כיום, ישנם מספר רב של כלים בעזרתם ניתן לבצע מדידות מסוגים שונים: ליניארי, משקל, טמפרטורה, הספק וכו'. המכשירים נבדלים בדיוק, עקרון הפעולה, המטרה והמחיר.
כדי לבצע כראוי את העבודה הדרושה, כדאי לשקול היטב את בחירת מכשירי המדידה. הם, בתורם, מחולקים גם למספר סוגים בהתאם לקריטריונים הנחשבים.
סיווג כלי נגינה
מכשירי מדידה הם כלים ומכשירים המשמשים למדידת כמויות פיזיות. עבור כל אחד מהם נקבעות השגיאות המפורטות במסמכי הרגולציה ובתקנות הטכניות.
מכשירי מדידה מחולקים לסוגים שונים לפי הקריטריונים הבאים:
- צפייה בכלי לעבודה;
- עקרון העבודה;
- השוואה לתקן המקובל;
- יישום מטרולוגי.
סוגי כלים
הסוגים הנפוצים ביותר של מכשירי מדידה מפורטים להלן.
Measure הוא מכשיר מדידה המשמש לשחזור הגודל הרצוי של הכמות הפיזית הנחשבת. לדוגמה, משקל משמש כדי לשחזר את המסה הנדרשת. ישנם מדדים חד-ערכיים ורב-ערכיים, ובמקרים מסוימים מאגרי מדדים שלמים. יש צורך במדד חד משמעי כדי לשחזר את הערך של מידה אחת בלבד. אמצעים מרובי ערכים משמשים לקביעת מספר גדלים של ערכים פיזיקליים (לדוגמה, הם בוחרים מכשירי מדידה למידות ליניאריות, שבאמצעותם ניתן לגלות סנטימטרים ומילימטרים כאחד).
Reference - מדדים ברמת דיוק גבוהה מאוד. הם משמשים לשליטה בנכונות מכשירי המדידה.
מתמר מדידה הוא מכשיר מדידה שהופך את אות מידע המדידה לצורה אחרת. זה מקל על העברת האות להמשך עיבוד ואחסון. אבל לא ניתן לתפוס את האות המומר על ידי צופה ללא שימוש בכלי מיוחד. לצורך הדמיה, יש להעביר את האות למכשיר החיווי. לכן, המתמר נכלל בדרך כלל בתכנון המלא של כלי המדידה או בשימוש יחד איתו.
מכשיר מדידה - אמצעי לביצוע מדידות שרגילהפקת אות בצורה שזמינה להדמיה לאחר מכן על ידי צופה. ישנם סיווגים שונים של מכשירים אלה בהתאם לקבוצת גורמים. לפי מטרה, הם מחולקים לאוניברסליים, מיוחדים ושליטה. על פי המכשיר הקונסטרוקטיבי, הם יכולים להיות מכניים, אופטיים, חשמליים ופנאומטיים. לפי מידת האוטומציה, הם מחולקים למכשירים ממוכנים, ידניים, אוטומטיים וחצי אוטומטיים.
התקנת מדידה היא סט של כלים ואלמנטים עזר המשולבים לביצוע פונקציה ספציפית. מטרת החלקים של מתקן כזה היא לייצר אותות מידע בצורה שתהיה נוחה לתפיסה של המתבונן. במקרה זה, כל מתקן המדידה הוא בדרך כלל נייח.
מערכת מדידה - מערכת כלים שמרכיביה מחוברים באמצעות ערוצי תקשורת הנמצאים בתוך כל המרחב הנשלט. מטרתו למדוד כמות פיזית אחת או יותר הקיימת בחלל הנחקר.
קריטריוני בחירה
בבחירת מכשירי מדידה, יש צורך קודם כל לקחת בחשבון את הדיוק שיהיה צורך להשיג בעת ביצוע העבודה. זה מצוין במסמכי הרגולציה או בתיעוד הטכני של החלק.
בנוסף, בבחירת כלי מדידה יש לקחת בחשבון סטיות הגבלה וכן שיטות לביצוע עבודה ודרכי בקרה עליהן.
העיקרון העיקרי של בחירת מכשירי מדידה הוא עמידתם בדרישות שנקבעו עבורהשגת תוצאות מהימנות בהתאם לדיוק הנקוב בתקנות. בנוסף, חשוב לקחת בחשבון את עלויות החומר והזמן: הן צריכות להיות מינימליות ככל האפשר.
נתונים ראשוניים
לבחירה נכונה של מכשירי מדידה, יש צורך בנתונים ראשוניים על הנקודות הבאות:
- משקל נומינלי של ערך המדידה;
- ערך של ההפרש בין הערך הגבוה והנמוך ביותר;
- מידע על תנאי עבודה זמינים למדידות.
