III Phương phỏp đo cỏc thụng số bỏnh răng
2.3.1.Saisố chỉ thị
2. Qua nhiều điểm đo
2.3.1.Saisố chỉ thị
Sai số riờng của bộ đọc số, gồm 2 thành phần: Sai số bản thõn chuyển đổi đo và sai số do đọc số. Sai số do bản thõn bộ chuyển đổi do sử dụng hàm truyền gần đỳng, do sai số chế tạo, lắp rỏp, điều chỉnh khi chế tạo cũng như khi đo. Sai số đọc là sai số do cỏc yếu tố chủ quan và khỏch quan dẫn tới việc đọc sai chỉ số của dụng cụ và mỏy đo. Độ chớnh xỏc đọc số phụ thuộc vào chiều dày vạch chia cũng như vị trớ của vật chỉ thị trờn bảng chia.
Hỡnh đồ thị trờn là kết quả nghiờn cứu thực nghiệm sai số đọc phụ thuộc chiều dày vạch chia và khoảng cỏch giữa cỏc vạch.
Vỡ thế thường dựng vạch khắc cú chiều dày δ = 0,1a Khi δ = 0,2a sai số đọc tăng 2,5 lần
Khi δ = 0,3a sai số đọc tăng 5 lần
1
∆đ
10
∆đ
δ(%a) 2.5 a(mm)
Khoảng cỏch giữa cỏc vạch là a càng bộ, sai số đọc càng lớn, a càng lớn kết cấu bảng chinh lớn một cỏch vụ ớch vỡ sau a = 2,5 mm sai số đọc khụng giảm. Vỡ thế chỉ nờn dựng a = 1 ữ 2,5mm và thường thỡ a = 1 mm
Chiều cao vạch chia: h = (1,5 ữ 2)a
Kim chỉ thị đặt cỏch mặt bẳng chia khoảng y. A là vị trớ đặt mắt đỳng, tia nhỡn vuụng gúc với mặt bàn chia. B là vị trớ đặt mắt sai.
∆d = z.
Ry y
Khi z tăng càng lớn đọc càng sai. Để giảm sai số đọc người ta tỡm cỏch giảm y đến mức tối thiểu. Trong cỏc mỏy đo quang học người ta thường dựng phương phỏp tạo ảnh vật chỉ thị và bảng chia lờn một mặt phẳng để cú y → 0
2.3.2. Sai số do mẫu điều chỉnh
Khi đo so sỏnh ta coi kớch thước mẫu điều chỉnh là khụng cú sai số. Trong thực tế mẫu vẫn cú sai số do chế tạo và cú thể đo được nhờ cỏc phương tiện đo cú cấp chớnh xỏc cao hơn. Sai số được gọi là sai số kiểm định, cú độ lớn tuỳ thuộc cấp chớnh xỏc của mẫu.
2.3.3. Sai số do biến dạng nhiệt
Thụng thường do ảnh hưởng của nhiệt độ trong quỏ trỡnh gia cụng kớch thước chi tiết đo thường lớn hơn khi chi tiết trở lại trạng thỏi bỡnh thường. Sai số này càng lớn khi kớch thước chi tiết càng lớn.
Sai số do nhiệt theo chiều dài chi tiết được tỡnh theo cụng thức:
∆L1=L[αct(tct-t0) - αM(tM-t0)] Trong đú: L : Chiều dài chi tiết
tct, tM : Nhiệt độ chi tiết và nhiệ độ mỏy đo
αct, αM : Hệ số dón nở nhiệt của chi tiết và của mỏy đo.
t0 : Nhiệt độ tiờu chuẩn trong phũng đo, thường t0 = 200C Khi đo trong phũng cú nhiệt độ tiờu chuẩn thỡ: tM = t0 = 200c
∆L1= Lαct(tct - 200)
Thụng thường với cỏc phộp đo cần độ chớnh xỏc cao như khi kiểm định dụng cụ, mẫu đo, người ta phải để chi tiết đo trong phũng đo một thời gian nhất định để tct →200c để giảm tới mức tối thiểu ảnh hưởng của nhiệt độ tới kết quả đo.
