», а также по другим специальностям приборостроительного факультета.
Включенные в практикум работы подготовлены для использования в циклах лабораторных работ таких учебных дисциплин, как «Метрология», «Теоретическая метрология», «Метрология и стандартизация». Работы по метрологии могут быть использованы в лабораторных практикумах по любым другим дисциплинам, включающим измерения физических величин.
ПРЕДИСЛОВИЕ.. 4
ПРАВИЛА ПОЛЬЗОВАНИЯ СРЕДСТВАМИ ИЗМЕРЕНИЙ.. 7
СТРУКТУРА СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ Лабораторная работа № 1. 20
ВИДЫ И МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ Лабораторная работа № 2. 32
ИССЛЕДОВАНИЕ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИИ Лабораторная работа № 3 48
ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ МЕТОДИК ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ Лабораторная работа № 4. 61
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ВЫЯВЛЕНИЯ И ОЦЕНКИ ПОГРЕШНОСТЕЙ. Лабораторная работа № 5 79
ОБЕСПЕЧЕНИЕ ТОЧНОСТИ ПРИ ВЫБОРЕ МЕТОДИКИ ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ Лабораторная работа № 6 93
ОСНОВНЫЕ МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ.. Лабораторная работа № 7 106
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 СХЕМЫ КЛЮЧЕВЫХ ПОНЯТИЙ (СКП) К ЛАБОРАТОРНЫМ РАБОТАМ 117
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 ФОРМЫ ОТЧЕТОВ О ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТАХ.. 124
ПРИЛОЖЕНИЕ 3 ЭСКИЗЫ ДЕТАЛЕЙ.. 139
ПРИЛОЖЕНИЕ 4 МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОСНОВНЫХ ПРИБОРОВ 141
ПРЕДИСЛОВИЕ
Лабораторный практикум содержит работы по метрологии и предназначен для обеспечения таких учебных дисциплин, как «Метрология», «Теоретическая метрология», «Метрология и стандартизация». Он может быть частично или полностью использован в любых других дисциплинах, связанных с основами метрологии и с измерениями физических величин.
|
|
|
При разработке практикума мы руководствовались следующими соображениями:
· Лабораторные работы должны быть направлены на закрепление основных положений лекционного курса.
· Лабораторные работы должны выполняться фронтально и только после представления соответствующего материала в лекционном курсе.
· Во всех лабораторных работах используются одни и те же средства измерений.
· Применение рекомендуемых средств измерений должно обеспечивать достаточное разнообразие реализации видов и методов измерений и других изучаемых характеристик.
· Рекомендуемые для работ средства измерений должны выпускаться серийно и быть несложными в использовании. Объекты измерений должны быть доступными (простыми в изготовлении, недорогими в приобретении).
Все лабораторные работы имеют однотипную структуру, в которую включены:
- общие положения;
- цели и задачи работы;
- материальное обеспечение работы;
- порядок выполнения работы (задание, порядок действий при выполнении работы, оформление работы и анализ результатов).
В раздел «Общие положения» включен теоретический материал, на закрепление которого направлена данная лабораторная работа. В практикуме используется стандартная и общепринятая терминология. Определения из РМГ 29–99 «Государственная система обеспечения единства измерений. Рекомендации по межгосударственной стандартизации. Метрология. Основные термины и определения» выделены курсивом.
«Цели и задачи работы», записанные в методических указаниях, обязательно воспроизводятся в отчете как один из важнейших элементов лабораторной работы. Выполнение работы будет непродуктивным, если исполнитель не определил ее цель и не понял стоящие перед ним задачи.
|
|
|
Содержание раздела «Материальное обеспечение работы» характеризует минимально необходимый для лабораторной работы состав технических средств (средства измерений, объекты измерений с указанием измеряемых параметров, которые принадлежат объектам или рабочей области измерений и могут измеряться наличными средствами измерений). Состав технических средств при благоприятных условиях может быть расширен в рамках принятой методической концепции лабораторной работы.
