Metrologia wielkości geometrycznych

Władysław Jakubiec, Jan Malinowski

Uzyskaj dostęp

Zakup książkę

ISBN/ISSN:

978-83-01-19815-2

DOI:

Wydawnictwo:

Wydawnictwo Naukowe PWN

Rok wydania:

2018

Liczba stron:

522

XML:ISBN/ISSN:

ONIX MARC21

Bibliografia:

Jakubiec, Władysław; Malinowski, Jan. Metrologia wielkości geometrycznych. Red. . Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2018, 522 s. ISBN 978-83-01-19815-2

Bibliografia refWorks:

RT Book, Whole

SR Electronic(1)

A1 Jakubiec, W.

A1 Malinowski, J.

T1 Metrologia wielkości geometrycznych

PB Wydawnictwo Naukowe PWN

PP Warszawa

YR 2018

SN 978-83-01-19815-2

Bibliografia BibTex:

@Book{ 195266, author = "Jakubiec, Władysław and Malinowski, Jan", editor = "", title = "Metrologia wielkości geometrycznych", publisher = "Wydawnictwo Naukowe PWN", year = "2018", address = "Warszawa", isbn = "978-83-01-19815-2" }

Bibliografia endNote:

TY - BOOK

AU - Jakubiec, Władysław

AU - Malinowski, Jan

ED -

TI - Metrologia wielkości geometrycznych

PB - Wydawnictwo Naukowe PWN

CY - Warszawa

PY - 2018

SN - 978-83-01-19815-2

ER -

Netografia (standard APA):

Jakubiec, Władysław; Malinowski, Jan. Metrologia wielkości geometrycznych [baza danych online] Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2018 [dostęp: 25 08 2024]. Dostęp w Ibuk Libra: https://libra.ibuk.pl/reader/metrologia-wielkosci-geometrycznych-wladyslaw-jakubiec-jan-195266.

pomiar, metrologia, tolerancje, pasowania, analiza wymiarowa

Publikacja Wydawnictwa WNT, dodruk Wydawnictwo Naukowe PWN

W książce przedstawiono obecny stan wiedzy w dziedzinie przyrządów i technik pomiarowych stosowanych w metrologii długości i kąta. Dużo uwagi poświęcono powszechnie stosowanej współ...

Więcej

ISBN/ISSN:

978-83-01-19815-2

DOI:

Wydawnictwo:

Wydawnictwo Naukowe PWN

Rok wydania:

2018

Liczba stron:

522

XML:ISBN/ISSN:

