ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ОЦЕНКА ПАРАМЕТРОВ ПОГРЕШНОСТИ ОПТИМЕТРА

 

1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ.

Определить экспериментальным путем систематическую погрешность оптиметра и оценить среднеквадратическое отклонение случайной составляющей.

 

2. ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ.

Вертикальный оптиметр с ценой деления 0,001 мм.

 

3. СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ.

Плоскопараллельные концевые меры длины 0-го класса точности.

 

4. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ.

Оптиметры (рис.4.1.) являются самыми распространенными из всех рычажно-оптических приборов, которые служат для измерения линейных размеров сравнением с мерой. Преобразователь в виде рычажно-оптического устройства малые перемещения измерительного наконечника преобразует в большие наблюдаемые перемещения шкалы.

При помощи этого прибора определяется действительный размер изделия путем измерения его отклонения от номинального размера.

Оптиметры широко применяются в измерительных лабораториях для проверки калибров, точных измерений размеров деталей и т.д.

Работа оптиметра основана на принципе автоколлимации, т.е. способности объектива превращать пучок лучей, исходящих из точки, расположенной в фокусе объектива, в параллельные лучи и затем собирать этот пучок, отраженный плоским зеркалом, в том же фокусе объектива.

Рис. 4.1. Вертикальный оптиметр.

1-внешнее зеркало; 2-окуляр; 3-измерительный стержень; 4-измерительный наконечник; 5-предметный стол; 6-арретир; 7-винт грубой настройки; 8-кольцо тонкой настройки.

Вертикальный оптиметр – прибор, измерения на котором осуществляются в соответствии с дифференциальным (относительным) методом. Он используется совместно с концевыми мерами длины.

Для измерения, например, изделия номинального размера А, необходимо:

1. Набрать блок концевых мер длины размером А (количество плиток должно быть < 4) и установить их на измерительном столике под измерительной головкой;

2. С помощью винта грубой и кольца точной настроек установить оптиметр на ноль;

3. Снять блок концевых мер и установить на столике измеряемый размер А;

4. Снять показания со шкалы прибора, которые являются отклонением от номинального размера. Цена деления шкалы 1 мкм.

 

Проверку правильности показаний оптиметра производят парным методом по концевым мерам длины с применением сферических измерительных наконечников.

Шкалу оптиметра поверяют в выбранном интервале шестью концевыми мерами (или блоками концевых мер) с разностью размеров равной величине «в».

Тогда принятый интервал делится на 5 подинтервалов, в каждом из которых снимаются показания со шкалы оптиметра:

1-ый А – (А + в)

2-ой (А + в) – (А + 2в)

3-ий (А + 2в) – (А + 3в)

4-ый (А + 3в) – (А + 4в)

5-ый (А + 4в) – (А + 5в)

 

Чувствительность измерительного прибора (оптиметра) - отношение перемещения указателя прибора относительно шкалы к изменению значения измеряемой величины , вызвавшей это перемещение.

Абсолютная чувствительность вычисляется по формуле

 

 

5. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ.

5.1. Принять размер меры «А» и «в» в соответствии с указанием преподавателя.

5.2. Установить оптиметр на нуль по концевой мере длины размером «А» мм, с помощью винта грубой настройки и кольца тонкой настройки.

5.3. Подвести под измерительный наконечник (не меняя нулевой установки ! ) меру длины размером (А + в). Арретировать 2-3 раза и снять показания оптиметра (а₁). Результат занести в табл.1.

5.4. Установить оптиметр на нуль по концевой мере (А + в) мм, с помощью кольца тонкой настройки.

5.5. Подвести под измерительный наконечник (не меняя нулевой установки ! ) меру длины размером (А + 2в). После трехкратного арретирования снять второй отсчет (а₂). Результат занести в таблицу 1.

5.6. Повторить аналогичные измерения для остальных размеров концевых мер длины: (А + 3в); (А + 4в); (А + 5в).

5.7. Провести аналогичные измерения со стороны больших значений.

Установить оптиметр на нуль по концевой мере длины размером

(А + 10в)мм, с помощью винта грубой и кольца тонкой настройки.

5.8. Подвести под измерительный наконечник (не меняя нулевой установки ! ) меру длины размером (А + 9в). Арретировать 2-3 раза и снять показания оптиметра (с₁). Результат занести в табл.1.

5.9. Установить оптиметр на нуль по концевой мере (А + 9в) мм с помощью кольца тонкой настройки.

5.10. Подвести под измерительный наконечник (не меняя нулевой установки ! ) меру длины размером (А + 8в). После трехкратного арретирования снять второй отсчет (с₂). Результат занести в таблицу 1.

5.11. Повторить аналогичные измерения для остальных размеров концевых мер длины: (А + 7в); (А + 6в); (А + 5в).

Результаты занести в таблицу 5.1.

 

Таблица 5.1

Результаты поверки вертикального оптиметра

№	Погрешность со стороны меньших значений
Значения мер, мм	Значения мер, мм	Результат измерения, мм (мкм)	Погрешность, мкм
	А	А + в	а1	r1 = в – а1
	А + в	А + 2в	а2	r2 = в – а2
	А + 2в	А + 3в	а3	r3 = в – а3
	А + 3в	А + 4в	а4	r4 = в – а4
	А + 4в	А + 5в	а5	r5 = в – а5
№	Погрешность со стороны больших значений
Значения мер, мм	Значения мер, мм	Результат измерения, мм (мкм)	Погрешность, мкм
	А + 10в	А + 9в	с1	R1 = в – с1
	А + 9в	А + 8в	c2	R2 = в – c2
	А + 8в	А + 7в	c3	R3 = в – c3
	А + 7в	А + 6в	c4	R4 = в – c4
	А + 6в	А + 5в	c5	R5 = в – c5

 

6. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ПОВЕРКИ ОПТИМЕТРА

6.1. Определить среднюю разность показаний шкалы оптиметра со стороны меньших значений

, мкм

6.2. Определить погрешность показаний со стороны меньших значений

, мкм

6.3. Определить среднюю разность показаний шкалы оптиметра со стороны больших значений

, мкм

6.4. Определить погрешность показаний со стороны больших значений

, мкм

6.5. Определить систематическую составляющую погрешности оптиметра

,мкм

6.6. Вычислить среднеквадратическое отклонение σ случайной составляющей погрешности оптиметра

, мкм

6.7. Рассчитать чувствительность прибора.

 

 

7. ВЫВОДЫ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ РАСЧЕТОВ.

 

8. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ.

1. Применение прибора – оптиметр в промышленности.

2. Метод измерения используемый при работе с оптиметром.

3. Цель проведения данной лабораторной работы.

4. Чувствительность прибора.