Курсовая работа (т): Разработка методики калибровки индикатора часового типа ИТ 0...2 мм

Разработка методики калибровки индикатора часового типа ИТ 0...2 мм

КУРСОВАЯ РАБОТА

на тему "Разработка методики калибровки индикатора часового типа ИТ 0...2 мм"

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Описание физической величины

. Составление поверочных схем

.1 Составление государственной поверочной схемы

.2 Составление локальной поверочной схемы

. Описание принципа действия средства измерения

. Разработка методики калибровки

Заключение

Список использованных источников

Приложение А

калибровка индикатор часовой гильза

ВВЕДЕНИЕ

Измерительные головки - относятся к рычажно-механическим приборам применяются для измерения размеров, а также отклонений от заданной геометрической формы. Зубчатые измерительные головки - индикаторы часовые с ценой деления 0,01 мм - изготовляются следующих основных типов:

а) ИЧ-2, ИЧ-5 и ИЧ-10-с перемещением измерительного стержня параллельно шкале и пределами измерений 0-2, 0-5 и 0-10 мм соответственно;

б) ИТ-2 - с перемещением стержня перпендикулярно шкале и пределами измерений 0-2 мм.

Индикаторы типа ИЧ-5 и ИЧ-10 выпускаются с корпусом диаметра 60 мм, а индикаторы ИЧ-2 и ИТ-2 - с корпусом диаметра 42 мм (малогабаритные) .

Измерительные головки используют либо в сочетании со стойками и штативами, либо как составные части более сложных измерительных приспособлений. Наиболее распространенными являются индикаторы, имеющие зубчатую или рычажно-зубчатую повышающие передачи.

ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ И РАЗМЕРЫ

.1. Индикаторы следует изготовлять с диапазонами измерений: 0-2, 0-5, 0-10, 0-25 мм.

.2. Индикаторы с диапазоном измерения 0-2 мм следует изготовлять двух исполнений:

ИЧ - с перемещением измерительного стержня параллельно шкале;

ИТ - с перемещением измерительного стержня перпендикулярно шкале (рисунок 1).

Рисунок 1 - Индикатор часового типа

- корпус; 2 - циферблат; 3 - ободок; 4 - стрелка; 5 - указатель; 6 - гильза; 7 - измерительный стержень; 8 - измерительный наконечник.

Зубчатая передача служит для преобразования малых перемещений измерительного стержня в большие перемещения стрелки. На измерительном штоке нарезана зубчатая рейка с шагом p, находящаяся в зацеплении с колесом, имеющим число зубьев z2=16. На оси колеса закреплено другое колесо (z3=100), которое сцеплено с малым колесом - трибом (z4 =10), несущим на оси стрелку длиной R = 25 мм. Полный оборот стрелки соответствует перемещению измерительного штока на 1 мм. Шкала разделена на 100 делений. Цена деления шкалы

0,01 мм.

Наибольший диаметр индикатора Dmах не должен превышать, мм:

- для индикаторов с диапазоном измерения 0-2 мм

У торцевых индикаторов ИТ-2 перемещение измерительного стержня передается рейке зубчатого механизма через двухплечий рычаг, имеющий передаточное отношение, равное единице. Это обеспечивает цену деления 0,01 мм.

Индикаторы часового типа выпускаются двух классов точности: 0 и 1

. ОПИСАНИЕ ФИЗИЧЕСКОЙ ВЕЛИЧИНЫ

Согласно первому определению, принятому во Франции в 1791 году, метр был равен 1-10-7 части четверти длины парижского меридиана. Размер метр был определен на основе геодезических и астрономических измерений Ж. Деламбра и П. Мешена. Первый эталон метра был изготовлен французским мастером Ленуаром под руководством Ж. Борда (1799) в виде концевой меры длины - платиновой линейки шириной около 25 мм, толщиной около 4 мм, с расстоянием между концами, равным принятой единице длины. Он получил наименование "метр архива" или "архивный метр" (по месту хранения). Однако, как оказалось, определенный таким образом метр не мог быть вновь точно воспроизведен из-за отсутствия точных данных о фигуре Земли и значительных погрешностей геодезических измерений.

В 1872 году Международная метрическая комиссия приняла решение об отказе от "естественных" эталонов длины и о принятии архивного метра в качестве исходной меры длины. По нему был изготовлен 31 эталон в виде штриховой меры длины - бруса из сплава Pt (90% ) - Ir (10% ). Поперечное сечение эталона имеет форму X, придающую ему необходимую прочность на изгиб. Вблизи концов нейтральной плоскости эталона нанесено по 3 штриха. Расстояние между осями средних штрихов определяет при 0 °С длину метра. Эталон № 6 оказался в пределах погрешности измерений равным архивному метру. Постановлением 1-й Генеральной конференции по мерам и весам этот эталон, получивший обозначение "М", был принят в качестве международного прототипа метра.