В разделе «Оформление работы и анализ результатов» каждой лабораторной работы приведены примеры элементов оформления. Разработанные формы отчетов, которые представлены в приложении к Практикуму, при использовании соответствующих бланков позволят освободить студентов от выполнения малопродуктивного механического труда.
Порядок выполнения работ (определяемый присвоенными номерами) имеет рекомендательный характер и может корректироваться в соответствии с особенностями представления материалов в лекционных курсах. Так как лабораторные работы построены по модульному принципу, информация в разделах «Общие положения» частично дублируется, что позволяет менять порядок их выполнения, а при дефиците времени исключать отдельные работы без ущерба для выполнения остальных.
Использование предлагаемого практикума позволяет обеспечить значительную вариативность выполнения каждой из лабораторных работ, о чем специально говорится в методических указаниях.
В цикл рекомендуется включить «Нулевую работу», предназначенную для первичного изучения применяемых во всех работах средств измерений. После ее выполнения оформление отчета не требуется. Методические указания к этой работе, оформленные как «Правила пользования средствами измерений», должны лежать на столах при выполнении каждой из последующих работ, чтобы исполнитель всегда мог ими воспользоваться для получения недостающих сведений. «Нулевая работа» преследует еще одну цель – она сдвигает сроки работы № 1, в результате к ее выполнению уже может быть начитан необходимый лекционный материал.
|
|
|
Весь комплекс работ апробирован в течение более чем десяти лет при подготовке инженеров по специальности «Метрология, стандартизация и сертификация», по другим специальностям приборостроительного факультета. Работы из данного цикла использовались в учебных дисциплинах ряда специальностей других факультетов БНТУ.
Опыт использования этого практикума подтверждает, что для выполнения на минимально необходимом уровне всех элементов любой лабораторной работы (включая оформление результатов на заранее подготовленных бланках) достаточно двух академических часов. С другой стороны, при усилении и расширении объема исследовательской работы, на выполнение некоторых лабораторных работ потребуются четыре академических часа.
В Приложениях к лабораторному практикуму приведены схемы ключевых понятий (СКП) по каждой из основных тем лабораторных работ, формы отчетов к каждой лабораторной работе, метрологические характеристики применяемых в лабораторных работах основных средств измерений и эскизы деталей – возможных объектов измерений таких параметров, как линейные размеры, площади сечений, объемы, масса и плотность вещества.
ПРАВИЛА ПОЛЬЗОВАНИЯ СРЕДСТВАМИ ИЗМЕРЕНИЙ
Общие рекомендации
Перед началом работы с новым для пользователя средством измерений следует изучить инструкцию по его эксплуатации, обращая особое внимание на требования безопасности пользования и предупреждения о действиях, которые могут привести к порче или поломке устройства, а также к значительномуувеличению инструментальной погрешности.
При использовании средства измерений необходимо обратить внимание на его основные метрологические характеристики. Возможности использования любого прибора определяются диапазоном измерений. Измеряемая величина не может выходить за нижний и верхний пределы измерений. К важнейшим номинальным метрологическим характеристикам приборов с аналоговым отображением информации относят также диапазон показаний, определяемый двумя пределами показаний (нижним и верхним) и цену деления (наименьшую) соответствующего устройства «шкала-указатель».
|
|
|
У приборов с дискретным отображением информации кроме диапазона измерений к основным метрологическим характеристикам относят вид выходного кода, число разрядов выходного кода и номинальную ступень квантования.
К основным метрологическим характеристикам любых приборов относят также характеристики погрешностей.
Использование прибора за пределами указанного диапазона измерений может привести к неконтролируемому возрастанию инструментальной погрешности. Диапазон показаний приборов может быть равен диапазону измерений, а также может быть больше или меньше него. В последнем случае «узкодиапазонные» приборы, как правило, используют для измерений методом сравнения с мерой.
|
|
|
