Bài giảng kỹ thuật đo chương 1 hệ tiêu chuẩn và chuẩn đo lường; khái niệm dụng cụ đo

ME3072 – KỸ THUẬT ĐO Tài liệu ? Giáo trình Ninh Đức Tốn; Dung sai lắp ghép, NXB Giáo dục, lần 7, 2011 Nguyễn Tiến Thọ, Nguyễn Thị Xuân Bẩy, Nguyễn Thị Cẩm Tú, Kỹ thuật Đo lường kiểm tra chế tạo Cơ khí, NXB KHKT, lần 5, năm 2011 Tài liệu hướng dẫn thi nghiệm Kỹ thuật đo, NXB Bách khoa, 2007 Tham khảo David G Alciatore, Introduction to Mechatronics and Measurement System, Mc Graw Hill Education., 5th ed., 2018 Thomas G Bechkwith, Roy D Marangoni, John H Lienhard V, Mechanical Measurements, Pearson Prentice Hall Inc., 6th ed, 2007 R.S Figliola, Donald E Beasley, Theory and Design for Mechanical Measurements, John Wiley & son Inc., 4th ed., 2006 ME3072 – KỸ THUẬT ĐO Chương Hệ tiêu chuẩn chuẩn đo lường; Khái niệm dụng cụ đo Vấn đề bảo đảm chất lượng Đảm bảo chất lượng sản phẩm sản xuất đảm bảo hiệu kinh tế cho sản xuất Ba chức đo lường đảm bảo chất lượng: • Đo lường để nghiên cứu nhận biết giới tự nhiên • Kiểm tra chất lượng sản phẩm, giám sát sản xuất đảm bảo chất lượng sản phẩm • Nghiên cứu độ xác gia cơng nhằm cải tiến kỹ thuật hợp lý hố qui trình cơng nghệ để nâng cao chất lượng sản phẩm dẫn tới hạ giá thành sản phẩm 1.1 Các khái niệm đo lường-kiểm tra 1.1.1 Đo lường Đo lường đại lượng vật lý việc thiết lập quan hệ đại lượng với đại lượng tính chất vật lý dùng làm đơn vị đo hay đại lượng tiêu chuẩn qui ước → so sánh đại lượng cần đo với đơn vị đo để tìm tỉ lệ chúng theo cơng thức: đó: Q- đại lượng cần đo; u- đơn vị đo → Kết đo là: Q = q.u 1.1 Các khái niệm đo lường-kiểm tra 1.1.1 Đo lường Tuỳ theo cách chọn đại lượng làm đơn vị đo khác mà kết so sánh (tỷ lệ) đại lượng đo đơn vị đo khác Tức biểu diễn kết so sánh trị số khác chọn đơn vị đo khác Q=q.u Q = q' u' → K gọi số qui đổi (hay chuyển đổi) đơn vị 1.1 Các khái niệm đo lường-kiểm tra 1.1.2 Đơn vị đo hệ thống đơn vị Đơn vị đo cữ, tiêu chuẩn qui định thống dùng so sánh để tìm độ lớn đại lượng cần đo • Thống • Có độ bền lâu cao: ổn định bất biến theo thời giankhơng mịn, tránh ảnh hưởng điều kiện môi trường; nhiệt độ, độ ẩm, điện từ • Độc lập với điều kiện môi trường Phân loại đơn vị đo Đơn vị đo độc lập (cơ bản) Đơn vị đo dẫn suất k - số biến đổi đơn vị A, B, C - đại lượng có quan hệ với Q α, β, γ- bậc thứ nguyên A, B, C 1.1 Các khái niệm đo lường-kiểm tra 1.1.2 Đơn vị đo hệ thống đơn vị (tiếp) Hệ thống đơn vị đo Các đơn vị đo độc lập dẫn suất hợp thành hệ thống đơn vị qui định bảng đơn vị đo hợp pháp Nhà nước dựa qui định hệ thống đo lường quốc tế SI (viết tắt SI từ tiếng Pháp Système International d'Unités) Hệ đơn vị dẫn suất : Hệ đơn vị : -Thời gian : giây (s) -Khối lượng : kilogram (kg) -Độ dài : met (m) -Nhiệt độ : Kenvin [ºK] -Cường độ dòng điện : Ampe (A) -Đơn vị đo số lượng vật chất Mol (mol) -Cường độ sáng : Candela (cd) … Một số đơn vị dẫn suât hợp pháp : -Diện tích m2 -Thể tích, dung tích: m3 -Góc phẳng: rad -Góc khối : sr -Tần số : Hz -Vận tốc : m/s -Gia tốc : m/s2 -Vận tốc góc : rad/s -Gia tốc góc : rad/s2 -Khối lượng riêng : kg/m3 -Lực : N -Áp suất : Pa, 1Pa=1N/m2 1.1 Các khái niệm đo lường-kiểm tra 1.1.3 Phương pháp đo Dụng cụ đo Phương pháp đo Phương pháp đo cách thức thủ thuật để xác định thơng số cần đo Đó tập hợp sở khoa học thực phép đo, nói rõ ngun tắc để xác định thơng số đo Các nguyên tắc dựa sở mối quan hệ toán học hay mối quan hệ vật lý có liên quan tới đại lượng đo Các phương tiện giúp thực đo lường gọi dụng cụ đo lường Dụng cụ đo khí dụng cụ dùng để đo đạc, kiểm tra thông số chế tạo nhằm đảm bảo độ tin cậy, an toàn sử dụng chi tiết máy móc khí Các thống số cần kiểm tra như: - Kích thước, khe hở, độ sâu, độ cao, tính đồng vật liệu chế tạo chi tiết khí, khả dẫn điện, khả chịu lực nén, kéo, xoắn, đo chân không, đo áp suất, đo nhiệt độ 1.1 Các khái niệm đo lường-kiểm tra 1.1.3 Phương pháp đo Dụng cụ đo (tiếp) Ví dụ dụng cụ đo khí 1.1 Các khái niệm đo lường-kiểm tra 1.1.3 Phương pháp đo Dụng cụ đo (tiếp) Ví dụ dụng cụ đo khí 1.1 Các khái niệm đo lường-kiểm tra 1.1.3 Phương pháp đo Dụng cụ đo (tiếp) Ví dụ dụng cụ đo khí 1.1 Các khái niệm đo lường-kiểm tra 1.1.3 Phương pháp đo Dụng cụ đo (tiếp) Phân loại phương pháp đo Quan hệ đầu đo chi tiết đo Phương pháp đo tiếp xúc Phương pháp đo không tiếp xúc Quan hệ giá trị thị dụng cụ đo giá trị đại lượng đo Phương pháp đo tuyệt đối Phương pháp đo so sánh Quan hệ đại lượng cần đo đại lượng đo Phương pháp đo trực tiếp Phương pháp đo gián tiếp 1.1 Các khái niệm đo lường-kiểm tra 1.1.4 Các tiêu đo lường thiết bị đo Các đặc trưng (hay gọi tiêu) đo lường máy đo dụng cụ đo tạm chia theo nhóm Nhóm 1: gồm tiêu thường dùng đến lập bảng yêu cầu thiết bị đo để thực phép đo cần thiết Nhóm 2: gồm tiêu đo lường cần ý đến đo lường thí nghiệm nghiên cứu khoa học 1.1 Các khái niệm đo lường-kiểm tra 1.1.4 Các tiêu đo lường thiết bị đo (tiếp) Nhóm Nhóm Giới hạn đo theo bảng A Giá trị chia c Giới hạn đo máy L Khoảng chia a Độ xác đọc số Lực đo Độ nhậy giới hạn Độ nhậy máy đo Sai số thị dụng cụ đo Độ ổn định độ biến động thị 1.2 Các nguyên tắc đo lường 1.2.1 Nguyên tắc Abbe Nguyên tắc: Đường tâm kích thước đo đường tâm kích thước mẫu (tức thước đo) phải nằm đường thẳng Trong đo có hai cách gá đặt kích thước đo kích thước mẫu • Đặt nối tiếp (như đo pan me) • Đặt song song (như đo thước cặp) L Đường trượt L’ L f1 = L - L' = S tgϕ f2 = L –L’ = L (1- cosϕ) f2 1.2 Các nguyên tắc đo lường 1.2.2 Nguyên tắc xích truyền động ngắn Với tỷ số truyền yêu cầu, giảm đến mức số khâu tham gia vào xích truyền để giảm sai số máy 1.2.3 Nguyên tắc chuẩn thống (trùng chuẩn) • Chuẩn thiết kế (do người thiết kế dùng) • Chuẩn gia cơng (cho người chế tạo dùng) • Chuẩn lắp ráp • Chuẩn kiểm tra (cho người kiểm tra dùg kiểm tra) 1.2.4 Ngun tắc kinh tế • Độ xác máy (máy dụng cụ đo) đủ dùng • Hiệu suất cao thao tác nhanh, dễ điều chỉnh, đo hàng loạt, tự động • Trình độ nhân viên đo lường kiểm tra thấp (có quan hệ tới tiền lương người kiểm tra) • Thiết bị phục vụ việc kiểm tra đo lường đơn giản, dễ chỉnh, rẻ tiền, vạn năng, dễ mua, dễ chế tạo, có điều kiện tự trang tự chế • Dựa vào thiết bị sẵn có phịng thí nghiệm để đỡ tốn phí mua sắm thêm