Прототип метра и две его контрольные копии хранятся в Севре (Франция) в Международном бюро мер и весов. Во Всесоюзном научно-исследовательском институте им. Д.И. Менделеева (ВНИИМ) в Ленинграде хранятся две копии (№ 11 и 28) Международного прототипа метра. При введении метрической системы мер в СССР (1918) государственным эталоном метра была признана копия № 28. Международный прототип метра, погрешность которого 1 × 10-7, и национальные прототипы обеспечивали поддержание единства и точности измерений на необходимом для науки и техники уровне в течение десятков лет.

В резолюции XI Генеральной конференции по мерам и весам от новом определении метра указывается, что, с одной стороны, международный прототип не определяет метр с точностью, достаточной для современных потребностей, и что, с другой - желательно принять естественный и неразрушимый эталон, поэтому конференция решает:

Метр - есть длина, равная 1650763,73 длин волн в вакууме излучения, соответствующего переходу между уровнями 2 p10 и 5 d5 атома криптона-86.

Определение метра, действующее с 1889 г., основанное на международном платино-иридинвом эталоне, отменяется.

Международный прототип метра, утвержденный I Генеральной конференцией по мерам и весам в 1889 г., будет храниться в Международном бюро мер и весов в таких же условиях, какие были установлены в 1889 г.

Новый эталон метра может воспроизводиться в отдельных метрологических лабораториях, и точность его по сравнению с платино-иридиевым прототипом выше на порядок (в 10 раз ).

Таблица1.1 - Дольные и кратные единицы

Диапазон измерения метра - от 1×10-12 м до 1×1015 м .

2. СОСТАВЛЕНИЕ ПОВЕРОЧНЫХ СХЕМ

.1 СОСТАВЛЕНИЕ ГОСУДАРСТВЕННОЙ ПОВЕРОЧНОЙ СХЕМЫ

Для средств измерения линейных и угловых величин во ВНИИМ им. Д.И. Менделеева разработаны две поверочные схемы: для мер длины и приборов для линейных измерений; для угловых мер и угломерных приборов.

Первая из этихповерочных схем в свою очередь делится на две части: штриховые меры длины и поверяемые по ним приборы и концевые меры длины и поверяемые по ним приборы.

Во главе обеих частей поверочных схем поставлен эталонный комплекс приборов для воспроизведения метра в длинах световых волн оранжевой линии криптона-86.

В первой части поверочной схемы показана передача размера метра вторичным эталонам - платино-иридиевым метрам № 11 и М 20° и № 2, по своему метрологическому назначению играющим роль эталонов-копий, а также эталонным штриховым мерам, применяемым при периодическом контроле правильности абсолютных измерений длины на интерференционных установках метрологических институтов с использованием вторичных длин волн (ртути-198 и кадмия-114).

Поверочная схема предусматривает в качестве следующих звеньев метрологической цепи для штриховых мер: образцовые штриховые меры 1-го разряда (поверяемые сличением с рабочими эталонами либо измерением интерференционным методом с использованием вторичных эталонных длин волн) и образцовые штриховые меры 2-го разряда (поверяемые по образцовым мерам 1-го разряда).

Поверку миллиметровых и сантиметровых подразделений штриховых мер повышенной точности можно выполнить также сличением их с образцовыми штриховыми мерами 1-го разряда или методом калибровки.

Вторая часть поверочной схемы посвящена концевым мерам длины и поверяемым по ним приборам. По этой схеме размер метра от первичного эталона передается эталонным плоскопараллельным концевым мерам длиной 5-100 мм, изготовленным из кристаллического или плавленного кварца, а также эталонным концевым мерам длиной до 1 м , предназначенным для периодического контроля правильности абсолютных измерений длины, проводимых в метрологических институтах на интерферометрах с использованием вторичных эталонных длин световых волн.

Далее в поверочной схеме приведены образцовые концевые меры 1, 2, 3, 4 и 5-го разрядов. Одновременно поверочная схема предусматривает для рабочих концевых мер длины четыре класса точности (0, 1, 2, 3).

Образцовые концевые меры 1-го разряда поверяют абсолютным интерференционным методом, используя вторичные эталоны длины волн. Эти меры применяют для поверки образцовых концевых мер 2-го разряда. Рабочие концевые меры класса 0 поверяют по образцовым концевым мерам 1-го разряда.

Образцовые плоскопараллельные концевые меры длины 2-го разряда поверяют относительным интерференционным методом по образцовым концевым мерам длины 1-го разряда и применяют для поверки образцовых концевых мер длины 3-го разряда, концевых мер длины класса 1 и измерительных приборов высокой точности (оптических, пружинных и других индикаторов с ценой деления 0,1 мкм, контактных интерферометров и др.).