ONIX MARC21

Przedmowa14
1.1. Metrologia i jej podział18
1. Wiadomości ogólne18
1.2. Metrologia wielkości geometrycznych, jej przedmiot i zadania21
1.3. Jednostka miary długości22
1.4. Jednostka miary kąta płaskiego28
1.5. Matematyka w metrologii wielkości geometrycznych29
1.5.1. Elementy rachunku prawdopodobieństwa i statystyki matematycznej29
1.5.2. Elementy analizy regresji i teorii aproksymacji42
1.5.3. Elementy geometrii analitycznej48
1.6. Podstawy cyfrowej techniki pomiarowej51
Literatura51
2.1. Jakościowa i ilościowa definicja błędu pomiaru53
2. Błędy pomiarów53
2.2. Błędy systematyczne55
2.2.1. Likwidacja źródła błędu systematycznego56
2.2.2. Kompensacja błędów systematycznych67
2.2.3. Korekcja błędu systematycznego polegająca na doświadczalnym wyznaczeniu poprawki przez zmianę przyczyny błędu67
2.2.4. Korekcja błędu systematycznego polegająca na obliczeniu poprawki na podstawie wartości wielkości wpływających67
2.2.5. Błędy systematyczne w pomiarach metodą pośrednią68
2.2.6. Błędy obserwacji68
2.3. Błędy przypadkowe73
2.3.1. Błędy przypadkowe w pomiarach pośrednich równej dokładności74
2.4. Wyznaczanie niepewności pomiaru75
2.4.1. Wyznaczanie niepewności pomiaru wg zaleceń ISO79
2.4.2. Złożona niepewność standardowa82
2.4.3. Niepewność rozszerzona82
2.5. Błędy nadmierne94
2.6. Opracowanie wyniku pomiaru94
Literatura94
3.1. Klasyfikacja przyrządów pomiarowych i wzorców miar96
3. Klasyfikacja i właściwości metrologiczne przyrządów pomiarowych i wzorców miar96
3.2. Najważniejsze właściwości i charakterystyki przyrządów pomiarowych98
Literatura102
4.1. Klasyfikacja wzorców miar długości103
4. Wzorce długości i kąta103
4.2. Wzorce kreskowe i końcowo-kreskowe104
4.2.1. Noniusz104
4.2.2. Mikroskop odczytowy ze spiralą Archimedesa106
4.2.3. Układ odczytowy z urządzeniem projekcyjnym i czujnikiem fotooptycznym107
4.2.4. Mikroskop odczytowy pryzmatyczny108
4.3. Inkrementalne układy pomiarowe długości109
4.3.1. Układy pomiarowe optoelektroniczne110
4.3.2. Układy pomiarowe magnetyczne, induktosynowe i pojemnościowe119
4.3.3. Interpolatory120
4.4. Układy bezwzględne123
4.4.1. Kodowe układy pomiarowe123
4.4.2. Układy bezwzględne z siatkami inkrementalnymi124
4.4.3. Układy bezwzględne ze ścieżką z siatką inkrementalną i ścieżką z kodem losowym (random code) firmy Heidenhain125
4.5. Wzorce końcowe125
4.5.1. Płytki wzorcowe125
4.5.2. Wałeczki pomiarowe129
4.5.3. Kulki pomiarowe130
4.5.4. Szczelinomierze130
4.5.5. Wzorce nastawcze131
4.6. Wzorce falowe131
4.7. Wzorce kreskowe kąta132
4.8. Inkrementalne układy pomiarowe kąta133
4.10. Wzorce końcowe kąta135
4.10.1. Pryzma wielościenna135
4.10.2. Płytki kątowe135
4.9. Kodowe układy pomiarowe kąta135
4.10.3. Kątowniki137
Literatura137
5.1. Przyrządy suwmiarkowe139
5. Przyrządy suwmiarkowe, mikrometryczne i czujniki139
5.2. Przyrządy mikrometryczne141
5.3. Czujniki145
5.3.1. Czujniki mechaniczne146
5.3.2. Czujniki optyczno-mechaniczne152
5.3.3. Czujniki elektryczne153
5.3.4. Czujniki pneumatyczne156
5.3.5. Czujniki inkrementalne159
5.4. Mechanizacja i automatyzacja pomiarów160
Literatura161
6.1. Wiadomości wstępne162
6.2. Długościomierze i wysokościomierze162
6.2.1. Długościomierze pionowe Abbego (Zeiss)162
6. Maszyny pomiarowe162
6.2.2. Długościomierze poziome uniwersalne164
6.2.3. Wysokościomierze165
6.3. Optoelektroniczne przyrządy pomiarowe168
6.4. Mikroskopy pomiarowe i projektory172
6.4.1. Mikroskopy warsztatowe małe176
6.4.2. Mikroskopy warsztatowe duże177
6.4.3. Mikroskopy uniwersalne178
6.4.4. Projektory181
