Метрологическое обеспечение процесса измерения массы

 

Министерство  образования и науки РФ

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АЭРОКОСМИЧЕСКИЙ  УНИВЕРСИТЕТ

имени академика  С. П. КОРОЛЁВА

(национальный  исследовательский университет) 
 
 
 

Факультет летательных аппаратов

Кафедра производства летательных аппаратов  и управления качеством в машиностроении 
 
 
 
 
 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовой работе

Метрологическое обеспечение  процесса  измерения  массы 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Выполнил  студент группы 1409                                                                           К.В Левина

Проверил                                                                                                                 Е.В. Есина 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                                           
 

                                                                           Самара

         2011

 
                                                          РЕФЕРАТ

Курсовая  работа

Пояснительная записка: 20стр.,   2рисунка,   2 приложения,   6 источников

 
 
 
 
 
 
 
 

СРЕДСТВО  ИЗМНРЕНИЯ,  ВЕСЫ  ЛАБОРАТОРНЫЕ,  МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ,  ПОВЕРОЧНАЯ СХЕМА,  ФУНКЦИЯ  ЛАПЛАСА,  КРИТЕРИЙ   ПИРСОНА

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 Целью данной курсовой работы является подбор средства измерения массы с заданной  точностью.

 Объект исследования:  лабораторные весы

          Область  применения: измерение массы

          В курсовой работе  произведен выбор средства измерения, обеспечивающего измерение   массы 2 г с точностью  0,005. Описан процесс поверки средства измерения, подобрана  поверочная схема. Обработан массив результатов измерений.

 
 
 
 
 

                                                    СОДЕРЖАНИЕ

 
 

Введение……………………………………………………………………………………    4

    1 Выбор средства измерения……………………………………………………………... 5

2 Поверка средства измерения...…………………………………………………………. 7

3 Поверочная схема средств измерения...………………………………………………     12

4 Обработка результатов измерения……………………………………………………….13

Заключение…………………………………………………………………………………..16

Список использованных источников………………………………………………………17

Приложение А…………………………………………………………………………….....18

Приложение Б………………………………………………………………………………..20

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                    ВВЕДЕНИЕ

 

  Метрология  – это наука  об измерениях, методах  и средствах обеспечения единства требуемой точности.  
     Наука метрология начала зарождаться ещё в те времена, когда люди только начали пытаться охарактеризовать предметы и явления в цифровом эквиваленте. Уже тогда они хотели получать информацию о количественной характеристике того или иного предмета, либо измерять параметры этого предмета, а затем сравнивать полученные данные с данными, полученными в процессе изменения идентичных параметров другого предмета. Тогда это были самые примитивные способы измерения, но с течением времени начали появляться удобные приборы, созданные специально для измерений, а вычисления начали базироваться на сложных расчетах. Так, постепенно, начали появляться единицы измерения, начали появляться эталоны (образцы той или иной единицы измерения), начали количественно характеризоваться всё новые и новые явления.  
      Сегодня же наука метрология развивается в значительной мере благодаря развитию НТП. На смену тем же механическим весам приходят новые – электронные, равно как и электронные барометры, термометры и гигрометры, приходящие на смену своим более примитивным собратьям. Появляются новые, современные приборы, с помощью которых можно очень быстро измерить массу, давление, мощность, температуру, влажность и прочие качественные характеристики. Причем, такими приборами пользуются не только метрологи и ученые, но и обыкновенные люди в своей повседневной жизни. То же давление и температуру многие уже давно измеряют с помощью специальных электронных приборов для измерения давления и электронных термометров, причём тратят они на это всего несколько десятков секунд. Точность современных измерительных приборов всё растёт и растёт, да и микросхем в них становится почти столько же (если не больше), сколько и в приборах, которые осуществляют вакуумное напыление Погрешность каждого вновь изобретённого (или усовершенствованного) прибора, служащего для проведения измерений, всё уменьшается и уменьшается. Разумеется, это положительно влияет и на развитие метрологии, как науки, и позволяет 
исследователям получать точнейшие цифры, что в свою очередь положительно влияет на развитие других наук. 
       К науке метрологии сегодня обращаются практически все – от учёных физиков и химиков до техников, врачей и обыкновенных людей. Современные технические средства позволяют свести затраты на подсчеты к минимальным, а результаты подсчетов – к максимально точным. Например, мощность, с которой работает то же вакуумное оборудование, высчитывать математическим путём, имея другие данные (опять же полученные, благодаря мерологии), можно сутками, когда специально изобретённые для измерения мощности приборы готовы определить размер этой мощности буквально за несколько минут.  
        Возможно, в ближайшем будущем метрология шагнёт вперёд ещё больше: сверхсовременные измерительные приборы позволят тратить на измерения ещё меньше времени и энергии. Возможно, на этих измерительных приборах будут надёжные защитные покрытия позволяющие проводить самые сложные и опасные измерения, а размеры и вес этих приборов будут становиться всё меньше и меньше, что будет обеспечивать ещё более удобную эксплуатацию этих приборов.

