Ріс 1. Кіріспе. Метрология негіздері. Терминдер мен анықтамалар.

Қазіргі кездегі машина жасау саласы жоғары өнімділікпен және бөлшек, жиналмалы бірліктер, механизмдермен машиналарды жасау дәлдігімен сиппатталады. Бұйымды жасаудың барлық циклында маңызды роль өлшеу орталарын оңтайлы таңдау әдістеріне және бұйым көрсеткіштерін бақылау дәлдігіне, олардың физика-механикалық және сапалық көрсеткіштеріне, жасаудың технологиялық үрдістерінің параметрлеріне және сынауға бөлінеді. Бұйымды жасау кезінде бақылау операциялырының еңбек сиымдылығы жекелеген жағдайда жалпы көлемнің 35 %-на жетеді.

Бақылап-өлшеу аспаптары мен құралдары тек өндіріс саласында емес, сондай-ақ пайдалануда техникалық жүйелерді болжарлауда, олардың экологиялық қауіпсіздігін қамтамасыз етуде кең қолданыстар тапты.

Өлшеу және бақылау әдістерімен құралдарының, олардың әсер принциптерінің, байыптаудың, тексерумен күтудің алуан түрлілігі, оларды жүйелеуді аса сипатты бақылап-өлшеу аспаптарымен құралдарын қарастыруды жеке өте кең тараған конструкцияларымен өлшеу әдістерінің негізгі артықшылықтары мен кемшіліктеріне сараптама жүргізуді қажет етеді.

Метрология -өлшеу, олардың әдісі және құралдары, олардың бірлігін қамтамасыз ету және қажетті дәлдікке қол жеткізу тәсілдері туралы ғылым. Ол өте ертеде адамға, масса, ұзындық, уақыт т.с.с. өлшеу қажет болғанда пайда болады. Бұл ретте өлшеу бірлігі ретінде «қоластындағы» бірліктер пайдаланылды.

Метрологияның ролі – соңғы 10-жылдықта аса зор өсті.

Метрологиялық қызмет – мемлекеттік және салалық органдармен, олардың әрекеттерінің желісі, ол еліміздегі өлшеу бірлігімен, өлшеу жүйелерінің біртектілігін қамтамасыз етуге бағытталған. Метрология адам әрекетінің іс-жүзіндегі барлық салаларына таралуына байланысты, метрологиялық терминология әр «кәсіптік» салалардың терминологияларымен жанасып жатады. Бұл ретте сәйкессіздік құбылысын еске алатын құбылыс пайда болады. Ғылым немесе техниканың саласына тән кейбір терминдер басқа салаға сәйкес келмейді. Себебі, әдеттегі терминологияда басқа салада ол сөзбен тіпті басқа түсінік белгіленеді. Мысалы: киімге қатысты өлшем «үлкен», «орташа», «кіші» деп белгіленуі мүмкін.

Бұл сұрақтарды тәртіпке келтіру мақсатында метрологиялық терминдарға арналған мемлекееттік стандарт әзірленіп бекітілген МЕСТ-16263 «Государственная система обеспечения единства измерения. Метрология. Термины и определения» (өлшеу біртектілігін қамтамасыз ететін мемелекеттік жүйе. Метрология. Терминдер мен анықтамалар.)

Терминднрге қысқашалық талаптары қойылатындықтан оларға белгілі-бір қабылдаулар тән. Бұл туралы ұмытуға болмайды: олардың анықтамаларына сәйкес бекітілген терминдерді қолдану қажет, ал бұл анықтамада берілген түсініктерді басқа терминдермен алмастыруға болмайды.

Мемелекеттік МЕСТ-пен заңдастырылған негізгі терминдермен анықтамаларды қарастырамыз.

Физикалық мән (ФМ)- салалық тұрғыдан көптеген физикалық нысандарға ортақ (физикалық жүйеге, олардың күйлеріне және оларда өтетін үрдістерге), бірақ сандық тұрғыдан әр нысанға дара қасиет (мысалы: ұзындық, масса, уақыт, тоқ күші т.с.с.)

ФМ өлшемі – «физикалық мән» түсінігіне сәйкес келетін берілген нысан қасиеттерінің сандық құрамы. (мысалы: ұзындық, масса, тоқ күш өлшемі т.с.с.).

Фм мәні – физикалық мәнді оның өлшем бірлігі ретінде қабылданған небір санмен бағалау, бұл ретте өлшем бірліксіз физикалық мәнге кіретін сан сандық мән деп аталады. (мысалы: 1м, 5г, 10А т.с.с.).

ФМ шынайы мәні – салалық және сандық тұрғыдан нысанның сәйкес қасиетін мінсіз көрсететін ФМ мәні. Мысалы, дистирлирленген судың тығыздығы 4⁰С қызуда белгілі мәнге ие.

ФМ нақты мәні – тәжірибелік жолмен табылған және шынайы мәнге өту таяу ФМ-ң мәні, оны берілген мақсат үшін шынайы мәннің орнына пайдалануға болдаы. Мысалы, дистирлирленген судың нақтылық тығыздығы 4⁰С қызуда 1г/см³-ты құрайды.

ФМ жүйесі- өзара тәуелділікпен байланыстағы ФМ жиынтығы.

Негізгі ФМ- жүйеге кіретін және ол жүйенің басқа мәндеріне тәуелсіз түрде қабылданған физикалық мән. Мысалы, LMT- жүйесінде негізгі мәндер ұзындық, масса, уақыт.

ФМ туындысы –жүйеге кіретін және сол жүйенің негізгі мәндері арқылы белгілі физикалық байланыстар бойынша анықталатын физикалық мән.

ФМ өлшемдері- мәннің жүйенің негізгі мәндерімен байланысын көрсететін қатнас, онда пропорциялық коэффициенті бірге тең. Мәннің өлшемділігі сәйкес дәрежедегі негізгі мәндердің көбейтіндісі түрінде болып келеді.

ФМ өлшем бірлігі- анықтау бойынша бірге тей сандық мән тағайындалған физикалық мән. Бірдей ФМ-ң өлшем бірліктері өздерінің өлшемі бойынша әртүрлі болуы мүмкін. Мысалы, метр, фут және дюйм ұзындықтың өлшем бірлігі бола тұра әртүрлі сандық мәндерге ие 1фут=0,3048м, 1 дюйм=0,0254м.

ФМ-ң негізгі өлшем бірлігі- негізгі ФМ-ң өлшем бірлігі, өлшем бірлік жүйесін тұрғызған кезде еркін таңдалған. Мысалы, халықаралық өлшем бірліктер жүйесі бірлігі (СИ) негізгі өлшем бірлігі: метр, кг, сек, ампер, келивин, моль, канделла.

ФМ туынды өлшем бірлігі- туынды ФМ-ң өлшем бірлігі, бұл өлшем бірлігті анықтайтын теңдеу бойынша, осы өлшем бірлік жүйесінің негізгі өлшем бірліктерімен алынады.