אם יש צורך לבחור מערכת מדידה, תוך התחשבות במקדם הדיוק, יש צורך לחשב את השגיאה. הוא מחושב כסכום השגיאות של כל המקורות האפשריים (התקני מדידה, ממירי ערכים, תקנים) בהתאם לחוקים שנקבעו עבור כל אחד מהמקורות.
בשלב הראשון נבחרים מכשירי מדידה לדיוק בהתאם לדרישות העבודה. בעת בחירת הגרסה הסופית, נלקחות בחשבון גם הדרישות הבאות:
- אזור עבודה של כמויות הדרושות בתהליך העבודה.
- מידות של כלים.
- משקל הכלי.
- תכונות עיצוב של מכשיר המדידה.
במטרולוגיה, בחירת מכשירי מדידה לפי קריטריון הדיוק מחייבת נוכחות של הנתונים הראשוניים הבאים:
- הרכב של פרמטרי כלים הניתנים לשינוי;
- הערך של סובלנות השגיאה של כלי עבודה, כמו גם הערכים המותרים של הסכום הכוללשגיאות מדידה;
- ערכים מותרים של ההסתברות להתרחשות כשלים עבור הפרמטרים הנמדדים;
- כללים להתפלגות של סטיות פרמטרים מהערכים האמיתיים שלהם.
מידות סטנדרטיות
בחירת המכשירים לוקחת בדרך כלל בחשבון את העדיפות של אמצעים סטנדרטיים לביצוע מדידות. מכשיר מדידה מתוקנן הוא מכשיר כזה שיוצר בהתאם לתקנות של תקן בינלאומי או מיוחד לביצוע סוג העבודה המדוברת.
בהתאם לכך, התנאים לבחירת מכשירי מדידה תלויים בהתמחות של הייצור בו מתבצעת העבודה.
בייצור של מוצרים המוני, בדרך כלל נעשה שימוש בכלי מדידה ובקרה מודרניים אוטומטיים, המיועדים לפרודוקטיביות גבוהה. בייצור סדרתי נעשה שימוש בתבניות ומכשירי בקרה שונים, לפיהם נערכות השוואות. בייצור פרטני נבחרים מכשירי מדידה אוניברסליים, בעזרתם ניתן לבצע סוגים שונים של עבודות.
תנאים והגבלות
בחירת מכשירי המדידה והבקרה מתבצעת על בסיס התקנות הטכניות למכשירים הנבחרים בתנאי פעולתם ושימושם הרגילים.
תנאים רגילים הם תנאים שבהם ניתן להשמיט את ערכי הגורמים המשפיעים על התוצאה בשל הקטנות שלהם. התנאים המתוארים מצוינים בדרך כלל בהוראות עבורמכשירי מדידה או מחושבים במהלך הכיול שלהם.
יש להבחין בין תנאי הפעלה ותנאי הגבלה למדידות.
תנאי עבודה נחשבים בדרך כלל כתנאים לביצוע מדידות, לפיהם ערכי הערכים של הגורמים המשפיעים כלולים בסובלנות של אזורי העבודה. במקרה זה, אזור העבודה נקרא טווח הערכים בסדר גודל של הגורם המשפיע, שבתוכו מביאים את השגיאה הקיימת למצב נורמלי או משנים את ערכי כלי העבודה.
תנאי הגבלה נקראים בדרך כלל ערכי המקסימום והמינימום של הכמויות הממשיות והמשפיעות שמכשיר המדידה יכול לעמוד בהן ללא נזק גדול והידרדרות של תכונות הפעולה והמאפיינים שלו.
בבחירת מכשירי מדידה ובקרה לשימוש בתנאי עבודה, יש לקחת בחשבון את הקשר בין קריאות המכשירים לכמויות המשפיעות. על סמך זה, יש צורך להכניס תיקונים לקריאות הסופיות של מכשירי מדידה או להשתמש במכשירים ומכשירים מתקינים.
בהתאם למסמכים רגולטוריים, התיקונים נקבעים לפי מאפיינים מטרולוגיים המנורמלים לתנאי מקום העבודה.
הקצאת מכשיר
בחירת מכשירי המדידה מבוססת על מחקר ההבדלים בין שני מקרי השימוש בהם:
- מוצר של מדידות של פרמטרים של המכשיר;
- מפעיל שליטה על מדידת פרמטרי המכשיר.
במקרה הראשון, במהלך העבודה יש צורך להגיע לערך הנמוך מהגבולטעויות מדידה. במקרה השני, ההתקנים נבחרים בהתאם לתנאי שההסתברות לשגיאות פרמטר אפשריות לא תהיה גבוהה מהערכים המותרים.
שגיאות
אחד הקריטריונים העיקריים לבחירת מכשירי מדידה במטרולוגיה הוא היחס בין הערכים של גבול השגיאה או השגיאה המוחלטת המותרת (Δ) ושדה הסובלנות של הערך הנמדד (D).
היחס חייב להתאים לביטוי הבא:
Δ ≦ 0.333 D.
