Измерений определяется

Наибольшая глубина рисок, измеряемых с помощью двухлучевых микроинтерферометров, определяется апертурой и увеличением микрообъектива. Согласно ГОСТ 9847—79 микрошпер-ферометры рекомендованы для измерений неровностей от 0,1 до 1 мкм.

В книге рассмотрены основные методы и средства комплексных и поэлементных измерений неровностей поверхности, а также дан анализ их точности и надежности. Изложены методы анализа эксплуатационной роли и технологического происхождения неровностей поверхностей деталей машин и приборов.

Для измерений оптическими приборами, о которых будет сказано в дальнейшем (двойными микроскопами, микроинтерферометрами и приборами теневого сечения), параметры Ra и Rq не подходят, так как требуют трудоемких операций. Поэтому применительно к этой категории средств измерений неровностей применяли различные модификации параметров общей высоты неровностей Rmax. К последним относится, прежде всего стандартизированная в СССР высота неровностей профиля по десяти точкам Rz, представляющая собой сумму средних арифметических абсолютных отклонений точек пяти наибольших минимумов и пяти наибольших максимумов в пределах базовой длины

При стандартизации размерных рядов неровностей поверхности в начале использовали Rq (или Я^) — среднее квадратическое отклонение профиля неровностей от его средней линии (США) и Ra —< среднее арифметическое, точнее, среднее абсолютное отклонение его от той же линии (Англия). Эти параметры измеряли электромеханическими профилометрами возможно потому, что они представляют собой хорошо известные в электротехнике эффективное и среднее значения функций, а также статистические характеристики, подходящие для описания рассеивания случайной ординаты профиля относительно ее среднего значения, за которое в данной ситуации была принята средняя линия. Позднее, повсеместно, а также в международном масштабе, был принят параметр Ra из соображений, приведенных выше. Сохранившийся до настоящего времени параметр Ra используют с начала 40-х годов, т. е. более 30 лет. Для измерений оптическими приборами (двойными микроскопами и микроинтерферометрами) параметр Ra не подходит, так как требует трудоемких вычислений. Поэтому применительно к этой категории средств измерений неровностей принимали различные модификации характеристик общей высоты неровностей, такие, как R max — максимальная на фиксированной длине высота неровностей (ранее обозначавшаяся через Ншкс), Нср — средняя высота неровностей и Rz — высота неровностей, определяемая по 10 точкам профиля. Для сопоставимости результатов измерений и однозначности стандартизуемых величин потребовалось выделить шероховатость из общей совокупности неровностей поверхности. Это сделали путем установления стандартного ряда базовых длин, полученного из рядов предпочтительных чисел. Значения параметров определяют на соответствующих базовых длинах. Неровности с шагами, превышающими предписанную базовую длину, в результат измерений шероховатости не входят, и стандартизация шероховатости поверхности на них не распространяется.

1. ТОЧНОСТЬ И СТЕПЕНЬ ДОСТОВЕРНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ НЕРОВНОСТЕЙ ПОВЕРХНОСТИ

Особенности измерений неровностей поверхности. Измерения неровностей поверхности принадлежат к линейно-угловым измерениям. Первая и основная их особенность состоит в малости измеряемых величин. Как указывалось в п. 4 гл. 1, измерению на производстве подлежат значения: высот неровностей от 0,025 мкм и шагов — начиная от 2 мкм. Наименьшая высота неровностей в десятки раз меньше, например, самого малого диаметрального размера, а наименьший шаг в 125 раз меньше самого малого шага резьбы г.

где ku — 1,3 -г- 2,6 — коэффициент, имеющий различные значения для различных типов приборов, предназначенных для линейно-угловых измерений, зависящий от условий применения приборов того или иного типа, вызывающих дополнительные погрешности. Однако официальные нормативы [Ацт] для приборов, измеряющих неровные поверхности, еще не созданы, и хотя нормативные предельные погрешности показаний [Ацт, П1 Для этих приборов в нашей стране установлены, коэффициент' ku увеличения погрешности измерений для измерения неровностей поверхности не определен. Наблюдения показывают, что его значения для измерений неровностей поверхности находятся на общем для линейных измерений уровне.

Пределы допустимых погрешностей показаний распространенных на заводах приборов для измерения шероховатости поверхности лежат в границах от 4,5 до 45% * (нижняя граница относится к грубым поверхностям, а верхняя — к самым чистым), что составляет от 0,03 до 4 мкм. Нижняя граница по этим данным почти в 2 раза меньше нормативной погрешности аттестации (^=0,05 мкм) срединной длины самых малых плоскопараллельных концевых мер (до 10 мм) по наивысшему (1-му) разряду посредством наиболее точного (абсолютного интерференционного) метода. В этом состоит вторая особенность измерений неровностей поверхности.

О применении теории случайных функций для оценки точности и достоверности измерений неровностей поверхности. Еще в 50-х годах было указано на желательность использования теории случайных функций для решения вопросов, относящихся к неровностям обработанных поверхностей. Вначале ставился вопрос

Для оценки точности и достоверности измерений неровностей поверхности в данной теории эвристически рекомендуют определенный способ использования формулы (59). Он заключается в том, что при определении числа пл в формулу (59) подставляют среднее значение MR и дисперсию DR тех параметров шероховатости (Ra, Rq, опорная линия профиля на уровне и), для которых они определены методами теории случайных функций. Профило-граммы шероховатости поверхности при этом интерпретируют как реализации стационарной эргодической случайной функции у (х, со) с нормальным распределением вероятностей. Переменная к означает вектор пространственных координат, меняющихся в области Т евклидова пространства Rn, а переменная со — элементарное случайное событие из некоторого вероятностного пространства.