ФМ өлшем бірліктерінің жүйесі-кейбір мәндер жүйесіне қатысты және қабылданған принциптерге сәйкес құралған негзгі және туынды өлшем бірліктердің жиынтығы. Мысалы, СГС жүйесі, МКСА жүйесі және халықаралық СИ жүйесі.

Өлшеу- арнайы техникалық құралдардың көмегімен ФМ мәнін тәжірибелік жолмен табу. өлшеу тікелей, жанаспа, жиынтықты және біріктіре болуы мүмкін. Тікелей өлшеу ФМ-ң ізденістегі мәні тікелей тәжірибелік берілгендерден табылатын өлшеу.

Өлшеуді қадағалау- өлшеу үрдісі кезінде орындалатын тәжірибелік операция, нәтижесінде бірге өңделуге жататын өлшеу нәтижесін алатын мән өлшемдері тобының 1 мәні.

Өлшеу әдісі - өлшеу принциптері мен құралдарын пайдалану әрекеттерінің жиынтығы.

Өлшеу құралдары- (СИ)- өлшеу кезінде пайдаланылатын және қасиеттерге (сипаттамаларға) ие техникалық құрал.

Өлшем шегі (мера) – берілген өлшем бірлікті ФМ-ді тудыруға арналған өлшеу жүйесі. (Мысалы: гир, қызу лампасы).

Өлшеу аспабы- бақылаушы тікелей қабылдай алатын түрде өлшеу ақпаратының белгісін тудыруға арналған өлшеу жүйесі (мысалы, сызғыш, штангенциркуль).

Өлшейтін түрлендіргіш- беруге одан әрі түрлендіруге, өңдеуге және сақтауға ыңғайлы, бірақ бақылаушы тікелей қабылдай алмайтын, өлшеу ақпарат белгісін тудыруға арналған өлшеу жүйесі.

Өлшеу жүйесі- өзара байланыс арналарымен жалғасқан, өлшеу ақпараттарын, автоматтарды өңдеуге, беруге және автоматты басқару жүйелерінде пайдалануға ыңғайлы етіп тудыруға арналған өлшеу жүйесімен көмекші құрылғылар жиынтығы (мысалы, жер серіктерін бақылауға арналған жүйелер).

Өлшеу қателіктері- өлшеу нәтижесінің өлшенетін мәнінің шынайы мәнінен ауытқуы.

Өлшеудің абсолютті қателігі- абсолютті өлшеу қателігінің шынайы мәнге қатнасы.

Өлшеудің кездейсоқ қателігі- бір өзгеріссіз мәнді (детерлинированный) қайталап өлшеген кезде, міні және белгісі бойынша кездейсоқ өзгеретін, өлшеу қателігінің құрамы.

Өлшеудің жүйелі қателігі- бір өзгекріссіз мәнді қайталап өлшеген кезде, тұрақты болып қалатын немесе заңдылықпен өзгеретін өлшеу қателігінің құрамы.

Өлшеудің дөрекі қателігі- қателіктің берілген шартындағы күтілетін мәннен едәуір ауытқитын өлшеу қателігі.

Өлшеу нәтижесінің орташа квадраттық ауытқуы δ- өлшеу нәтижелерін бөлу функциясының параметрі, өлшеу нәтижелерінің квадратты түбіріне тең олардың шашырауын сипаттайды. Мұны келесідей түсіндіруге болады: егер винтовканы кез келген бір нүктеге бағыттап, оны қатты бекітіп, бірнеше рет атса, онда барлық оқ ол нүктеге тимейді, олар оқталған көздеген нүктенің айналасында жақынырақ орналасады, олардың аталған нүктеден шашырау дәрежесі орташа квадраттық ауытқумен сипатталады.

Өлшеу дәлдігі- өлшеу сапасы; олардың олардың нәтижелерінің шынайы мәніне жақындығын көрсетеді. Сан жағынан олар өлшеу қателігіне кері, мысалы, егер өлшеу қателігі 0,0001 тең болса, онда дәлдігі 10 000 ға тең.

Өлшем бірлік эталоны- бұл өлшеу жүйесі немесе (өлшеу жүйелер кешені), ол өлшем бірлігігн тудыруды және сақтауды, оның өлшемін тексеру схемасы бойынша төмен орналасқан өлшеу құралдарына беруді қамтамасыз ететін, ерекше арнаша бойынша орындалған және эталон ретінде белгіленген тәртіпте ресми бекітілген.

Біріншілік эталоны- өлшем бірлігін елдегі ең жоғары дәлдікпен қамтамасыз ететін эталон (осы өлшем бірлігінің басқа эталондарымен салыстырғанда).

Екіншілікті эталоны- мәні біріншілікті эталон бойынша тағайындалатын эталон.

Арнайы эталон- өлшем бірлігін ерекше жағдайларда тудыруды қамтамасыз ететін және сол жағдайлар үшін біріншілікті алмастыратын эталон.

Мемелекеттік эталон- еліміз үшін бастапқы саласында ресми бекітілген біріншілікті немесе арнайы эталон.

Эталон куәгер- бұл екіншілікті эталон. Мемлекеттік эталонның сақталуын тексеруге арналған және оны бүлдірген немесе жоғалтқан жағдайда алмастыруға арналған.

Эталон көшірме- екіншілікті эталон, өлшем бірлігін жұмыстық эталондарға беруге арналған.

Стандартты үлгі- заттар мен материалдардың қасиетін немесе құрамын сипаттайтын мән өлшем бірліктерін тудыруға арналған өлшем.

Өлшеудің біртектілігі- өлшеу күйі. Бұл жағдайда олардың нәтижелері заңдастырылған өлшем бірліктермен және берілген ықтималдық қателікпен көрсетеді.

Бақылау сұрақтары:

1. Метрология немен айналысады?

2. Өлшеу және өлшеу құралдары деген не?

3. Кездейсоқ және жүйелі өлшеу қателіктері деп нені түсінесіз?

4. Өлшеу нәтижелерінің шашырауы немен сипатталады?

5. ФМ өлшеу бірліктерінің эталоны деген не?

6. Қандай өлшеу түрлері болады?

Дәріс 2. Өлшеу теориясының негіздері.

Өлшеу ақпараты деп- өлшенген ФМ мәндері туралы ақпараттарды айтады.өлшеу кезінде қолданылатын әдістер мен техникалық құралдар мінсіз емес, ал тәжірибешінің қабылдау органдары аспаптар көрсетуін мінсіз қабылдай алмайды. Сондықтанда өлшеу үрдісі аяқталғаннан кейін біздің өлшенетін нысан туралы білімімізде небір белгісіздіктер қалады, демек ФМ-ң шынайы мәнін алу мүмкін емес. өлшенетін нысан туралы біздің біліміміздің қалдықты белгісіздігі белгісіздіктің әртүрлі мәндерімен сипатталуы мүмкін.