Образцовые плоскопараллельные концевые меры длины 3-го разряда длиной до 100 мм поверяют по образцовым концевым мерам длины 2-го разряда техническим интерференционным методом или на контактных интерферометрах. Концевые меры 3-го разряда служат для поверки образцовых концевых мер длины 4-го разряда и концевых мер длины класса 2, а также для поверки некоторых мер и измерительных приборов, показанных на поверочной схеме.

Образцовые концевые меры длины 4-го разряда служат для поверки мер 5-го разряда и класса 3. С помощью образцовых концевых мер длины 5-го разряда поверяют различные рабочие измерительные приборы как методом сличения с образцовыми мерами, так и при помощи концевых измерительных машин и других оптико-механических измерительных приборов.

Поверочные схемы для мер длины и средств линейно-угловых измерений не только показывают соподчиненность эталонов, образцовых и рабочих средств измерения, но на них обозначены и методы поверки, применяемые для различных случаев сличений.

Рисунок 2.1 - Государственная поверочная схема концевых мер длины и поверяемых по ним приборов

- эталонный комплекс приборов для воспроизведения метра в длинах световых волн оранжевой линии криптона-86;

- эталонные плоско-параллельные концевые меры;

- эталонные концевые меры;

- образцовые концевые меры первого разряда;

- образцовые концевые меры второго разряда;

- рабочие концевые меры класса 0;

- образцовые концевые меры третьего разряда;

- рабочие концевые меры класса 1;

- измерительные приборы высокой точности;

- образцовые концевые меры четвертого разряда;

- рабочие концевые меры класса 2;

- образцовые концевые меры пятого разряда;

- рабочие концевые меры класса 3;

- рабочие измерительные приборы.

Поверки:

а - поверка с помощью интерферометра;

б - абсолютным интерференционным методом, используя вторичные эталоны длин волн;

в - относительным интерференционным методом, по образцовым концевым мерам длины 1-го разряда;

г - техническим интерференционным методом по образцовым концевым мерам длины 2-го разряда или на контактных интерферометрах;

д - техническим интерференционным методом по образцовым концевым мерам длины 3-го разряда или на контактных интерферометрах;

е - техническим интерференционным методом по образцовым концевым мерам длины 4-го разряда или на контактных интерферометрах;

ж - методом сличения с образцовыми мерами 5-го разряда или при помощи концевых измерительных машин и других оптико-механических приборов.

.2 СОСТАВЛЕНИЕ ЛОКАЛЬНОЙ ПОВЕРОЧНОЙ СХЕМЫ

Индикатор часового типа ИТ 0...2 мм.

Рисунок 2.2 - Локальная поверочная схема индикатора часового типа ИТ 0…2 мм

- рычажная скоба 8h7 по ГОСТ 16675,

- рычажный микрометр типа МР с диапазоном измерений 0-25 мм по ГОСТ 4381,

- детали-образцы с параметром шероховатости Ra=0,63 мкм и Ra=0,1 мкм,

,6,7 - микроскоп инструментальный по ГОСТ 6071,

- визуально,

-стойка типа С-11 по ГОСТ 10197 с дополнительным кронштейном с присоединительным диаметром 8 мм,

- циферблатные весы,

- граммометр с ценой деления 0,1 Н, диапазоном измерений 0,5-3 Н, погрешностью не более 0,1 Н,

- динамометрическое приспособление, отградуированное на усилие 2,5 Н с погрешностью на более 0,1 Н,

- прибор ПМИ-25 с диапазоном измерений 0-25 мм, диапазоном показаний не более 1,5 мкм,

- прибор ППИ-4 - приспособление с микрометрической головкой,

- индикатор часового типа ИТ 0…2 мм.

Методы поверки:

а - метод сравнения с мерой,

б - прямой метод.

Индикаторы должны изготовляться в соответствии с требованиями стандарта по технической документации, утвержденной в установленном порядке.

Контроль присоединительного диаметра и отклонения от цилиндричности гильзы.

Присоединительный диаметр гильзы контролируют калибром-скобой или рычажным микрометром в четырех сечениях: двух - по длине гильзы и двух взаимно перпендикулярных - по окружности гильзы методом сравнения с мерой.

Отклонение от цилиндричности гильзы равно разности между наибольшим и наименьшим диаметром. Оно не должно превышать 8 мкм.

Контроль шероховатости наружной поверхности гильзы и рабочей поверхности измерительного наконечника.

Шероховатость контролируют сравнением с образцами шероховатости или деталями-образцами с параметрами методом сравнения с мерой.

Шероховатость контролируемых поверхностей должна быть не более шероховатости образцов. Параметр шероховатости Ra по ГОСТ 2789-73 наружной поверхности присоединительной гильзы должен быть не более 0,63 мкм. Параметр шероховатости Ra рабочей поверхности измерительного наконечника должен быть не более 0,1 мкм.