Literatura183
7.1. Wiadomości wstępne184
7.2. Interferometry laserowe184
7. Interferometry184
7.2.1. Interferometr laserowy HP 5528A (Hewlett-Packard)187
7.2.2. Modułowy układ pomiarowy HP 5527A (Hewlett-Packard)191
7.2.3. Interferometr laserowy HP 5529A do kalibracji dynamicznej192
7.2.4. Interferometr laserowy ZLM 500 (Zeiss)193
7.2.5. Interferometr laserowy ILM 1131 (Heidenhain)194
Literatura195
8.1. Wiadomości wstępne197
8. Nadzorowanie przyrządów pomiarowych i obrabiarek197
8.2. Sprawdzanie prostych przyrządów pomiarowych198
8.2.1. Sprawdzanie przyrządów suwmiarkowych199
8.2.2. Sprawdzanie przyrządów mikrometrycznych199
8.2.3. Sprawdzanie czujników200
8.2.4. Sprawdzanie płytek wzorcowych201
8.3. Sprawdzanie współrzędnościowych maszyn pomiarowych202
8.3.1. Sprawdzanie maszyn pomiarowych według EN ISO 10360-2203
8.3.2. Sprawdzanie maszyn pomiarowych ze stołem obrotowym według PN-EN ISO 10360-3208
8.3.3. Sprawdzanie maszyn pomiarowych według PN-EN ISO 10360-4208
8.3.4. Sprawdzanie maszyn pomiarowych według PN-EN ISO 10360-5210
8.3.5. Sprawdzanie maszyn pomiarowych przy użyciu wzorca płytowego z kulami lub otworami212
8.4. Sprawdzanie innych przyrządów pomiarowych213
8.5. Oprogramowanie wspomagające nadzorowanie przyrządów pomiarowych214
8.6. Nadzorowanie obrabiarek214
Literatura215
9.1. Postępowanie pomiarowe219
9.2. Metody pomiarowe219
9. Dobór przyrządów pomiarowych i reguły orzekania zgodności i niezgodności z tolerancją (ze specyfikacją)219
9.3. Zasada pomiaru221
9.4. Dobór przyrządów pomiarowych221
9.5. Niepewność pomiaru a tolerancja wymiaru222
9.5.1. Kontrola wyrobów za pomocą pomiarów223
Literatura225
10.1. Wiadomości wstępne227
10.2. Modele opisu postaci geometrycznej wyrobu227
10. Pomiary wałków, otworów, wymiarów mieszanych i pośrednich227
10.3. Układ tolerancji wałków i otworów228
10.4. Zasady tolerowania233
10.5. Wymiarowanie i tolerowanie wektorowe235
10.6. Pomiary przyrządami suwmiarkowymi236
10.7. Pomiary przyrządami mikrometrycznymi236
10.8. Pomiary czujnikami237
10.9. Pomiary długościomierzami uniwersalnymi i pionowymi241
10.10. Pomiary mikroskopami pomiarowymi242
10.11. Sprawdziany246
Literatura247
11.1. Układ tolerancji kątów249
11. Pomiary kątów i stożków249
11.2. Układ tolerancji i pasowań stożków250
11.2.1. Wymiarowanie i tolerowanie stożków250
11.2.2. Tolerancje i pasowania stożków252
11.3. Pomiary kątów256
11.3.1. Pomiary kątomierzami256
11.3.2. Głowice i stoły podziałowe257
11.3.3. Liniały sinusowe257
11.3.4. Pomiary mikroskopami259
11.3.5. Luneta autokolimacyjna260
11.3.6. Goniometr260
11.3.7. Poziomnice261
11.4. Pomiary stożków263
11.4.1. Pomiary stożka zewnętrznego mikroskopem pomiarowym263
11.4.2. Pomiary stożka zewnętrznego przy użyciu wałeczków pomiarowych263
11.4.3. Pomiary stożka wewnętrznego przy użyciu kul pomiarowych265
11.4.4. Przyrządy do pomiaru stożków268
11.4.5. Sprawdziany do stożków269
Literatura270
12.1. Wiadomości wstępne271
12. Współrzędnościowe maszyny pomiarowe271
12.2. Współrzędnościowa technika pomiarowa272
12.2.1. Istota współrzędnościowej techniki pomiarowej272
12.2.2. Parametryzacja elementów geometrycznych273
12.2.3. Algorytmy wyznaczania elementów skojarzonych276
12.2.4. Elementy teoretyczne i relacje między elementami geometrycznymi279
12.3. Budowa współrzędnościowych maszyn pomiarowych282
12.3.1. Układy pomiarowe282
12.3.2. Układy sterowania282
12.4. Struktura mechaniczna283
12.4.1. Klasyfikacja283
12.4.2. Elementy i zespoły285
12.5. Zespół głowicy pomiarowej286
12.5.1. Głowice pomiarowe286