Өлшеу нәтижесінің қателігі немесе құр өлшеу қателігі деп, өлшеу нәтижесінің өлшенетін функциялық мәннің шынайы мәнінен ауытқуын түсінеді.

Ол келесідей жазылады:

Мұндағы Х_изм-өлшеу нәтижесі; Х-ФМ-нің шынайы мәні.

Бірақ ФМ-ң шынайы мәні белгісіз болып қалатындықтан, өлшеу қателігі де белгісіз. Сондықтанда тәжірибеде қателіктің жуық мәндерімен немесе олардың бағасымен жұмыс істейді. Қателікті бағалауға арналған формуладағы ФМ-ң шынайы мәнінің орнына оның нақты мәнін қояды. ФМ-ң нақты мәні деп, оның тәжірибелік жолмен алынған мәнін түсінеді және ол шынайы мәнге соншалықты жуық болғандықтан, оны берілген мақсат үшін шынайы мәннің орынына пайдалануға болады.

Сонымен, қателікті бағалауға арналған формула келесі түрде болады:

,

Мұндағы Q_g-ФМ-нің нақты мәні.

Абсолютті және салыстырмалы қателік деп бөледі.

Абсолюттік қателік- өлшенетін мәннің өлшем бірлігімен көрсетілген қателік. Мысалы, массаны өлшеу қателігі 5 кг-ға-0,0001кг.

Ол -мен белгіленеді.

Салыстырмалы қателік- бұл өлшем бірліксіз мән, абсолютті қателіктің өлшенетін ФМ-ң нақтылы мәніне қатынасымен анықталады, ол пайызбен көрсетілуі мүмкін. Мысалы, өлшенетін массаның салыстырмалы қателігі. 5кг-0,0001/5=0,00002 немесе 0,002%. Кейде абсолютті қателіктің ФМ-ң максимальды мәніне қатнасы алынады, оны берілген өлшеу құралымен өлшеуге болады (аспап шкаласының жоғарғы шектері). Бұл жағдайда салыстырмалы қателік -мен белгіленеді және келесідей анықталады:

Х_Д=Х_изм болғандықтан, әдетте -деп қабылданады.

Кезедейсоқ және жүйелі қателіктерден басқа өлшеудің «дөрекі қателігі» деп аталатын өлшем қателігі болады. Кейде әдебиетте бұл қателікті мүлт кету (промах) деп атайды. өлшеу нәтижесінің дөрекі қателігі- ол күтулі мәннен едәуір артық қателік.

Бір рет өлшеу- бір рет орындалатын өлшеу.

Көпқайтара өлшеу- бірнеше бір рет өлшеулерден тұратын бір-бірінің артынан өткізілген өлшеулер нәтижесінде алынған ФМ-ң мәні.

Тікелей өлшеу- тікелей әдіспен жүргізілетін ФМ-ді өлшеу, бұл ретте ФМ-ді ізденісті мәнін тікелей тәжірибелік мәндерден алады. Тікелей өлшеу өлшенетін ФМ-ді сол мәннің өлшемімен тәжірибелік салыстыру жолымен атқарылады.

Жанама өлшеу- жанама әдіспен жүргізілетін өлшеу, бұл ретте ФМ-ң ізденістегі мәнінен басқа ФМ-ді тікелей өлшеу нәтижесінде табады, ол ізденістегі мәнмен белгілі байланыспен функционалдық байланыста болады.

Өлшеу нәтижелерін өңдеу. Физикалық мәннің шынайы мөлшерін оны өлшеу нәтижелері бойынша анықтау принципте мүмкін емес. өлшеу нәтижелері негізінде ол шынайы мөлшердің бағасын және ізденістегі мөлшер ішінде жататын диапазонды алуға болады (оның орташа мөлшерін).

Егер қабылданған сенімді ықтималдық 0,95-ке тең болса, онда өлшенетін физикалық мәннің 95 %-ға ықтимал нақты мәні барлық өлшеу нәтижелерінің ішіндегі белгілі аралықта жатады. Мысалы, сырық ұзындығын көпқайтара өлшеу нәтижесінде оның ұзындығы 21,00см-ге тең деген бағалау алынады, ал сенімді ықтималдық Р=0,95 болғанда сенімді аралық 0,02см шекпен болады.

Бұл 0,95 ықтималдықтаол сырық ұзындығының шынайы мөлшері (21,00 0,02) см диапозоны ішінде жатады дегенді білдіреді.

Осылайша кез келген өлшеу нәтижелерін өңдеудің ақырғы міндеті өлшенетін физикалық мәннің шынайы мөлшерінің бағасын және мөлшерлер диапазонын қабылданған сенімділік ықтималдығымен алу болып табылады. Теңдәлдікті (теңшашыраған) өлшеу нәтижелері үшін бұл баға Х көп қайтара өлшеу нәтижелерінің бөліну заңына тәуелсіз орташа арифметикалығы болып табылады:

Мұндағы X_i—өлшеулер нәтижелері; n-өлшеулер саны.

өлшеулер нәтижелерін өңдеудің бірінші кезеңінде дөрекі қателіктердің бар-жоқтығын бағалайды. Ол үшін өлшеулер нәтижелерінің орташа квадраттық ауытқуларын анықтайды.

Содан кейін өлшеу нәтижелері ішінде орташадан 3 жоғары немесе төмен мөлшерлерді анықтайды. Егер ондай нәтижелер табылса, оларды одан әрі қарастырудан алып тастайды және орташа квадратты ауытқуын анықтайды.

Бақылаудың «түзетілген нәтижесі»- бұл құрамынан жүйелі қателік алынып тасталған бақылау. Бақылау-бұл бірінші жағынан, өлшеудегі операциялар жиынтығы, оның мақсаты мезгілімен және дұрыс көрсеткіштерді тіркеу. Екінші жағынан бақылау- бұл өлшеу үрдісі кезінде орындалатын тәжірибелік операция, оның нәтижесінде өлшем мәндері тобынан бір мәнді алады, ол өлшеу нәтижесін алу үшін өңдеуге жатады. Мысалы, егер үш немесе бес бақылау бойынша бір өлшеу алынса, ал өлшеу- нәтижесі бақылау нәтижелерін өңдеу жолымен табылады.

Нәтижелерді өңдеген кезде шамалас есептеулер ережелерін пайдалану керек, ал дөңгелектеу келесі ережелермен орындалады:

1. Өлшеу нәтижесін дөңгелектегенде, ол қателіктегі сандағыдай реттегі санмен аяқталуға тиісті. Егер өлшеу нәтижелері жолмен аяқталса, онда нөлдер қателіктегі разрядқа дейін қысқартылады.

Мысалы: қателік м. Есептеуден кейін алынған өлшеу нәтижелері: ;

м;

м.