  В данной курсовой работе необходимо  описать  процесс измерения массы: подобрать средство измерения, схему поверки и изучить государственную поверочную схему. 

 
 

  1 Выбор средства  измерения

 

  Выбираем  средство измерения для определения массы (2±0,005) г.

  Для этого рассчитаем допускаемое суммарной  погрешности  результата  измерений

 

                                                               (1)

 

  где  - допускаемое отклонение параметра,

  R – допускаемое соотношение между погрешностью  измерений и допускаемым отклонением измеряемого параметра.

  В  зависимости от требуемой точности измерения  выбираем  R = 0,5

 

                                          ∆_{∑ доп}= 0,002∙0,5=0,001.

 

  Выбираем  по полученным данным весы CUW-420H высокого класса точности [2].

  Весы  предназначены для статического взвешивания предназначены  для использования в лабораторных условиях предприятий, промышленности и сельского хозяйства.

 

  Функциональные  особенности весов:

 
  

• Адаптивная  автоматическая калибровка с помощью  встроенной гири позволяет весам  подстраиваться под изменения окружающей среды.
• Автоматическая калибровка в определенные заданные промежутки времени (до 3-х в сутки) для удобства работы с весами.
• Автоматическая калибровка простым нажатием одной клавиши может использоваться оператором для немедленной адаптации весов к изменившимся условиям окружающей среды.
• Встроенные часы позволяют регистрировать дату и время калибровки с целью последующей отчетности.
• Результаты взвешивания вводятся в память ПК как обычный текст (на место курсора). Встроенная программа Direct Windows.
• Базовый интерфейс обмена данными RS-232C.
• Графическая шкала нагрузок. Количество делений шкалы изменяется пропорционально изменению массы груза.
• Допускается вводить значение ускорения свободного падения для места эксплуатации и калибровки.
• Режим взвешивания по допуску по указателям МАЛО, НОРМА, МНОГО без считывания показателей.

 

  Характеристики:

 

  Класс точности по ГОСТ 24104-2001: высокий; 
Автоматическая установка нуля;

  Выборка массы тары из диапазона взвешивания;

  Режимы  работы: взвешивание (в том числе  процентное), счет числа одинаковых деталей, усреднение показаний при нестабильной нагрузке, взвешивание по допуску;

  Калибровка  весов: внутренняя с встроенной гирей (модели CUW);

  Выбор из набора единиц взвешивания;

  Автоматическое  выключение при перерыве в работе;

  Мембранная  клавиатура;

  Дисплей легко читаемый;

  Платформа из нержавеющей стали;

  Встроенная  программа WindowsTM;

  Соответствие  стандартам GLP, GMP, ISO9000;

  Диапазон  рабочих температур: 5 ~ 40°С.

 

Основные  метрологические характеристики весов  CUW-420H приведены в таблице 1.

 
 

Таблица 1 – Метрологические характеристики весов CUW-420H

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    2  Поверка средства измерения

 

  2.1 При проведении поверки соблюдают следующие условия:

 
  

• Температура воздуха в помещении должна быть (20±2) °С при поверке весов 2 класса (20±5) °С.
• Изменение температуры помещения в течение 1 ч не должно превышать 0,5 °С при поверке весов 2 класса
• Относительная влажность воздуха - от 30 до 80%.
• В помещении не должно быть воздушных и тепловых потоков и вибраций, вызывающих видимое дрожание шкалы.
• Весы должны быть установлены в специальном помещении таким образом, чтобы не было одностороннего нагревания или охлаждения весов.
• Весы должны быть установлены на изолированных фундаментах или на кронштейнах, укрепленных в капитальных стенах.
• Весы должны быть установлены по уровню или отвесу регулировкой установочных ножек
• Ненагруженные весы приводят в положение равновесия.
• Поверку весов 2 класса после сборки и регулировки проводят не менее чем через 12 часов.
• За 20-30 мин до начала поверки открывают дверцы витрины для выравнивания температуры внутри витрины весов. Электронные весы до начала поверки прогревают в течение 30 мин.
• После распаковки все детали весов, кроме призм и подушек, протирают замшей или полотняной тканью. Призмы и подушки протирают замшей по ГОСТ 3717-84 или полотняной тканью, смоченной чистым ректификованным спиртом по ГОСТ 5962-67, и тщательно вытирают насухо.

 

    2.2 Внешний осмотр

 

  При внешнем осмотре должно быть установлено  соответствие весов следующим требованиям:

 
  

• Качество покрытий, вид и нанесение шкал, маркировка, комплектность, расположение указателя относительно плоскости шкалы должны соответствовать требованиям ГОСТ 24104-80.
• Одноименные детали, навешиваемые на разные плечи коромысла, должны быть отмечены соответствующими знаками (цифры, точки и др.);
• На поверхности коромысла и рабочих поверхностях призм и подушек не должно быть трещин, сколов, раковин, следов коррозии.
• Справа и слева от крайних отметок шкалы должны быть нанесены дополнительные отметки; в весах с оптическим отсчетным устройством должно быть не менее 5 отметок, в весах с визуальным отсчетным устройством - не менее 2 отметок.