Особенности выбора средств измерений неровностей поверхности состоят в следующем. Для измерений неровностей поверхности имеется ограниченный набор средств измерения с погрешностями показаний от 4,5 до 45%. Эти средства обычно используют в измерительных лабораториях в основном для аттестации образцовых деталей и поверок образцов, а также реже для выборочного, главным образом, арбитражного контроля наиболее важных деталей. Для них, как уже упоминалось в начале этой главы, нормативные предельные погрешности не определены. На рабочих местах, как правило, ограничиваются визуальным контролем шероховатости поверхности деталей путем сравнения с образцовыми деталями и реже с образцами шероховатости поверхности. При определенном навыке довольно уверенно визуально различают поверхности, примерно вдвое отличающиеся друг от друга по высотам неровностей. Иными словами, при этом Ацт, и = 0,57?нб> и, следовательно, при нормальном законе распределения погрешности визуального контроля имеем среднее кйадратическое отклонение визуального контроля

При УЗТ объектов различных типов в соответствии с унифицированной методикой контроля ПМАЭГ-7-031 погрешность измерений определяется при доверительной вероятности Р = 0,95. Погрешность при доверительной вероятности Р > 0,95 должна быть определена по специальной методике.

Основная погрешность средств измерений определяется в нормальных условиях эксплуатации [например, ?=(20±5)°С, р= (760+25) мм рт. ст.]. Приведенные в качестве, примера нормальные области значений влияющих факторов не обязательны для всех средств измерений. В каждом конкретном случае нормальные условия эксплуатации устанавливаются техническими условиями на средства измерений. Кроме нормальных условий на средства измерений устанавливается рабочая область изменения влияющих физических величин, в пределах которой нормируется дополнительная погрешность.

коэрцитиметра является большая чувствительность, а также то, что на точность измерений не влияет форма наводимой ЭДС в измерительной катушке и точность поддержания частоты и амплитуды вибрации. Точность измерений определяется практически только погрешностями в определении постоянной соленоида и размагничивающего тока в нем.

Диапазон измерений определяется как максимальная высота трещины, которая может быть измерена при фиксированном расстоянии между преобразователями, или как максимальное расстояние между преобразователями, при котором четко обнаруживается сигнал дифрагированного луча. Диапазон измерений определяется экспериментально с использованием образца с искусственной трещиной.

Обычно измерения проводят при постоянной или медленно изменяющейся температуре с помощью образцов с теми же температурными коэффициентами, что и у контролируемого материала. Необходимая степень надежности измерений определяется характером проводимых испытаний [Л. 30]. Обычно исходят из того, что влияние химического состава, режимов термической обработки и т. д. на электрическую проводимость подчиняется закону нормального распределения случайных величин и описывается кривыми Гаусса. Кривая нормального распределения, полученная Н. М. Наумовым по результатам 10000 измерений (150 плавок) [Л. 54], приведена на рис. 3-3.

Среднее значение у результатов измерений определяется так же, как в формуле (4).

Измерения магнитного момента образца позволяют измерить величину усредненной по его объему намагниченности. Поэтому для измерения намагниченности на образцах разных объемов в установке предусмотрена возможность изменять коэффициент передачи усилителя 13. Величина k6 перед началом измерений определяется из соотношения:

Система точного времени необходима для жесткой фиксации во времени результатов измерений, так как любой полученный результат при исследовании динамических процессов должен быть отнесен либо к фиксированному моменту времени, либо к фиксированному интервалу времени (в зависимости от принципа построения аналоговых и аналого-цифровых преобразователей). Первое относится к системам поразрядного уравновешивания, второе — к системам аналоговых и аналого-цифровых преобразователей интегрирующего типа. Фиксация результатов во времени должна производиться с высокой точностью для минимизации накапливаемой ошибки (из-за погрешности временных интервалов между измерениями). В связи с изложенным к метрологии системы времени были предъявлены высокие требования, выполнение которых было удовлетворено применением стабилизированных кварцевым генератором эталонных меток. Система точного времени содержит генератор эталонных меток времени и делитель частоты. Выбор скорости измерений определяется положением переключателей, установленных на передней панели. Делитель частоты эталонных меток времени позволяет, как это следует из таблицы, в широких пределах дискретно регулировать скорость ввода информации в цифровую машину (от 7812,5 до 0,030 машинных слов в секунду), что соответствует пределам скорости ввода

Статическая нагрузка создается предварительным поджатием системы винтом 7. Ускорения точек системы измеряются пьезо-акселерометрами. Частотный диапазон измерений определяется резонансными характеристиками рамы. До частот поряд-

Таким образом, для определения предельной погрешности метода контроля необходимо произвести многократное измерение (не менее 30 измерений) контрольным приспособлением одного и того же объекта (установ, образцовая деталь и т. п.) по одному месту. На основе полученного ряда измерений определяется средняя арифметическая х, затем среднее квадратическое отклонение с? и, наконец, предельная погрешность Дцш = 3 о.

Для дальнейшего изложения представляют интерес плюкеровы координаты прямой. По методу Плюкера положение прямой в пространстве трех измерений определяется заданием скользящего вектора v (рис. 5) и вектора И = г X v, представляющего векторное произведение вектора-радиуса г некоторой точки А,