2. Егер бірінші нөлмен алмастырылатын немесе алынып тасталынатын сан (солдан оңға қарай) 5-тен кем болса, онда қалатын сан өзгермейді.

Мысал: ; .

3. Егер бірінші нөлмен алмастырылатын немесе алынып тасталынатын сан 5-ке тең болса, ал одан кейін ешқандай сан немесе нөлдер болмаса, онда дөңгелектеу жуық жұп санға дейін атқарылады, демек соңғы қалдырылған жұп санды немесе нөлді өзгеріссіз қалдырады, тақ санды бірге өсіреді.

Мысал: ; ; .

4. Егер бірінші нөлмен алмастырылатын немесе алынып тасталынатын сан 5-тен үлкен немесе тең болса, бірақ одан кейін нөлден басқа сан тұрса, онда соңғы қалдырылған санды бірге өсіреді.

Мысалы: ; .

өлшеу нәтижелерін өңдеу стандарттарға сәйкес атқарылады. Мысалы, тікелей басқа бақылаулар үшін өңдеу МЕСТ. 8.207-80 ГСИ «Прямые измерения с многократными наблюдениями» бойынша жүргізіледі.

Негізгі әдебиеттер:

Қосымша әдебиеттер:

Бақылау сұрақтары:

1. Өлшеу қателігі дегеніміз не?

2. Өлшеу қателіктерінің қандай топтарын білесіз?

3. Өлшеу қателігі құрамдары қандай?

4. Өлшеудің қандай әдістері өндірісте қолданылады?

5. Өлшеу нәтижелерін өңдеу қандай мақсатта орындалады?

6. Орташа арифметикалық мән қалай анықталады?

7. Өлшеу нәтижелерінің ОКА (орташа квадратты ауытқуы) қалай анықталады?

8. Өлшеу нәтижелерінің түзетілген қатары деген не?

9. Қателік қанша қайтара санмен болуы керек?

10. Есептеу нәтижелерін дөңгелектеу тәртіптері қандай?

Дәріс 3. Өлшеу және бақылау құралдары.

Өлшеу және бақылау құралдарын, бақыланатын физикалық мәндердің тегі бойынша жіктеу –суретте келтірілген, ал бақыланатын физикалық мәндердің түрі бойынша 2-суретте келтірілген.

1-сурет. Өлшеу және бақылау құралдарын физикалық мәндердің түрлері бойынша жіктеу

2-сурет. Өлшеу және бақылау құралдарын өлшенетін геометриялық мәндер түрі бойынша жіктеу.

Әмбебап өлшегіш құралдар мен аспаптар жекелеген және ұсақсериялы өндіріс жағдайында, сондай-ақ сандық мәндер мен ауытқуларды, дұрыс геометриялық бейнеден және беттердің өзара орналасуынан ауытқуын анықтауда кең қолданыс тапты.

Машина жасау өнеркәсіптерінің технологиялық үрдістерін автоматтандыру жағдайында, өнімділікті көтеруге, өңдеу дәлдігі мен сапасына деген талаптардың өсуі бақылаудың автоматты құралдарын кең қолдануды талап етеді. Олар тексерілетін көрсеткіштер саны, өлшенетін импульсті түрлендіру тәсілі, технологиялық үрдісте орнату орыны, технологиялық үрдіске әсері бойынша жіктеледі.

Өлшегіш жүйелер, өлшеудің жеке құралдарын жасау және зерделеу үшін жиі өлшеумен бақылаудың жалпы құрылымдық схемаларын қолданады. Бұл схемаларда өлшеу құралдарының жекелеген элементтері символдық блоктар түрінде көрсетіледі, олар өзара физикалық мәндерді сипаттайтын белгілермен жалғасады. МЕСТ 16263-70 өлшеу құралдарының келесі ортақ құрылымдық элементтерін анықтайды: сезімтал, түрлендіргіш элементтер, өлшегіш тұйық, өлшегіш механизм, есептеуші құрылғы, шкала, көрсеткіш, тіркегіш құрылғы.

Кез келген өлшеу құралының бірінші міндеті болып физикалық мәнді қабылдау саналады. Бұл функцияны сезімтал элемент орындайды. өлшеу құралдарының сезімтал элементі түрлендіргіш элементтің бірінші өлшеу тұйығындағы бір бөлігі, ол тікелей өлшенетін мән әсері астында болады. Тек осы элемент өлшеу құралдарының өлшенетін мәннің өзгеруіне жауап беру мүмкіндігін анықтайды. Сезімтал элементтің конструктивтік түрлері сан алуан. Бұл элементтің негізгі міндеті- өлшеу ақпараттарының белгісін, оны одан әрі өңдеуге ыңғайлы түрде тудыру болып табылады. Ол белгі механикалық (ығысу, бұрылу), пневматикалық, электрлік болуы мүмкін.

Белгілі физикалық құбылыстарды өлшеген кезде, сезімтал элементтен алған белгіні басқа физикалық мәнге түрлендіру қажеттілігі туады (мысалы, қысымды-электр мәніне, қызуды-қысымға, т.с.с.). Бұл функцияны түрлендіруші элемент атқарады. Ол өлшеу ақпаратының белгісін, беруге, түрлендіруге, өңдеуге және (немесе) сақтауға ыңғайлы түрде тудыруға арналған.

Өлшеу тұйығында бірінші тұрған түрлендіргіш элементі әдетте біріншілік түрлендіргіш деп атайды (мысалы, термопар). Аралық (екіншілік) түрлендіргіштердің көп топтары бар, олар, әдетте, физикалық мәннің тегін өзгертпейді. Аналогты, аналог-санды (АСТ) және саналогты (САТ) түрлендіргіштер кең қолданыс тапты.

Өлшеу ақпаратты белгісін арақашықтыққа беру үшін беретін өлшегіш түрлендіргіштері, ал оны берілген сан ете өзгерту үшін масштабтық өлшегіш түрлендіргіштері қарастырылады.

Өлшегіш механизм- өлшеу құралы конструкциясының бір бөлігі, өзара әсері оларға қатысты ығысулар шақыратын элементтерден тұрады. Мысалы, сағат тектес индикатордың өлшегіш механизмі (1, а-сурет) 1,2,3 тісті дөңгелектерден және 4 тісті рейкадан тұрады. Милливольтметрдің өлшегіш механизмі (1, б-сурет) магнитөткізгіш бөлшекті тұрақты магниттен және оған ток әкелетін сүріппелі жылжымалы рамкадан тұрады.

1-сурет. Өлшегіш механизмдердің конструкциясы: а-сағат тектес индикатор (1,2,3-тісті дөңгелектер; 4-тісті рейка); б-магнитэлектрлі өлшегіш аспап (1-тұрақты магнит; 2-полюстік ұштама; 3-жылжымалы рамка; 4-серіппе; 5-жүрекше; 6-тілшік).

