Temat 1:

„Metrologia wielkości 

geometrycznych, klasyfikacja i 

charakterystyka metrologiczna 

przyrządów pomiarowych”

Miernictwo i systemy 
pomiarowe w budowie maszyn

 

 

METROLOGIA

(z greckiego) 

    



   -   „miara”    



  -   „słowo, 

nauka”

Metrologia  –  nauka  o  zapewnieniu  środkami  technicznymi  i 
organizacyjnymi 

poprawności 

pomiarów 

we 

wszystkich 

dziedzinach nauki, techniki i gospodarki.

W  naukach  przyrodniczych  i  technicznych  głównymi  metodami 
badawczymi są:

obserwacja

eksperyment

pomiar

 

 

Metrologia

ogólna

teoretyczna

prawna

stosowana

Metrologia stosowana

długości

czasu

ciśnienia

techniczna włókiennicza medyczna

rodzaj 

wielkości 

mierzone

j

określona 

dziedzina 

stosowania

 

 

Metrologia wielkości geometrycznych = metrologia 

długości i kąta

należy do 

metrologii 

technicznej

pomiarami długości i kąta 
w 

celu 

określenia 

geometrycznej 

postaci 

części  maszyn  i  urządzeń 
technicznych

zajmuje się

obejmuje



Pomiary  wymiarów  opisujących  postać 

geometryczną  mierzonego  elementu  lub 
zespołu,



Pomiary  odstępstw  od  teoretycznego 

kształtu  powierzchni  i  linii  (odchyłki 
kształtu),



Pomiary 

odstępstw 

od 

przyjętego 

wzajemnego  położenia  wyodrębnionych 
linii i powierzchni (odchyłki położenia),



Pomiary 

ilościowe 

struktury 

geometrycznej powierzchni (chropowatość 
i falistość powierzchni),



Pomiary 

wymiarów 

wad 

struktury 

geometrycznej  powierzchni  (pęknięcia, 
rysy, wżery itp.).

 

 

Metrologia wielkości geometrycznych

obejmuje ponadto

zagadnienia budowy przyrządów pomiarowych

racjonalne stosowanie przyrządów pomiarowych

sprawdzanie i ocenę błędów dokładności

przyrządów pomiarowych

tolerancje i pasowania części maszyn

organizację pracy w laboratoriach pomiarowych

 

 

Pomiar

 

-

  zespół  czynności  doświadczalnych  mających  na  celu 

wyznaczenie  wartości  określonej  wielkości,  a  więc  liczbowe 

porównanie tej wielkości z jednostką miary.

Postępowanie pomiarowe obejmuje:

Wybór przyrządu 

pomiarowego

Pomiar

Opracowanie 

wyniku pomiaru

racjonalny,

uwzględniający 

odpowiednie kryteria

 

 

Wynik

Surowy

Poprawiony

uwzględnia poprawki i 

oszacowaną niepewność 

pomiaru

efekt pomiaru 

-wartość wielkości 

mierzonej

 

 

Wielkość mierzona (mezurand)

niezależna

zależna

przedmiot 

pomiaru

od czasu i 
współrzędnych

Wielkość – właściwość (cecha) zjawiska lub ciała, którą można wyróżnić 
jakościowo i wyznaczyć ilościowo.

Wartość wielkości – iloczyn liczby i jednostki miary.

 

 

Wielkości wpływające

zewnętrzne

wewnętrzne

temperatura

ciśnienie atmosferyczne

nacisk pomiarowy narzędzia

histereza mechanizmu narzędzia

zakłócają 

przebieg 

pomiaru

 

 

„Prawo o miarach” oraz „Międzynarodowy słownik podstawowych i 
ogólnych  terminów  metrologii”  terminem 

przyrządy  pomiarowe

 

określa  wszystkie  urządzenia  techniczne  przeznaczone  do  wykonywania 
pomiarów.

W dotychczasowej praktyce metrologicznej oraz normie [PN-71/N-02050] 
termin 

narzędzia  pomiarowe

  stosowano  w  znaczeniu  nadrzędnym, 

obejmującym 

przyrządy pomiarowe

 i 

wzorce miar

.

Wzorzec  miary

  jest  to  urządzenie  przeznaczone  do  odtwarzania, 

praktycznie  niezmiennie  podczas  jego  użycia,  jednej  lub  więcej  znanych 
wartości danej wielkości.

KLASYFIKACJA PRZYRZĄDÓW POMIAROWYCH I WZORCÓW 

MIAR

Przyrząd  pomiarowy

  -  to  urządzenie  przeznaczone  do  wykonywania 

pomiarów, samodzielnie lub w połączeniu z urządzeniami dodatkowymi.

Urządzenia pomocnicze służą do:

stworzenia odpowiednich warunków przy pomiarze,
ułatwienia wykonywania czynności pomiarowych,
zwiększenia czułości lub zakresu pomiarowego przyrządu.

