Измерения геометрических

*) По проекту ГОСТа на единицы измерения физических величин угловую скорость в об/мин называют частотой вращения.

Перед курсом физики стоят следующие задачи. Во-первых, сообщить студенту основные принципы и законы физики и их математическое выражение; ознакомить его с основными физическими явлениями, методами их наблюдения и экспериментального исследования; научить правильно выражать физические идеи, количественно формулировать и решать физические задачи, оценивать порядки физических величин; дать студенту ясное представление о границах применимости физических моделей и теорий. Во-вторых, сформировать у студента определенные навыки экспериментальной работы; ознакомить с главными методами точного измерения физических величин, простейшими методами обработки результатов эксперимента и основными физическими приборами. В-третьих, помочь студенту овладеть марксистско-ленинским пониманием философских и методологических проблем современной физической науки, ознакомиться с этапами истории ее развития. В-четвертых, дать студенту правильное представление о роли физики в научно-техническом прогрессе и развивать у него любознательность, умение и интерес к решению научно-технических и других прикладных вопросов.

Решение этих задач возможно лишь при правильном сочетании экспериментального и теоретического обучения. Экспериментальное обучение осуществляется в лабораториях и обеспечивается соответствующими лабораторными руководствами. Данное пособие обеспечивает теоретическое обучение. Само собой разумеется, оно содержит также описание и анализ физических явлений, измерения физических величин, обсуждение методов экспериментальных исследований и другие аналогичные вопросы, но лишь в аспекте теоретического обучения.

Явление застоя может существенно исказить результаты измерения физических величин с помощью приборов, если при движении их стрелок в осях вращения имеется сухое трение.

Таким образом, способы измерения физических величин не выбираются произвольно, а вырабатываются на основании опыта. Но эти способы должны быть установлены — они требуют определения. Поэтому, вводя какую-либо новую физическую величину, мы должны прежде всего установить способ ее измерения.

То, что числа, выражающие значения физических величин, всегда могут быть заданы только с известной степенью точности, играет существенную роль еще в целом ряде случаев. Так, например, о числах, выражающих значения физических величин, не имеет смысла говорить, что/они несоизмеримы, ибо, поскольку самые измерения физических ^ели\ин производятся всегда с известной степенью точности, с 9TOTjrcrertwt>io точности для двух физических величин может быть найдвдй>й общав мера. Поэтому никакие особенности в физическом явлби^'не м^геивозникнуть оттого, что некоторые, заданные для

Пособие состоит из трех разделов: первый раздел посвящен описанию современных методов измерения физических величин, сбора и обработки экспериментальных данных (в том числе с использованием ЭВМ) и оценки погрешностей измерений. В последующих двух разделах даны подробные описания и руководства по выполнению лабораторных работ, включенных Минвузом СССР в типовую учебную лабораторию по термодинамике и теплопередаче.

Предельные относительные погрешности измерения физических величин, входящих в уравнение (10.22), определяются по классу точности измерительных приборов (см. § 1.4), основные данные о которых приведены в табл. 3 Приложения 1.

В соответствии с основным назначением аппаратуру радиометрического контроля относят к приборам, использующим ионизирующие излучения для измерения физических характеристик просвечиваемых объектов. По характеру измеряемой величины их подразделяют на толщиномеры, и дефектоскопы. Кроме того, классификационными признаками являются условия измерения (поглощение излучения и его обратное рассеяние), вид используемого ионизирующего излучения (рентгеновские трубки, изотопные источники, ускорители) и конструктивно-эксплуатационные особенности.

По-видимому, наиболее эффективно установление корреляционных связей между микроструктурными особенностями механизма деформации и макроскопическими закономерностями разрушения материалов может быть выполнено при использовании аппаратурных методов количественного металлографического анализа, позволяющих осуществлять автоматизацию оценки микроструктурной картины исследуемых образцов параллельно с применением автоматических систем измерения физических характеристик и регистрации диаграммы деформирования материала, исключающих ручную обработку графических результатов.