Өлшеу құралдарының есептеуші құрылғысы- өлшеу құралы конструкциясының бір бөлігі өлшенетін мән мөлшерін есептеуге арналған. Оның құрамына жиі шкала мен көрсеткіш кіреді.

Өздігінен жазатын аспаптарда есептеуші құрылғы диаграмма түрінде жазады. Шкала мәндердің тізбекті мөлшерлері қатарына сәйкес келетін белгілер мен символдар жиынтығы іспеттес болады. Шкалалар біржақты (2,а-сурет), екіжақты (2,б-сурет) және нөлсіз (2,в-сурет) болады. Біржақты шкалаларда өлшемнің бір шегі нөлге тең болады. Екі жақтыларда нөлдік мөлшер шкалада орналасады. Нөлсіздерде-шкалада нөлдік мөлшер жоқ.

2-сурет. Шкала түрлері: а-біржақты; б-екіжақты; в-нөлсіз.

Санды есептеуші құрылғылар немесе механикалық, немесе жарықты (сәулелі) болады. Механикалық есептеуші, құрылғыларды өлшенетін мәндер біліктердің сәйкес бұрылу бұрышына түрленетін аспаптарда пайдаланылады. (Мысалы, бензоколонкалардың кейбір түрлерінде, санды таспалы және сандроликті аспаптарда және т.б). Жарықты табло, әдетте, сұйық кристалдарға негізделген индикаторлық құрылғылар жүйесінен тұрады және элетронды санды өлшеу құралдарында пайдаланылады.

Әр жеке өлшеу құралдары сондай-ақ сәйкес құрлымдық схемамен көрсетілуі мүмкін. мысалы, 3, а-сурет қысым түрлендіргіш схемасы келтірілген. 1-мембрана өлшенетін мәнді қабылдайды (ауа қысымын) және 2-тұтқа арқылы 3-реостатқозғалтқышын ығыстырады, бұл ретте оның электр кедергісін өзгертеді, бұл ол құрылғы үшін шыға беріс мән болып табылады. Қабылданған терминологияға сәйкес схеманың элементі (3, б-сурет көрсетілген) біріншілік түрлендіргіш, ал 2 және 3 элементтер-аралық және беруші түрлендіргіштер болып табылады.

өлшеу құралдарында олардың құрамдық элементтерін біріктіру әртүрлі комбинацияларда біріктіру өлшеу жүйелерінің кең гаммасын алуға мүмкіндік береді, олар өлшеу үрдісін автоматтандыруға және өлшеу нәтижелерін өндірістің әртүрлі үрдістерін автоматты басқаруға арналған.

3-сурет. Қысым түрлендіргіш схемалары: а: 1-мембрана; 2-тұтқа; 3-реостат қозғалтқышы; б: 1-біріншілік түрлендіргіш; 2-аралық түрлендіргіш; 3-беруші түрлендіргіш.

Өлшеу және бақылау құралдарының метрологиялық сипаттамалары (қасиеттері)- өлшеу құраладрының техникалық деңгейі мен сапасын бағалауға, өлшеу нәтижелерін анықтауға және өлшеу қателіктерінің құралдық құрамын есептік бағалауға арналған сипаттамалар.

Шкала бөлімінің бағасы- шкаланың екі көрші бөлімдеріне (белгілеріне) сәйкес келетін мәндер мөлшерінің айырмашылығы. Мысалы, егер шкала көрсеткішінің 1-қалыптан 2-қалыпқа ығысуы 0,001 мм-ге өзгеруіне сәйкес келетін болса, онда ол шкаланың бөлім бағасы 0,001 мм-ге тең. Бөлім бағасының мөлшерлерін келесі қатардан таңдайды: 1,2,5,10,20,50,100,200,500 мкм. Бірақ жиі бірден екіге дейінгі қайтарымды және т.б. бұрыш өлшейтін құралдарда бөлім бағасы 1⁰шеңбер шкалалар қолданылады, ал қосымша есептеуші құрылғы ол бөлім үлестерін минутпен және секундпен есептеуге мүмкіндік береді.

Шкаланың бастапқы және ақырғы мөлшерлері- өлшенетін мәннің ең аз және ең көп мөлшерлері.

Көрсету диапазоны- бастапқы және мөлшерлермен шектелген, шкала мөлшерлерінің аймағы.

Өлшеу диапазоны, жиі құралдардың өлшеу шегі деп атайды- бұл осы өлшеу құралымен өлшеуге болатын, өлшенетін мән мөлшерлерінің диапазоны.

Өлшеу құралдарының сезімталдық табалдырығы- қалыпты есептеу тәсілінде байқалатын, оның көрсеткіштерінің ең аз өзгерісін шақыратын өлшенетін мәннің өзгерісі.

Көрсеткіш тербелісі (вариация)- өзгеріссіз сыртқы жағдайларда өлшенетін мәннің бір нақты мөлшеріне сәйкес келетін, өлшеу құралдарының қайталанған көрсеткіштері арасындағы ең үлкен тәжірибемен анықталатын айырмашылық.

Өлшеу қателігі- бұл өлшеу нәтижесінің (Х_изм) өлшенетін мәннің нақтылы мөлшерінен (Q_g) ауытқуы (∆δ). «Өлшеу қателігі», «өлшеу құралының қателігі» терминдерімен қатар «өлшеу дәлдігі» түсінігін пайдаланады, ол оның нәтижелерінің өлшенетін мәннің шынайы мөлшеріне жуықтығын көрсетеді. Құрал қателігі өлшек және бақылау құралдары элементтерінің жеткіліксіз сапасы салдарынан туады. әдістемелік қателіктердің пайда болу себебі өлшеу әдісінің жетілмеушілігінде.

Өлшеу және бақылау құралдарын өндірістік жағдайда пайдалану кезінде қалыпты жғдайларда едәуір ауытқула туындайды, олар қосымша қателіктер шақырады. Бұл қателіктер сәйкес коэффициенттермен нормаланады. Өлшеу құралдарының қателіктерін рұқсат қателік шегін тағайындай нормылайды.

Жалпылама сипаттама үшін (өлшеу құралы дәлдігінің), «өлшеу құралының дәлдік класы» түсінігін ендіреді. Дәлдік кластарын өлшеу құралдарына оларды әзірлеу кезінде тағайындайды. Дәлдігіне байланысты барлық өлшеу құралдарын эталондық үлгілік және жұмыстық деп бөледі. Эталондық және үлгілік өлшеу құралдары бойынша төмен дәлдік класты өлшеу құралдарын тексереді немесе метрологиялық сипаттамаларын калибрлейді.

Бақылау сұрақтары:

1. ӨҚ-на қандай талаптар қойылады?

2. ӨҚ-ң қандай негізгі метрологиялық сипаттамаларын стандартпен тағайындайды?

3. Шкала бөлімі бағасы деген не?

4. ӨҚ-ң қателігі қалай анықталады және ол неге байланысты?

5. ӨҚ-ң рұқсат қателігінің шегі деген не?