Trong điều kiện sản xuất, chi tiết và dụng cụ đo cựng điều kiện nhiệt độ: tct = tM = t ≠ t0
Nhỡn vào cụng thức ta cú thể thấy, trong điều kiện này nếu ta chế tạo dụng cụ đo cựng loại vật liệu với chi tiết đo thỡ sai số do ảnh hưởng của nhiệt độ hầu như khụng đỏng kể.
Đối với cỏc phộp đo yờu cầu độ chớnh xỏc cao, đặc biệt cỏc phộp đo liờn quan đến kớch thước tuyệt đối với cỏc phộp đo kớch thước lớn, sai số do nhiệt độ chớnh là sai số khú khắc phục nhất.
Sai số do nhiệt độ khụng đơn thuần chỉ xảy ra với chi tiết đo mà ngay cả đối với dụng cụ đo và mỏy đo, nhất là với cỏc mỏy đo cú xớch kớch thước lớn. Sai số này được thể hiện qua sự “trụi” điểm điều chỉnh. Chẳng hạn với một hệ thống gồm bàn đo, trụ đứng φ50. Cú chiều cao phần làm việc L = 100mm, với chờnh lệch nhiệt độ 30C. Dao động từ 200C~ 230C, cú thể tớnh được sai số trụi điểm điều chỉnh do nhiệt độ là 1,5àm.
Ngoài ra, khi khảo sỏt sai số do nhiệt độ người ta cũn tớnh đến cả thõn nhiệt người đo, đặc biệt là với cỏc dụng cụ cầm tay. Để khắc phục sai số này, cỏc dụng cụ cầm tay, đặc biệt với cỏc dụng cụ cần độ chớnh xỏc cao và cỏc dụng cụ đo kớch thước lớn người ta thường cú lút cỏch nhiệt ở nơi tay tiếp xỳc. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
2.3.4. Sai số do lực đo
Khi đo theo phương phỏp tiếp xỳc, lực đo gõy biến dạng bề mặt chi tiết sinh ra sai số đo. Độ biến dạng phụ thuộc vào vật liệu, hỡnh thức tiếp xỳc giữa mặt đầu đo và mặt chi tiết, cũng như chất lượng bề mặt chi tiết phẳng hoặc trụ cú thể dựng cụng thức sức bền vật liệu để tớnh lượng biến dạng.
Với đầu đo bi cầu dựng cho chi tiết phẳng, sai số do lực đo:
∆LP = 0,33 3 1 2 2 ) ( r v v P + (àm) Trong đú: P - Lực đo, tớnh bằng N r - Bỏn kớnh đầu đo, tớnh bằng àm v1, v2 - Hệ số đàn hồi của vật liệu
v1= ; E ) 1 ( 4 1 1 à − v2= ; E ) 1 ( 4 2 2 à −
Với à1, à2 : Hệ số Poatsong của vật liệu đầu đo và chi tiết đo. E1, E2 : Mụ dun đàn hồi tương ứng.
Với hầu hết kim loại và với độ chớnh xỏc đủ dựng cú thể lấy à=1/3 khi đú: v1 = 1 9 24 E , v2 = 2 9 24 E
Do đú ta cú: ∆Lp= 0,773 2 2 1 2 ) E 1 E 1 ( r P +
Nếu chi tiết đo và vật liệu đầu đo là cựng loại thỡ: E1 = E2
∆Lp= 1,223 2 2
rE P
Với cỏc chi tiết và đầu đo cú dạng gần cầu hoặc gần phẳng, cần đưa vào một hệ số điều chỉnh chừng 20 ~23%, do đú ta cú: ∆Lp= 0,933 2 2 1 2 ) E 1 E 1 ( r P + Hay ∆Lp= 1,463 2 2 rE P
Ngoài việc xỏc định sai số đo do lực theo cụng thức trờn, người ta cũn đặt thờm vấn đề nữa là làm sao sau khi đo khụng để lại vết trờn bề mặt chi tiết, yờu cầu này rất khắt khe với cỏc mặt siờu chớnh xỏc, cỏc mặt đó đỏnh búng, phủ mạ.... Điều này cú ý nghĩa là biến dạng dưới tỏc dụng của lực đo phải trong giới hạn đàn hồi.
Cú thể tớnh được ứng suất tiếp xỳc ở tiếp điểm giữa đầu đo cầu và chi tiết phẳng là:
σmax = 1.5 2 a . P Π 1,463 2 2 1 2 ) E 1 E 1 ( r P +
Với a là bỏn kớnh diện tớch tiếp xỳc. Cụng thức này cũn cú thể dựng để xỏc định lực đo lớn nhất Pmax để đo loại vật liệu đó biết (đặc biệt là kim loại mầu) cú σmax sao cho biến dạng trong giới hạn đàn hồi. Thường lấy σmax=0,25σc là ứng suất giới hạn của vật liệu.
2.3.5. Sai số do bản thõn chi tiết đo gõy ra
Bản thõn chi tiết đo cú nhiều sai số do chế tạo, như sai số hỡnh dỏng và sai số vị trớ tương đối. Khi ta đo hoặc kiểm tra một thụng số này, khú trỏnh khỏi ảnh hưởng của sai số cỏc thụng số khỏc,
Thường là lẫn cỏc sai số này trong kết quả đo. Vớ dụ:
1/. Khi đo kớch thước trục trờn chuẩn phẳng, kết quả sẽ lẫn độ cong trục. 2/. Đo độ ụ van trờn chuẩn phẳng sẽ lẫn độ cong trục.
3/. Độ cụng trục trờn chuẩn phẳng sẽ lẫn độ trũn của chi tiết, nếu độ trờn chuẩn tam sẽ lẫn nửa độ trũn của chi tiết.
4/. Đo độ đảo hướng kớnh sẽ lẫn độ cong trục và độ trũn của chi tiết. 5/. Khi đo độ song song giữa hai mặt phẳng sẽ lẫn sai số độ phẳng.
Để giảm cỏc sai số do “lẫn” cỏc sai số của thụng số khỏc, người ta cần chọn sơ đồ đo và qui trỡnh đo hợp lý sao cho ảnh hưởng của sai số lẫn vào kết quả đo là khụng đỏng kể.
Chẳng hạn ở vớ dụ 1 và 2 độ cong trục lớn dần theo chiều dài chuẩn. Do đú để giảm sai số cần chọn chuẩn đo ngắn. Thường chọn hai khối V ngắn để định vị, một là chuẩn đo, đối diện với chuyển đổi đo, một là chuẩn tỳ. Khi sai số đo độ cong trục gần như khụng đỏng kể trong kết quả đo.
Trong vớ dụ 3, người ta cần sắp xếp qui trỡnh đo cho hợp lý: Cần kiểm tra độ trũn trước khi khiểm tra độ cong trục. Trong trường hợp giới hạn sai số tỏc dụng cựng pha với độ cong ta sẽ được trị số độ cong + độ trũn. Vỡ thế trị số độ trũn phải khụng đỏng kể đối với trị số độ cong.
Tương tự ở vớ dụ 4 ta phải thực hiện qui trỡnh kiểm tra độ trũn - độ cong - rồi độ đảo. Cỏc sai số do độ trũn, độ cong phải khụng đỏng kể so với trị số độ đảo.
Sai số tổng hợp của cỏc thành phần trong khi đo được gọi là sai sối đo cú thể tớnh theo sai sai số giới hạn hoặc theo tổng hợp ngẫu nhiờn:
∆do=∑ = ∆ k 1 i 1 L Hay ∆d= ∑ = ∆ k 1 i 1 2 L
Với k là số thành phần sai số đo tồn tại trong mỗi phộp đo cụ thể.
Sai số do “trụi” điểm điều chỉnh và sai số do truyền chuẩn được tớnh như là sai số do chuẩn mẫu. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Phương phỏp biểu diễn sai số đo: Cú hai cỏch là sai số tuyệt đối và sai số tương đối. Sai số tuyệt đối của kết quả đo là sai lệch giữa kết quả đo và giỏ trị thực của đại lượng: ∆x= x-Q
Sai số tương đối là tỷ số phần trăm của sai số tuyệt đối chiếm trong độ lớn của giỏ trị đo:
σx= .100%
Q Q x−
Phương phỏp biểu diễn thứ nhất cú ý nghĩa trực quan nhưng phương phỏp biễu diễn thứ hai chớnh xỏc hơn.
Ngoài ra trong sai số đo người ta thường tỏch ra làm hai phần: Thành phần sai số hệ thống và thành phần sai số ngẫu nhiờn. Thành phần sai số ngẫu nhiờn thường do độ ổn định của cả hệ thống đo và mụi trường đo quyết định.