 

 

PRZYRZĄD

Y 

POMIAROW

E

Przyrządy 

suwmiarkow

e

Przyrządy 

mikrometrycz

ne

Czujniki

Maszyny 

pomiarowe

Przyrządy do 

pomiaru 

kątów

Interferometr

y

Przyrządy do 

pomiarów 

chropowatości i 

falistości 

powierzchni

Przyrządy do 

pomiarów odchyłek 

kształtu i położenia

Przyrządy do 

pomiaru kół 

zębatych

 

 

WZORC

E MIAR

Wzorce 

kreskowe

Wzorce końcowo 

- kreskowe

Wzorce 

kodowe

Wzorce 

inkrementalne

Wzorce falowe

Wzorce końcowe

przymiar kreskowy,
wzorzec szklany 
wbudowany w 
długościomierz 
uniwersalny

płytki wzorcowe,

wałeczki 
pomiarowe,

kątowniki

długość fal 
świetlnych:
kryptonu,
Helu
lasera He-Ne.

przymiar 
kreskowy

 

 

URZĄDZENI

A 

POMOCNICZ

E

Płyta 

pomiarowa

Liniał 

krawędziowy

Wieszak do 

wałeczków 

pomiarowych

Lupa do 

odczytywania 

wskazań

Liniał sinusowy

Pryzma

Do składania 

płytek 

wzorcowych

 

 

WŁAŚCIWOŚCI I CHARAKTERYSTYKI PRZYRZĄDÓW 

POMIAROWYCH 

Właściwość  metrologiczna

 

przyrządu  pomiarowego

  jest  to  cecha 

przyrządu  pomiarowego  charakteryzująca  ten  przyrząd  i  mogąca  mieć 
wpływ na wyniki i błędy pomiaru.

Charakterystyka  metrologiczna  przyrządu  pomiarowego

  jest  to 

reprezentacja  matematyczna  właściwości  metrologicznych  określonego 
przyrządu pomiarowego w formie wartości liczbowej, wykresu lub tablicy.

Przykłady charakterystyk metrologicznych:

błąd powtarzalności wskazań przyrządu pomiarowego,

błąd poprawności przyrządu pomiarowego,

wykres  zależności  sygnału  pomiarowego  wyjściowego  od  sygnału 
wejściowego przyrządu pomiarowego w określonych warunkach.

 

 

Warunki  odniesienia

  (warunki  normalne)  (ang.  reference  conditions)— 

warunki  użytkowania  przyrządu  pomiarowego  ustalone  przepisami  dla 
sprawdzania  przyrządu  pomiarowego  lub  dla  zapewnienia  wiarygodności 
porównania wyników pomiarów. 

Przykładowo  w  pomiarach  długości  metodą  podstawową  (przez 
porównanie  z  wzorcowymi  długościami  fal  świetlnych)  przyjmuje  się 
następujące warunki odniesienia:
—   temperatura — 293,15 K,
—   ciśnienie atmosferyczne— 101 325 Pa,
—   ciśnienie pary wodnej w powietrzu — 1334 Pa.

Zakresem 

pomiarowym

 

(ang. 

measuring 

range) 

przyrządu 

pomiarowego  jest  zakres  wartości  wielkości,  których  pomiar  może  być 
dokonany z błędem zawartym w określonych granicach.
Na przykład zakresy pomiarowe mikrometrów do wymiarów zewnętrznych 
wynoszą: 0-25 mm, 25-50 mm, 50-75 mm itd.

 

 

Podziałka

  (ang.  scale)  przyrządu  pomiarowego  jest  uporządkowanym 

zbiorem  wskazów  —  kresek  lub  innych  znaków  —  naniesionych  na 
podzielnię urządzenia wskazującego.

Zakres  podziałki

  jest  to  przedział  zawarty  między  skrajnymi  wskazami 

podziałki, odpowiadającymi dolnej i górnej granicy zakresu wskazań. 

Przedział  między  dwoma  dowolnymi  sąsiednimi  wskazami  podziałki  nosi 
nazwę 

działki elementarnej

 (ang. scale division).

Długość  działki  elementarnej  L

e

  jest  długością  odcinka  lub  łuku  linii 

podstawowej podziałki między osiami dwóch sąsiednich wskazów.

L

e

podziałka 

kreskowa

wskaz

 

 

Wartość  działki  elementarnej  W

e

  (ang.  scale  interval)  jest  wartością 

wielkości  mierzonej  odpowiadającą  działce  elementarnej.  Urządzenie 
wskazujące  jest  to    zespół  elementów  przyrządu  pomiarowego 
wskazujący  wartość  wielkości  mierzonej  w  postaci  analogowej  lub 
cyfrowej.

Rozdzielczość 

(urządzenia  wskazującego)  (ang.  resolution)  jest  to 

największa  różnica  wskazań  urządzenia  wskazującego,  która  może  być 
zauważona  w  wyraźny  sposób.  Dla  urządzenia  wskazującego  cyfrowego 
jest  to  różnica  wskazań  odpowiadająca  zmianie  o  jednostkę  najmniej 
znaczącej cyfry.

Dokładność  przyrządu  pomiarowego

  (ang.  accuracy  of  measuring 

instrument) jest to zdolność przyrządu pomiarowego do dawania wskazań 
bliskich wartości prawdziwej (rzeczywistej) wielkości mierzonej.

Błąd (wskazania) przyrządu pomiarowego

 (ang. error of indication of 

a measuring instrument) jest to składowa błędu pomiaru, pochodząca od 
przyrządu  pomiarowego  użytego  do  wykonania  pomiaru.  Przy 
porównywaniu  przyrządu  z  wzorcem  odniesienia  błąd  (wskazania) 
przyrządu  pomiarowego  jest  to  wskazanie  przyrządu  minus  wartość 
prawdziwa  odpowiedniej  wielkości  wejściowej.  Wartość  prawdziwa 
(rzeczywista)  nie  może  być  określona,  w  praktyce  więc  wykorzystuje  się 
wartość umownie prawdziwą.