ניתן לייצג את מרווח הטעות במונחים יחסיים (שגיאת מדידה יחסית). במקרה כזה, זה חייב להיות קטן או שווה ל-33.3% מהערך הכולל של שדה הסובלנות, אלא אם כן קיימות הגבלות מיוחדות אחרות.
שגיאות המדידה המפורטות בתקנון הן השגיאות המקסימליות המותרות. הם כוללים את כל מרכיבי העבודה שעשויים להיות תלויים בכלי המדידה שנבחרו, הגדרת תקנים, שינויי טמפרטורה וכו'.
שיטת בחירה
שיטת מכשירי המדידה מחולקת לשלושה סוגים.
מתודולוגיה משוערת נמצאת בשימוש נרחב בבחירה משוערת של מכשירים למדידה, כמו גם בבקרה ובחינה של עמידה ברגולציה, תכנון ותקנות טכנולוגיות. כדי לעשות זאת, בצע את הפעולות הבאות:
- הגודל המותר של החלק נקבע בהתאם ל-GOST.
- שגיאת ביצוע אפשרית מחושבתמידות. זה נחשב 25% מהגודל הכולל המותר.
- מחושב רכיב אקראי של שגיאת המדידה האפשרית, שניתן לזהות כמעט בכל סוגי המדידות.
- לפי טבלאות הייחוס, בחירת אמצעי המדידה נעשית בהתאם לסוג החלק. השגיאה המקסימלית האפשרית, שהיא אינדיקטור מטרולוגי של כל מכשיר מדידה, לא צריכה לחרוג מהאלמנט האקראי של שגיאת המדידה האפשרית.
- המאפיינים של המכשיר הנבחר למדידות מוזנים בטבלה המטרולוגית.
שיטת החישוב משמשת בבחירת מכשירים לייצור בקנה מידה יחיד וקטן, מדידת פרמטרים לדוגמה בשיטת בקרה סטטיסטית, ביצוע ניסויים וגם בדיקה חוזרת של חלקים פגומים. הוא כולל את שלבי הפעולה הבאים:
- הגודל המותר של החלק נקבע בהתאם ל-GOST.
- שגיאת המדידה האפשרית מחושבת. בשיטה זו, לצורך החישוב, יש צורך להשתמש בטבלה של היחס בין שגיאת המדידה האפשרית וסובלנות של חלקים.
- הרכיב האקראי של שגיאת המדידה האפשרית מחושב, בדומה לערך בשיטה הקודמת.
- לפי טבלאות הייחוס, הכלי נבחר בהתאם לסוג החלק.
- המאפיינים של המכשיר הנבחר למדידות מוזנים בטבלה המטרולוגית.
מתודולוגיה טבלאית משמשת בעת בחירת כלי מדידה לייצור בנפח גבוה וייצור המוני. ההשיטה יכולה להתבצע אם העבודה על ייצור החלקים כוללת מדידות, ולא בקרה באמצעות מדידים.
- הגודל המותר של החלק נקבע לפי GOST, בהתאם לאיכות הדיוק.
- חשב שגיאת מדידה אפשרית בהתבסס על נתונים היסטוריים מתקופות קודמות.
- הרכיב האקראי של שגיאת המדידה האפשרית מחושב, בדומה לערכים הקודמים.
- לפי טבלאות הייחוס, הכלי נבחר בהתאם לסוג החלק.
- המאפיינים של המכשיר הנבחר למדידות מוזנים בטבלה המטרולוגית.
לפיכך, ניתן לציין ששיטות בחירת מכשירי המדידה תלויות בסוג ההפקה שבה תתבצע העבודה.
ביצוע בחירה
הבחירה והקצאה של מכשירים למדידות מתבצעת על ידי מחלקות הפיתוח:
- תיעוד רגולטורי לפרמטרים של בחירת מכשירי מדידה במהלך מחקר מעבדה, בקרת איכות של מוצרים מיוצרים, תפעול מוצרים שכבר מיוצרים, מרכיביו וחומריו.
- תהליכים טכנולוגיים של סטנדרטיזציה של מוצרים, מדידה של המרכיבים והחומרים המרכיבים אותו.
- פרויקטים לתחזוקת מכשירי מדידה וציוד.
בחירת האמצעים ושיטות המדידה לפי הנתונים הראשוניים הזמינים מתבצעת על ידי עובדים מוסמכים. הם צריכים להכיר היטב את היסודות של מדידות פיזיות, עם שיטות הרישום והשימוש בתוצאות ובשגיאות מדידה, כמו גם בעקרונות של סטנדרטיזציה של פרמטרים מטרולוגיים וחישוב שגיאות מכשירים מהם.
עובדים מיוחדים האחראים על מכשירי מדידה מוקצים לבצע מדידות במהלך תהליך הייצור.
לסיכום, ניתן לומר שבחירה נכונה של מכשירי מדידה מהמגוון הקיים כיום היא המפתח לייצור יעיל וצמצום מספר המוצרים הפגומים.