6. ӨҚ-ң дәлдік класы деген не және оның қабылданған белгісі неге байланысты?

7. Өлшеу құралдары қандай ортақ құрамдық элементтерден тұрады?

Дәріс 4. Массалық (салмақтық) мәндерді өлшеу және бақылау

Салмақтық мәндерді өлшеу және бақылау бақылаудың жалпы құрылысында айтарлықтай орын алады. Қазіргі кезде салмақ-өлшегіш құрылғылардың түрлері мыңнан асады, олардың негізгі сандары технологиялық үрдістерді механикаландыруға және автоматтандыруға арналған. Олар, массаны бақылаудың автоматты құрылғыларымен, тіркеуші, өлшеуші және басқа да арнайы элементтермен жабдықталған күрделі механизм болып табылады.

Арналуы бойынша салмақ өлшегіш құрылғыларды келесі алты топтарға бөлуге болады:

1) дискретті әсерлі таразылар;

2) үзіліссіз әсерлі таразылар;

3) дискретті әсерлі өлшегіштер;

4) үзіліссіз әсерлі өлшегіштер;

5) үлгілі таразылар, гирлер, жылжымалы тексеру құралдары;

6) арнайы өлшеулерге арналған құрылғылар.

Бірінші топқа келесілер жатады:

- жоғары көрсету дәлдігін талап ететін, өлшеудің ерекше шарттары мен әдістері бар әртүрлі зертханалық таразылар;

- платформалық жылжымалы және 15 т-ға дейінгі таразылар,

- платформалық тұрақты, автомобильдік, вагондық таразылар (соның ішінде жүріп келе жатып өлшейтіндер;

- металлургиялық өндіріске арналған таразылар (оларға доменпештеріне шихто беретін жүйелер, сұйық металлға, құймаларға, таптамаларға және т.с.с. арналған тараулар жатады):

Бірінші топтың таразыларын тілшікті иінді етіп, квадратты көрсеткішті циферблатпен, санкөрсеткіш және басатын көрсеткіш аспаптармен және пульттармен жасайды.

әсер ету принципіне байланысты тарзыларды механикалық, электромеханикалық, оптико-механикалық және радиоизотопты деп бөледі.

Тұтқалы таразылар аса кең тараған. Олар массаларды салыстыру принципіне негізделген және олардың көрсетулері жергілікті еркін құлау үдеулеріне байланысты емес. Массаларды салыстыру тұтқалар (тұтқалық жүйе) және таразы табақтары көмегімен атқарылады.

Екінші топқа келесілер жатады:

- конвейерлік таразылар;

- тасымалданатын материал массасын үзіліссіз есепке алатын, үзіліссіз әсерлі таспалы таразылар;

Үшінші топқа келесілер жатады:

- қосынды есептеуші өлшеуіштер (үлестік таразылар); сусыма материалдарды толтыруға арналған өлшеуіштер; желілер (бетон, асфальт-бетон, шыны шихтысын және т.с.с. өндіруге арналған автоматты салмақтық өлшеуіштер).

Төртінші топқа келесілер жатады:

- материалдарды тасымалдау шыға беруді реттейтін өлшеуіштер;

- тасмалдауыш таспасының жылдамдығын реттейтін өлшеуіштер.

Бесінші топқа тексеру жұмыстарын жүргізуге арналған әртүрлі метрологиялық таразылар, сондай-ақ гирлер мен жылжымалы тексеру құралдары жатады. Бұл топтағы таразылардың конструкцияларына тексеру жұмыстарын орындауға тән, арнайы талаптар қойылады.

Алтыншы топқа массаны емес, бақа көрсеткіштерді анықтауға арналған әртүрлі салмақ өлшейтін құрылғылар жатады (мысалы, бірдейсалмақты бөлшектер немесе бұйымдарды есептейтін немесе топтайтын, қозғалтқыштардың айналдыру моментін анықтайтын, картофельдегі крахмалдың пайыздық құрамын анықтайтын және т.б).

Күш өлшегіш ретінде тензорезисторлық және дірілдіңгекті түрлендіргішті қолданатын өлшеу тәсілдері ерекше орын алады. Ондай түрлендіршігіштерді қолдану көп жағдайларда тұтқалы жүйелердің кемшіліктерінен құтылуға мүмкіндік береді, демек, өлшеу дәлдігін көтереді, таразылардың металсиымдылығын төмендетеді, өлшеу уақытын қысқартады.

Шығаберіс электр белгілерін алу өлшеу үрдісін автоматтандыруды анықтайды, ол үрдісті автоматтандырылған басқару жүйесіне ендіруге мүмкіндік береді. әртүрлі көтергіш және тасымалдаушы құрылғыларға ендірілген тензорезисторлық түрлендіргіштерді қолдану көтеру (тасымалдау) және өлшеу операцияларын біріктіру жолымен өндірістік циклды қысқартуға мүмкіндік береді.

Массы білігін тудыратын, біржақты өлшем болып гир саналады. Массы бірлігінің мемлекеттік біріншілікті эталоны болып Париждегі Халықаралық өлшем бірлік және салмақтар бюросында сақталатын киллограмның халықаралық прототипінің №12-ші көшірмесі саналады.

Массы бірлігінің Мемелекіеттік біріншілікті эталоны массы бірлігінің өлшемін тудыруға, сақтауға және екіншілікті эталондарға беруге арналған.

Массының жұмыстық эталондарын жекелеген гир түрінде және 1 мг-нан 10 кг-ға дейінгі гирлер түрінде жасап шығарады. Гир жасауға арналған материал ретінде платина, алтын, никель, қола немесе кварц қолданылады.

Арналуына байланысты гирлерді жалпы арналмалы, үлгілік, қабылданған, сондай-ақ таразылардың әртүрлерінің тұтқалы механизмдеріне ендірілетін деп бөледі.

Жалпы арналмалы гирлерді массасы 1 мг-нан 20 кг-ға дейін етіп 7328-73 Мемстандартына сәйкес жасайды. Гирлерді 5 класпен шығарады, олар массы мәндерін тудыру дәлдігімен бөлектенеді.

1-ші класты дәлдіктегі гирлер микрохимиялық химиялық және басқада жоғары дәлдікті сараптамалардағы өлшеулерде қолдаылады. Бұл кластағы, гирлердің шектік мәндері 1 мг-нан 1 кг-ға дейін болады.

2-ші класты дәлдіктегі гирлер химиялық және басқада сараптамалардағы жоғары дәлдікпен өлшеулерде қолданылады. Гирлерді 1 мг-нан 20 кг-ға дейінгі шектерде жасап шығарады.

1-сурет. Жалпы арналмалы гирлердің бейнелері

3-ші кластағы дәлдікті гирлерді қолдану аймағы. Көтеріңкі дәлдікті техникалық сараптамалар және құнды металлдарды өлшеу. Гирлер топтамасының номинальды массасы 1 мг-нан 20 кг-ға дейін.

4-ші кластағы дәлдікті гирлерді қолдану аймағы- техникалық сараптамалар мен медикаменттерді өлшеу. Гирлердің номинальды массасы 5 мг-нан 20 кг-ға дейін қарастырылған.

5-ші кластағы дәлдікті гирлерді сауда да және шаруашылықтағы өлшеулер үшін қолданады. Номинальды массылар тобы гирлердің 10 г-нан 10 кг-ға дейін өзгеруін қарастырады.

Жалпылай арналмалы гирлердің материалдары гирдің номинальды массысы мен класына байланысты таңдалады (титан және оның қортындылары аустенитті класты (магнитсіз) даттануға-қайратты болат, алюминий, көміртекті болат, шойын). 1-а, б, в, г суреттерінде көрсетілген, 1-кластағы дәлдікті гирлер титаннан және оның қорытпаларынан жасалынады. 1-д, е, ж, з,- суреттерінде келтірілген 4-кластағы дәлдікті гирлерді алюминиден жасайды, 1-ш, к, л, м- суреттеріндегілерді көміртекті болаттан, 1-н, о- суреттерінде келтірілгендерді-шойыннан жасайды.

Гирлер массасының рұқсат етілетін ауытқулары Мемстандартта қарастырылған. 1-а және е-суреттерінде көрсетілген бейнелерден басқа грамдық және килограмдық гирлер арнайы жолақтерменде жасайды. Гирлерді массысы бойынша жетілдіру не арнайы жолақтар бойынша, немесе гирдің бүкіл беті бойынша хром немесе никель қаптамасымен орындалады.

Мемстандартқа сәйкес гирлер жеке дара, жеке топтамамен немесе топтамалардан құралған жиынтықтармен шығарылуы мүмкін.

Гирлердің қабылданған белгілеулері әріптерден және сандардан тұрады, олар өлшеу бірліктерін білдіреді (кг-килограмм, г-грамм, мг-миллиграмм), ал бірінші сан гирдің класын, екіншісі-гирдің массасын немесе топтамадағы гирлердің қосынды массасын білдіреді, үшіншісі (миллиграмдық гирлер тобында)- ең кіші гирдің массысын.

Мысалы: «КГ-4-5 Мемст. 7328-73 гирі»-4-кластағы дәлдікті массасы 5 кг килограмдық гир;

«Топтама кг-3-20 Мемст 7328-73»- килограмдық гирлер топтамасы, 3-кластағы дәлдікті, массасы 20кг;

«Топтама Кг-3-20 Мемст 7328-73»- килограмдық гирлер топтамасы, 3-кластағы дәлдікті, массасы 1100мг, ең кіші гирдің массасы 1 мг.

Арнайы гирлерге үлгілік гирлер, қабылданатын гирлер, таразыға ендірілген гирлер, т.с.с. жатады.

Үлгілік гирлер мен таразыларды тексеру үшін қызмет етеді. Мемст. үлгілік гирлердің төрт разрядын (1,2,3,4) және олардың қолданылу аймақтарын тағайындайды. Айталық, 3-ш разряд гирлерін массасы 10мг-нан 2000кг-ға дейінгі 4-разрядтың үлгілік гирлерін тексергенде қолданады, 4-разряд гирлерін 5 класты дәлдікті гирлерді тексергенде қабылданба гирлерді, столдық және конвейерлік таразыларды, тең иінді циферблатты және битең иінді автомобильдік, таразыларды, серіппелік диномометрлерді және басқаларды тексергенде пайдаланады.

Үлгілік гирлердің бейнесі, негізгі өлшемдері және материалы Мемст-пен анықталады. Үлгілік гирлердің кейбір бейнелері 2-суретте келтірілген.

2-сурет. Үлгілік гирлердің бейнелері

Қабылданба гирлер- тұтқалық жүйе иіндерінің қатынасы 1:100 жалпылай арнамалы платформалық гирлі таразыларды жинақтауға арналған. Қабылданба гирлер (3-сурет) 1-ден 500 кг-ға дейін массамен шығарылады.

3-сурет. Қабылданба гирлердің бейнелері

Гирлер сұр шойыннан жасалынады. Гирдің ішінде қуалама қуыстар қалдырылады, оның ішіне гирді жөндеген кезде гирдің қалыпты массасынан 0,8 %-дан кем емес материал себіледі. Ондай материал ретінде шойын бытырға немесе қара металлдардың жаңқалары қызмет етеді. Гирдің жоғарғы бетінде оның қабылданған массасы килограммен және қалыпты массаның қабылданған массаға қатынасы сандық мәнмен көрсетіледі. Мысалы: гирдің қабылданған массасы 500кг, қалыпты массасы-5кг, қатынас 1:100. гирлер жиынтығының қабылданған белгілеуіне кіретіндер: «гирлер» сөзі, «ГУ» әріптері, бұл гирдің қабылданба массамен екндігін білдіреді, сондай-ақ жиынтық нөмірі мен техникалық шарт белгісі, ол бойынша жиынтық жасалынады және жеткізіледі.

Негізгі әдебиеттер:

Қосымша әдебиеттер:

Бақылау сұрақтары:

1. Таразы деген не?

2. Таразылар әсер ету принципіне байланысты қалай бөлінеді?

3. Гир деген не?

4. Гирлер арналуына байланысты қалай бөлінеді?

5. Гирдің қабылданған белгісіне нелер кіреді?

Дәріс 5. Тақырыбы геометриялық мәндерді өлшеу және бақылау

Геометриялық мәндерді өлшеу үшін әртүрлі құралдар пайдаланады.

Тұтқылдық жайпақтар ұзындықтар мәндері өлшемдерді үлгіден бұйымға беруге арналған. Бұл ұзындықтың тұтқылдық мәндерінің негізгі арналуы келесідей атқарылады: оларды ұзындық бірлігін сақтау және беру үшін қолдану жолымен, әртүрлі мәндер мен өлшеу құралдарын тексеру және белгілеу арқылы, калибрлерді тексере, бұйымдар мен саймандар өлшемдерін өлшеу арқылы, дәл белгілеу және координатты жону жұмыстары мен, станоктар мен құралдарды байыптау арқылы.

Ұзындықтың тұтқылдық мәндері тікбұрышты параллелепипед бейнесінде, екі жайпақ өзара қатар орналасқан өлшеу беттерімен болып келеді. (1, а-сурет).

1-сурет.Ұзындықтың жайпақ қатар тұтқылдық мәндері

Ұзындықтың жайпақ қатар тұтқылдық мәндерінің өлшемі ретінде оның орташа ұзындығы қабылданады (1, б-сурет), ол бір өлшеу бетінен қарама-қарсы өлшеу бетіне жүргізілген тіксызық (перпендикуляр) ұзындығымен анықталады. Мән қимасындағы а және б жақтарының мәндері қалыпты өлшемге байланысты анықталады. Орталық ұзындықтың қалыпты өлшемі әр мәндерде қойылады.