12.5.2. Układy trzpieni pomiarowych289
12.6. Wyposażenie maszyn pomiarowych290
12.7. Komputer i oprogramowanie pomiarowe292
12.7.1. Kwalifikacja układów trzpieni pomiarowych293
12.7.2. Układ współrzędnych przedmiotu293
12.7.3. Analiza wyników pomiaru294
12.7.4. Programowanie przebiegu pomiarowego CNC294
12.8. Strategia pomiaru297
12.9. Dokładność maszyn pomiarowych300
12.9.1. Źródła błędów300
12.9.2. Model dokładności geometrycznej302
12.9.3. Wpływ temperatury i gradientów temperatur302
12.9.4. Matematyczna korekcja dokładności (CAA) — model statyczny302
12.9.5. Matematyczna korekcja dokładności — model dynamiczny305
12.9.6. Błędy wynikające z oprogramowania306
12.9.7. Wyznaczanie niepewności pomiaru — metoda porównawcza308
12.9.8. Wyznaczanie niepewności pomiaru — model wirtualny308
12.10. Przykłady maszyn pomiarowych310
Literatura317
13.1. Tolerancje geometryczne322
13.1.1. Klasyfikacja i pojęcia podstawowe322
13. Pomiary odchyłek geometrycznych322
13.1.2. Tolerancje kształtu325
13.1.3. Bazy327
13.1.4. Tolerancje kierunku327
13.1.5. Tolerancje położenia329
13.1.6. Tolerancje bicia332
13.1.7. Tolerancje zależne. Zasada maksimum materiału334
13.1.8. Tolerancje geometryczne ogólne334
13.2. Ogólne zasady pomiarów odchyłek geometrycznych336
13.3. Pomiary odchyłki prostoliniowości339
13.3.1. Wzorce prostoliniowości339
13.3.2. Klasyfikacja sposobów pomiarów odchyłki prostoliniowości340
13.3.3. Pomiary odchyłki prostoliniowości w płaszczyźnie z wykorzystaniem wzorca w postaci wiązki światła340
13.3.4. Wyznaczanie odchyłki prostoliniowości na podstawie wyników pomiarów nachylenia zarysu341
13.3.5. Pomiary odchyłki prostoliniowości osi w przestrzeni341
13.3.6. Pomiary odchyłki prostoliniowości oraz odchyłek kształtu wyznaczonego zarysu i kształtu wyznaczonej powierzchni342
13.4. Pomiary odchyłki płaskości342
13.5. Pomiary odchyłki kształtu kuli344
13.6. Pomiary odchyłki okrągłości345
13.6.1. Metody bezodniesieniowe346
13.6.2. Metody odniesieniowe349
13.7. Pomiary odchyłki walcowości352
13.8. Pomiary odchyłek geometrycznych współrzędnościowymi maszynami pomiarowymi353
13.9. Sprawdziany kierunku, położenia i prostoliniowości osi357
Literatura358
14.1. Wiadomości wstępne361
14. Pomiary chropowatości i falistości powierzchni361
14.2. Pojęcia podstawowe362
14.3. Parametry profilu, chropowatości i falistości powierzchni363
14.3.1. Parametry pionowe364
14.3.2. Parametry poziome366
14.3.3. Parametry mieszane366
14.3.4. Charakterystyczne krzywe i związane z nimi parametry366
14.3.5. Znormalizowane warunki pomiarów profilu367
14.3.6. Parametry metody motywów368
14.3.7. Parametry powierzchni o warstwowych właściwościach funkcjonalnych371
14.3.8. Parametry nie zdefiniowane w normach PN, EN i ISO374
14.4. Oznaczanie chropowatości i falistości powierzchni na rysunkach375
14.5. Klasyfikacja pomiarów chropowatości i falistości powierzchni377
14.6. Pomiary stykowe przy użyciu profilometrów378
14.6.1. Zasada pomiaru378
14.6.2. Głowice pomiarowe380
14.6.3. Filtry i zespoły opracowujące informację pomiarową384
14.6.4. Rejestratory385
14.6.5. Klasyfikacja profilometrów385
14.6.6. Przegląd profilometrów386
14.6.7. Źródła błędów w pomiarach stykowych386
14.6.8. Wzorcowanie profilometrów388
14.6.9. Zasady oceny chropowatości powierzchni mierzonej metodą stykową391
14.6.10. Pomiary profilometryczne wiązką zogniskowaną393
14.7. Pomiary profilometryczne wiązką zogniskowaną394
14.8. Pomiary optyczne metodą przekroju świetlnego396
14.9. Pomiary interferencyjne397