Значение ст0 в изделии определяют комплексным неразрушающим методом по многопараметровому корреляционному уравнению, предварительно устанавливаемому путем статистической обработки экспериментальных результатов измерения физических параметров (скорость ультразвука,диэлектрическая проницаемость, коэффициент тепло- или температуропроводности) и прочности на одних и тех же образцах. При контроле прочности стеклопластика указанные физические характеристики в определенных структурных направлениях материала измеряют непосредственно в изделии. Таким образом, изменение физических характеристик, измеренных в различных участках изделия, будет характеризовать изменчивость значения предела прочности стеклопластика в данном конкретном изделии.

— возможность измерения геометрических параметров дефектов любых типов;

На рис. 6.3 в качестве примера показаны размеры сварного шва подлежащие измерительному контролю, схема измерения геометрических размеров при помощи универ-

В Краковской горной академии разработано лазерное устройство для непрерывного измерения геометрических параметров рельса в трех координатах [31]. Структурная схема прибора содержит установленные на подвижной каретке фотоприемник и измерительные блоки обработки и отображения сигнала.

39. Рухович И.Р., Салиев В.Н., Соловей П.И., Шиловой Ю.Ф. Автоматизированный способ измерения геометрических параметров мостовых кранов в процессе эксплуатации //Пробл. Внедрения нов. техн. и технол. в топогр.-геод. пр-во. Всес. астрон.-геод. о-во при АН СССР. М., 1990. С.78-80.

Из рассмотренных методов АК наибольшее практическое применение находит эхометод. Около 90% объектов, контролируемых акустическими методами, проверяют эхометодом. С его помощью решают задачи дефектоскопии поковок, литья, сварных соединений, многих неметаллических материалов. Эхометод используют также для измерения геометрических параметров ОК: измеряют время прихода донного сигнала и, зная скорость ультразвука в

Некоторое упрощение конструкции измерительных трубок может иметь место, если описанные методы использовать, в качестве относительных методов. При этом отпадает необходимость измерения геометрических размеров и тщательной центровки измерительных трубок. Однако в этом случае требуется проведение предварительных тарировок опытных установок по веществам с известными тепловыми свойствами во всей области исследования.

На рис. 6.3 в качестве примера показаны размеры сварного шва подлежащие измерительному контролю, схема измерения геометрических размеров при помощи универсального шаблона сварщика УШС приведена на рис. 6.4.

Из рассмотренных акустических методов контроля наибольшее практическое применение находит эхо-метод: им проверяют до 90 % всех объектов. Применяя волны различных типов, с его помощью решают задачи дефектоскопии поковок, литья, сварных соединений, многих неметаллических материалов. Эхо-метод используют также для измерения геометрических размеров изделий. Фиксируя время прихода донного сигнала и зная скорость ультразвука в материале, определяют толщину изделия при одностороннем доступе. Если толщина изделия известна, то по донному сигналу измеряют скорость, оценивают затухание ультразвука, а по этим параметрам определяют физико-механические свойства материалов.

Основное назначение акустических приборов для измерения геометрических параметров изделий — измерение толщины труб, сосудов, резервуаров и других изделий, доступ к которым имеется только с одной стороны. Значительно реже акустические методы применяют для измерения длин и диаметров изделий. С определением размеров связан вопрос применения акустических методов для контроля параметров шероховатости поверхности изделий.

Одним из существенных недостатков, присущих измерениям геометрических параметров в области прозрачности волокна, является влияние гораздо большего числа факторов на результат измерения, чем при измерении размеров непрозрачного объекта. Если в первом случае на результат измерения влияют свойства материала волокна, его форма, ориентация нецилиндрического волокна относительно лазерного пучка, то во втором — лишь проекция размера на направление, перпендикулярное лазерному пучку. Поэтому целесообразно по возможности сводить измерения прозрачных объектов к измерениям непрозрачных при использовании описанных выше методов измерения. Рассмотренные способы и приборы для измерения геометрических параметров проводов и волокон позволяют также измерять значения показателя преломления материала волокна, если известен его диаметр.

Измерения геометрических размеров, твердости и т. д. могут производиться тремя различными способами: