1.1. Đo lường
Đo lường là việc định lượng độ lớn của đối tượng đo. Đó là việc thiết lập quan hệ giữa đại lượng cần đo với một đại lượng có cùng tính chất vật lý được dùng đơn vị đo.
Thực chất đó là việc so sánh đại lượng cần đo với một đơn vị đo để tìm ra tỷ lệ giữa chúng. Độ lớn của đối tượng cần đo được biểu thị bằng trị số của tỷ lệ nhận được kèm theo đơn vị dùng so sánh.
Ví dụ: Đạilượng cần đo là Q, đơn vị dùng so sánh là u. Khi so sánh ta có tỷ lệ giữa chúng là
u Q
q.
Kết quả sẽ biểu diễn là: Q = q.u
Chọn độ lớn của đơn vị khác nhau khi so sánh sẽ có trị số q khác nhau. Chọn độ lớn của đơn vị sao cho việc biểu diễn kết quả đo gọn, đơn giản, tránh nhầm lẫn trong khi ghi chép và tính toán. Kết quả đo cuối cùng cần được biểu diễn theo đơn vị đohợp pháp.
1.2. Đơn vị đo
Đơn vị đo là yếu tố chuẩn mực dùng để so sánh, vì thế độ chính xác của đơn vị đo sẽ ảnh hưởng đến độ chính xác khi đo. Độ lớn của đơn vị đo được qui định thống nhất để đảm bảo thuận lợi trong quá trình chế tạo, lắp ráp, thay thế và giao dịch mua bán. Các đơn vị đo cơ bản và đơn vị đo dẫn suất hợp thành hệ thống, đơn vị đo được qui định thống nhất trong bảng đơn vị đo hợp pháp của nhà nước dựa trên qui định của hệ thống đo lường thế giới SI. Trong hệ thống đo lường, có nhiều loại đơn vị đo nhưng trong ngành cơ khí có 2 loại đơn vị đo
chính là: đơn vị đo chiều dài và đơn vị đo góc.
* Đơn vị đo chiều dài:
Đơn vị đo chiều dài cơ bản là mét (m), đơn vị dẫn xuất thường dùng là
centimet (cm), minimet (mm), micromet (m): 1m = 100 cm; 1m = 1000 mm ; 1 m = 1000000 m
Đơn vị đo lường hệ Anh thường dùng là “inhso”( “1’’ = 25,40 mm).
* Đơn vị đo góc:
Đơn vị đo góc là: độkí hiệu (º), phút kí hiệu (’), giây kí hiệu (’’)
(1º = 60´ = 60’’)
1.3. Các loại dụng cụ đo và phương pháp đo
Cùng với yêu cầu và sự phát triển không ngừng của sản xuất, đo lường kỹ thuật cũng có những bước phát triển mạnh mẽ, thiết bị dụng cụ đo ngày càng hiện đại nên độ chính xác đo lường ngày càng cao.
Cuối thế kỷ 19 có calip giới hạn, calip tiêu chuẩn.
Năm 1850 có thước cặp.
Năm 1867 có pan me.
Năm 1896 có căn mẫu.
Năm 1907 có minlimet đo tới 0,001 mm.
Năm 1921 –1925 có máy đo dùng khí nén.
Năm 1930 có các máy đo dùng điện.
Ngày nay có các máy đo quang học, máy đo điện tử hiện đại có thể đo được những khoảng cách tới 0,000004 mm.
1.4. Các loại dụng cụ đo
Dụng cụ đo có thể chia làm 2 nhóm chính:
- Nhóm mẫu đo: Là những vật thể được chế tạo theo bội số hoặc ước số của đơn vị đo gồm: căn mẫu, góc mẫu, ke các loại…
- Nhóm thiết bị đo
+ Dụng cụ đo có khấc và du xích, thước cặp, thước đo góc vạn năng;
+ Dụng cụ đo có vít vi phân, pan me.
+ Máy đo có đòn bẩy cơ khí đồng hồ so.
+ Máy đo có đòn bẩy quang học. ốp ti mét.
+ Máy đo cơ khí quang học, kính hiển vi.
+ Máy đo dùng khí nén.
+ Máy đo dùng điện.
Các loại dụng cụ đo thông dụng và phổ biến dùng trong ngành cơ khí:
Thước cặp, pan me, calip, đồng hồ so... 1.5. Phương pháp đo
Phương pháp đo là cách đo, thủ thuật để xác định thông số cần đo. Tuỳ thuộc vào cơsở để phân loại mà ta có những phương pháp đo khác nhau:
- Dựa vào quan hệ giữa đầu đo với đối tượng đo:
+ Phương pháp đo tiếp xúc: là phương pháp đo mà đầu đo của dụng cụ đo
tiếp xúc trực tiếp với chi tiết đo. Giữa đầu đo và bề mặt chi tiết đo tồn tại 1 áp lực gọi là áp lực đo. Ví dụ: đo bằng dụng cụ cơ khí, quang cơ, điện tiếp xúc .. áp lực này làm cho vị trí đo ổn định vì thế kết quả đo tiếp xúc rất ổn định.
Tuy vậy áp lực đo cũng làm cho vật đo bị biến dạng nhất là khi đo các chi tiết làm bằng vật liệu mềm dễ bị biến dạng, hệ thống đo kém cứng vững do đó kết quả đo không chính xác.
+ Phương pháp đo không tiếp xúc: là phương pháp đo không có áp lực đo
giữa dụng cụ đo và chi tiết đo như khi đo bằng máy quang học. Do không có áp lực đo nên bề mặt chi tiết đo không bị biến dạng và cào xước ... Phương pháp này thích hợp với những chi tiết nhỏ, mềm mỏng, dễ bị biến dạng, các sản phẩm không cho phép có vết sây xước bề mặt.
- Dựa vào quan hệ giữa các giá trị chỉ thị trên dụng cụ đo và giá trị của đại
lượng đo:
+ Phương pháp đo tuyệt đối: Toàn bộ giá trị cần đo được chỉ thị trên dụng cụ đo. Phương pháp đo này đơn giản, ít nhầm lẫn nhưng hành trình đo dài nên độ chính xác kém.
Ví dụ: khi đo bằng thước cặp, pan me, thước đo góc vạn năng.
+ Phương pháp đo tương đối ( phương pháp so sánh ): Giá trị chỉ thị đo chỉ cho ta sai lệch giữa giá trị đo và giá trị chuẩn dùng khi chỉnh dụng cụ đo về giá trị “0”. Kết quả đo phải là tổng của giá trị chuẩn và giá trị chỉ thị:
Q = Q0 + x.
Trong đó: - Q là kích thước cần xác định ( kết quả đo ) - Q0 là kích thước của mẫu chỉnh 0.
- x là giá trị chỉ thị của dụng cụ.
Độ chính xác của phép đo so sánh phụ thuộc chủ yếu vào độ chính xác của mẫu và quá trình chỉnh “0”.
- Dựa vào quan hệ giữa đại lượng cần đo và đại lượng được đo:
+ Phương pháp đo trực tiếp: là phương pháp đo thẳng vào kích thước cần đo, trị số đo được đọc trực tiếp trên phần chỉ thị của dụng cụ đo. Phương pháp đo này có độ chính xác cao nhưng kém hiệu quả.
Ví dụ như khi ta đo đường kính chi tiết bằng thước cặp, pan me, máy đo chiều dài…
+ Phương pháp đo gián tiếp: Phương pháp đo này không đo chính kích
thước cần đo mà thông qua việc đo 1 đại lượng khác để xác định, tính toán kích
thước cần đo.
Ví dụ: đo hai cạnh của tam giác vuông rồi suy ra cạnh huyền của tam giác đó hoặc đo đường kính chi tiết thông qua việc đo các yếu tố trong cung hay qua
chu vi...
Phương pháp đo gián tiếp thông qua mối quan hệ toán học hoặc vật lý giữa các đại lượng cần đo và đại lượng đo, là phương pháp đo phong phú, đa dạng và rất hiệu quả. Tuy nhiên, nếu hàm quan hệ càng phức tạp thì độ chính xác đo càng thấp.
Việc chọn mối quan hệ nào trong các mối quan hệ trên phụ thuộc vào độ chính xác yêu cầu đối với đại lượng đo, cần chọn sao cho đơn giản, các phép đo
dễ thực hiện với yêu cầu về trang thiết bịđo ít và có khả năng thực hiện.
Trong quá trình đo không thể tránh khỏi sai số. Sai số đo phụ thuộc vào nhiều yếu tố nhưđộ mòn, độ chính xác của dụng cụ đo, trình độ và khả năng của
người đo, phụ thuộc vào việc lựa chọn dụng cụ đo và phương pháp đo…
Vì vậy việc nắm vững phương pháp sử dụng dụng cụ và lựa chọn đúng
phương pháp đo là yếu tố quan trọng quyết định kết quả đo.