14.10. Pomiary przez porównanie z wzorcami chropowatości powierzchni obrabianych398
14.11. Inne metody pomiaru chropowatości powierzchni399
Literatura400
15.1. Układ tolerancji i pasowań gwintów metrycznych walcowych404
15.1.1. Wiadomości wstępne404
15.1.2. Opis i parametry postaci geometrycznej gwintu metrycznego walcowego404
15. Pomiary gwintów404
15.1.3. Układ tolerancji i pasowań gwintów metrycznych walcowych ogólnego przeznaczenia z pasowaniem luźnym406
15.2. Pomiary gwintów walcowych zewnętrznych o zarysie symetrycznym407
15.2.1. Pomiar średnicy zewnętrznej407
15.2.2. Pomiar średnicy wewnętrznej407
15.2.3. Pomiar podziałki408
15.2.4. Pomiary kąta gwintu i kątów boków410
15.2.5. Pomiar średnicy podziałowej za pomocą mikroskopu pomiarowego413
15.2.6. Pomiar średnicy podziałowej sposobem trójwałeczkowym416
15.3. Pomiary gwintów walcowych wewnętrznych423
15.3.1. Pomiar średnicy podziałowej gwintu wewnętrznego za pomocą wkładek z rowkami pryzmatycznymi i długościomierza uniwersalnego firmy Zeiss423
15.3.2. Pomiar średnicy podziałowej przy użyciu sztywnego trzpienia z końcówkami pomiarowymi firmy Mahr lub Zeiss428
15.4. Pomiary gwintów walcowych symetrycznych ogólnego przeznaczenia430
15.4.1. Pomiary gwintów zewnętrznych i wewnętrznych430
15.4.2. Interpretacja tolerancji średnicy podziałowej gwintów ogólnego przeznaczenia430
15.5. Pomiary gwintów stożkowych o zarysie symetrycznym względem prostopadłej do osi gwintu431
15.5.1. Konstrukcja zarysu ostrego gwintu stożkowego o dwusiecznych kątów gwintu prostopadłych do osi gwintu431
15.5.2. Średnica podziałowa432
15.5.3. Pomiar kąta gwintu433
15.5.4. Pomiar podziałki433
15.5.5. Pomiar średnicy podziałowej mikroskopem pomiarowym434
15.5.6. Pomiar kąta stożka435
15.6. Pomiary gwintów stożkowych o zarysie symetrycznym względem prostopadłej do tworzącej stożka435
15.6.1. Konstrukcja zarysu ostrego gwintu stożkowego o dwusiecznych kątów gwintu prostopadłych do tworzących stożka435
15.6.2. Średnica podziałowa436
15.6.3. Pomiar kąta gwintu436
15.6.4. Pomiar podziałki436
15.6.5. Pomiar średnicy podziałowej sposobem trójwałeczkowym437
15.7. Pomiary gwintów współrzędnościowymi maszynami pomiarowymi438
15.7.1. Pomiary metodą stykową438
15.7.2. Pomiary metodą optyczną441
Literatura443
6.1. Parametry opisujące postać konstrukcyjną koła zębatego446
16. Pomiary kół zębatych446
16.2. Definicje i pomiary wybranych odchyłek kół zębatych448
16.2.1. Odchyłki kinematyczne448
16.2.2. Pomiary odchyłek podziałki450
16.2.3. Odchyłka bicia promieniowego uzębienia452
16.2.4. Pomiar odchyłek promieniowych złoŜonych454
16.2.5. Odchyłka podziałki przyporu455
16.2.6. Odchyłki zarysu456
16.2.7. Odchyłki linii zęba458
16.2.10. Pomiar grubości zęba — pomiar długości pomiarowej459
16.2.8. Pomiar grubości zęba — pomiar po łuku459
16.2.9. Pomiar grubości zęba — pomiar cięciwy459
16.2.11. Pomiar grubości zęba — pomiar przez wałeczki lub kulki460
16.3. Układ tolerancji przekładni i kół zębatych461
Literatura463
17.1. Wiadomości wstępne466
17. Metody statystyczne w zapewnieniu jakości466
17.2. Karty kontrolne469
17.3. Karty kontrolne Shewarta474
17.3.1. Karty kontrolne przy liczbowej ocenie właściwości475
17.3.2. Karty wartości średniej X i rozstępu-R lub odchylenia standardowego476
17.3.3. Karty kontrolne pojedynczych obserwacji476
17.3.4. Karty kontrolne mediany Me477
17.4. Zmienność własna i całkowita procesu477
17.5. Środki techniczne statystycznego sterowania procesem478
Literatura479
Skorowidz482
Dodatek. Kolorowe ilustracje przyrządów pomiarowych490