Тұтқылдық мәндерді келесі дәлдік кластарымен жасайды: 00; 01; 0; 1;2; 3- болаттан; 00; 0; 1;2; 3- қатты құймадан (00 класы-ең дәлі).

Тұтқылдық мәндерді әртүрлі жиынтықтарға олардың саны және қалыпты ұзындық өлшемдері. Ұзындық мәндерінің қалыпты өлшемдері мен өлшемдерінің бөлінуі, сондай-ақ оларды жиынтықтарға жинақтау, мәндердің ең аз сандарынан үшінші ондық белгіге дейінгі кез-келген өлшем блоктарын құруға болатындай етіліп атқарылады.

Жиынтық дәлдігінің класы жиынтыққа кіоетін жеке мәндердің төмен класымен анықталады. әр жиынтыққа паспорт қосылады, онда әрменнің қалыпты ұзындығымен ауытқуы көрсетіледі.

Тұтқылдық мәндерді пайдаланған кезде, табандар блокының өлшемі тек мәндердің мәндердің қалыпты өлшемдерімен ғана анықталмайды, сондай-ақ атестатта келтірілген нақтылы ауытқуларды да ескереді.

Ұзындықтың тұтқылдық мәндеріне кең қолданысты қамтамасыз ететін, негізгі қасиеттерінің бірі сүрткіленгіштігі, демек бір-біріне қойғандағы немесе бір-біріне қатысты жылжытқандағы өзара берік қабысу қабылеттілігі (1, в-сурет). берілген өлшемді блокты барынша аз мәндер санымен құрастыру керек. Алдымен миллиметрдің мыңдық үлесін алуға мүмкіндік беретін тұтқылдық мәндерді, содан кейін жүздік, ондық және соңында бүтін миллиметрлерді таңдау керек. Мысалы, өлшемі 28, 495 мм блок алу үшін жиынтықтан тұтқылдық мәндерді келесі кезекпен алу керек: 1, 005+1,49+6+20=28,495 мм. Блоктағы тұтқылдық мәндердің ең аз саны, бір жағынан, блоктың дәлдігін көтереді (блок өлшемінің қосынды ауытқуы төмендейді), екінші жағынан блоктың сенімділігін көтереді. Блоктағы тұтқылдық мәндердің саны бес данадан аспауға тиісті.

Тұтқылдық мәндердің орташа сақталу мерзімі (болаттан жасалған)- бір жылдан кем емес, ал қатты құймалардан екі жылдан кем емес.

Қабылданған белгілеулер мысалы, дәлдік класы 1 болаттан жасалған тұтқылдық мәндер жинтығы: тұтқылдық мәндер 1-Н2 Мемст. 9038-83.

Тұтқылдық мәндерді олардың жиынтық құрамдарымен бірге пайдаланғанда оларды қолдану аймақтары өсе түседі. Жиынтық құрамына келесілер кіреді: ұстағыш (струбцина) негіз; өлшемі 100 мм-ден асатын блоктарды бекітуге арналған тартқыш; тұтқылдық мәндерді блоктар тартқышымен бекітуге арналған қысқыш сухарь.

Өлшегіш сызғыштар штрихты мәндерге жатады және бұйым өлшемдерін тікелей әдіспен өлшеуге арналған. Сызғыштар конструкциялары біртекті. Олар ені 20...40мм және қалыңдығы 0,5... 1,0 мм металл жолақ металл түрінде болып келеді, кең бетіне бөлімдер түсірілген. Сызғыштарды бір немесе екі шкалалармен жасайды, өлшеудің жоғарғы шектері 150, 300, 500 және 1000 мм және бөлім бағасы 0,5 немесе 1 мм.

Сызғыштар шкаласының нақтылы жалпы ұзындығының рұқсат ауытқулары қалыпты мәністерінен шкаланың жалпы ұзындығына байланыты (0,10... 0,20) мм шегінде жатады.

Сызғыштарды тексеруді үлгілік өлшегіш сызғыштар бойынша атқарады, оларды штрихтық мәндер деп атайды. Мұндай салыстыру қателігі 0,01 ммден аспайды.

Штангенқұрал сыртқы және ішкі беттердің сызықтық өлшемдерін абсолютті өлшеуге арналған, сондай-ақ бөлшектерді белгілеуде өлшемдерін анықтайды.

Оған штангенциркульдер (2-сурет), штангентереңдік өлшегіштер және штангенрейсмастар жатады. Штангенқұралдардың негізгі бөлігі боып, шкала бөлімі 1 мм және сызғыш бойынша жылжитын шкала-нониусты штанга-сызғыш саналады. Шкала-сызғыш бойынша миллиметрлердің толық саны, ал нониус бойынша-миллиметрдің ондық және жүздік саны.

2-сурет. Штангенциркульдер конструкциясы

а- ШЦ-І тектес; б-ШЦ-ІІ тектес, в-ШЦ-ІІІ тектес;

1-штанга-сызғыш; 2-өлшеуіш ернеулер; 3-рамка; 4-рамканы қысқыш бұранда; 5-нониус; 6-тереңдікті өлшегіш сызғышы; 7-рамка.

Нониус көмегімен есептеу үшін алдымен негізгі шкала бойынша нониустың нөлдік бөлімі алдындағы миллиметрлердің бүтін санын анықтайды. Содан кейін нониус бойынша үлестік сандарды қосады, бұл ретте нониус шкаласының негізгі шкалаға жақын тұрған штрихы алынады.

Нониустердің негізгі түрлері (І-ІV) 3-суретте келтірілген.

3-сурет.Нониустардың түрлері

Нониустың негізгі сипаттамалары болып нониус бойынша өлшеу мәні (а) және нониус модулі (γ) саналады, олар келесі формулалар бойынша анықталады:

a=i/n; γ=(l+i)/ (n i),

мұндағы i- негізгі шкала бөлімінің бағасы; n-нониус бөлімдерінің саны, мм; l-нониус шкаласының ұзындығы, мм.

Аса кең тараған нониустардың өлшеу дәлдігі -0,1; 0,05; 0,02мм.

Мемст. 166-80 штангенциркульдерінің үш түрін шығаруды және пайдалануды қарастырады: ШЦ-І, бөлім бағасы 0,1мм; ШЦ-ІІ, бөлім бағасы 0,05 мм және ШЦ-ІІІ, бөлім бағасы 0,05 және 0,1мм. Жылжымайтын ернеулі негізгі сызғыш бойынша жылжымалы өлшегіш ернеулі рамка қозғалады. Рамканың штанга сызғыш бойымен байыппен жылжуы үшін микрометрлік құрылғы қарастырылған, ол хамыттан, қысқыштан және микрометрлік ілгерілету гайкасынан тұрады. Жылжымалы рамкаға тіркегіш бұранда орнатылған.