wzorcowejorazokreśleniupozostałegoułamka

połówkidługościfali(l=

=n·

/2+

/2).Liczbęcałkowitąnobliczasiędlaznanejzmałąniepewnością

długościllubwyznaczazobserwacjiwykonanychprzyużyciupromieniowań

oróżnychdługościachfal.Ułamek

możnabezdodatkowychurządzeńocenić

do1/30odległościprążkówinterferencyjnych,coprzy

/2≈0,3µmdaje

niepewnośćok.±0,01µm(±10

-8).Wszczególnychprzypadkach,przyużyciu

optoelektronicznychukładówszacującychwspomaganychkomputerowo,ocena

położeniawzajemnegoprążkówinterferencyjnychmożebyćwykonanaznie-

pewnościąwzględnądo±10

-5[PTB1997].

Metrwwynikuzmiandefinicjinigdyniezmieniłswojejwartościdługości,

byłtylkocorazlepiejdefiniowany(tabl.1.3).Ostatniadefinicja(1983r.)nie

musibyćwprzyszłościzmieniana.Obecniepracujesięnadulepszeniemcezo-

wegozegaraatomowegoorazzwiększeniemdokładnościpomiarówczęstotli-

wościpromieniowaniaelektromagnetycznego.Wobecprzyjęciaprędkościświat-

ławpróżnijakowartościdokładnej,będziemożliwewyznaczeniedługościfali

zwiększądokładnością.

Tablica1.3.Niepewnościodtworzeniawzorcametra

1.definicja

1791r.

1/10000000

częśććwiartki

południka

przechodzącego

przezParyż

(wzorzec

naturalny)

2.definicja

3.definicja

4.definicja

5.definicja

1799r.

1889r.

1960r.

1983r.

metrarchiwalny

międzynarodowy

metrjakowie-

metrjakodługość

(wzorzec

prototypmetra

lokrotność

drogiprzebytej

końcowy)

(wzorzec

długościfali

świetlnejkryptonu

86(wzorzec

opartynazjawisku

fizycznym)

przezświatło

wokreślonym

ułamkusekundy

(wzorzecoparty

nazjawisku

fizycznym)

kreskowy)

±(0,15;0,2)mm

±(10;20)µm

±0,1µm

(±1·10

-7)

±1,3nm

(±1,3·10

3)4)

-9)

±0,025nm

(±2,5·10

-11)

3)5)

Metr,jakocześććwiartkipołudnika,byłtakźlezdefiniowany,żeniepewnośćodtworzenia

szacujesięjedyniezpewnymprzybliżeniem[Martin].

Przybliżonaocenaniepewnościodtworzenia[Martin].

Niepewnośćstandardowa;wnawiasieniepewnośćstandardowawzględna.

Spotykanawliteraturzeniepewnośćrozszerzonawzględna±4·10

-9jestniepewnościąroz-

szerzonąudoskonalonejrealizacjimetra,zewspółczynnikiemk=3;wdokumenciez1960r.

występujeniepewnośćrozszerzonawzględna(k=3)±1·10

-8[Quinn1999].

LaserHe-Nestabilizowanyjodem(J2)odługościfalipromieniowania

≈633nm.

1.4.Jednostkamiarykątapłaskiego

JednostkąmiarySIkątapłaskiegojestradian.Radianjesttokątpłaskizawarty

międzydwomapromieniamikoła,wycinającyzjegookręgułukodługościrów-

nejpromieniowitegokoła.Wpomiarachkątówpłaskichobokradianamożna

stosowaćstopień,minutęisekundękątową.Jednostkitenależądozbioru

jednosteklegalnychspozaukładuSI.

Brak wyników

Metrologia wielkości geometrycznych

Treść książki

Znajdź bibliotekę blisko siebie, i uzyskaj dostęp do ebooka w systemie IBUK Libra