Zagadnienia na egzamin z przedmiotu:

Metrologia techniczna i systemy pomiarowe

Podstawy metrologii:

- zadania metrologiczne;

- definicja pomiaru, błędów pomiaru, rodzaje błędów pomiaru;

- sposób obliczania błędów pomiarów pośrednich;

- charakterystyki statyczne przetworników;

- zastosowania rozkładów statystycznych, obliczanie przedziałów

ufności;

- podział narzędzi pomiarowych, wzorce miar.

Wymiary zewnętrzne i wewnętrzne:

- wymiary, odchyłki, tolerancje i pasowania;

- przyrządy od pomiarów wym. zew. i wew.;

Kąty i stożki:

- odchyłki, tolerancje kątów i stożków ;

- przyrządy od pomiarów i sprawdzania kątów i stożków;

Gwinty metryczne:

- zarys nominalny, parametry gwintu;

- wymiary, odchyłki, tolerancje i pasowania;

Odchyłki kształtu i położenia:

Odchyłka kształtu – największa odległość pomiędzy zarysem rzeczywistym a zarysem średnim lub przylegającym

Zarys przylegający –(płaszczyzna, linia, okrąg, itd.) element geometryczny o odpowiednim kształcie

usytuowany w ten sposób względem zarysu rzeczywistego, że odległość pomiędzy nim, a najbardziej oddalonym punktem zarysu jest najmniejsza.

Zarys średni – element geometryczny o odpowiednim kształcie ustawiony względem zarysu rzeczywistego w ten sposób, że suma kwadratów odległościmiędzy nim, a punktami zarysu rzeczywistego jest najmniejsza.

- podział odchyłek kształtu i położenia

Odchyłki kształtu:

okrągłości, prostoliniowości, płaskości, walcowości, przekroju wzdłużnego

Odchyłki położenia:

współosiowości, prostopadłości, równoległości, nachylenia

Odchyłki złożone

Bicie lokalne osiowe i promieniowe, Bicie globalne

- pomiary odchyłek kształtu ścisłe i uproszczone.

Chropowatość powierzchni - zbiór nierówności powierzchni o małej podziałce – stosunek odległości między wierzchołkami dwóch sąsiednich występów nierówności do ich średniej wysokości

Chropowatość <40.

Falistość 40 - 1000

odchyłek kształtu. >1000

Odcinek elementarny le - możliwie mała długość profilu, przy wyznaczaniu chropowatości ogranicza wpływ innych nierówności powierzchni. Le jest znormalzowane 0,08; 0,25; 0,8; 2,5; 8 i dobiera się w zależności od chropowatości i sposobu obróbki.

Odcinek pomiarowy Lc - składa się z jedneko ub kilku odcinków elementarnych, Odbywa sie na nim pomiar chropowatości

Linia średniej prfilu 'm' - Ma ona kształt profilu normalnego i dzielimy go w ten sposób, że w granicach odcinka elementarnego suma kwadratów odległości punktów profilu zaobserwowanego od tej linii jest minimalna. do określenia chropowatości powierzchni przyjęto system parametrów, który wyznacza się przez pomiar nierówności powierzchni względem linii średniej.

- definicje parametrów Ra, Rmr, Rq, RSk, Rz, RSm, Rt;

W Polsce używa się trzy ustanowione przez normy parametry chropowatości:

• R_a – średnie arytmetyczne odchylenie profilu od linii średniej. Jest to średnia wartość wysokości punktów /y₁, y₂,.....,y_n/ profilu zaobserwowanego od linii średniej na długości odcinka elementarnego l_e

• lub w przybliżeniu

• R_z – wysokość chropowatości. Jest to średnia odległość pięciu najwyżej położonych wierzchołków od pięciu najniżej położonych wgłębień zaobserwowanego profilu na długości odcinka elementarnego, mierzonych od lini odniesienia, równoległej do linii średniej

R_Z = [(R1+R3+R5+R7+R9)-(R2+R4+R6+R8+R10)]/5

• R_max – największa wysokość nierówności. Jest to odległość między dwiema liniami równoległymi do linii średniej, z których jedna przechodzi przez najwyższy wierzchołek nierówności, a druga przez najniższy punkt wgłębienia profilu zaobserwowanego na długości odcinka elementarnego.

- rodzaje głowic pomiarowych;

- typy przetworników pomiarowych.

Rodzaje energii na wejsciach:

-Mechaniczne, chemiczne, magnetyczne, elektryczne, optyczne, termiczne, akustyczne, nuklearne

Postać przetwarzanego sygnału:

-analogowe a/a, cyfrowe c/c, cyfrowo analogowe c/a analogowo cyfrowe a/c

Współrzędnościowa technika pomiarowa:

- typy współrzędnościowych maszyn pomiarowych (WMP);

Mostowa - Wykorzystywane są do pomiaru bardzo dużych przedmiotów (np. pojazdów) ponieważ zakres maszyny wynosi do 16 000 mm, czyli 16 m. Charakteryzują się dużą dokładnością i małą niepewnością pomiaru.

Portalowa - Zakres wynosi do 1 200 mm, ruchomy portal lub ruchomy stół.

Wspornikowa - Charakteryzuje się stosunkowo małymi zakresami pomiarowymi zakres roboczy ramienia nie przekracza 800mm w osi X

Wysięgnikowa - Charakteryzuje się zakresami pomiarowymi w przedziale 800 - 2000 mm.

Hybrydowa

Kolumnowa - Wyposażona w stół obrotowy, zastosowanie w pomiarach krzywek i korpusów . - rodzaje głowic do WMP;

skaningowe pasywne, skaningowe aktywne, impulsowe elektrostykowe, impulsowe elektroniczne

- tryby pracy WMP;

- tryb manualny - wymagający obsługi operatora ( jeden joystick lub dwa joisticki)

-Praca w trybie CNC

Tryb pomiarów CNC (Computer Numeric Control) jest trybem

zautomatyzowanym, nie wymagającym obsługi operatora. Pomiary CNC

polegają na wykonywaniu przez maszynę uprzednio napisanego programu

- figury geometryczne zdefiniowane w programach na WMP;

okrąg, płaszczyzna, prosta, kula, walec, stożek

- wzorcowanie końcówki pomiarowej;

- ogólna strategia pomiarów na WMP.

Pomiary rozpoczyna się od zerowania układu pomiarowego, polegającego na ustawieniu (przejechaniu) każdą z osi przez punkty referencyjne - typowo tylny (y=0), lewy (x=0) i górny (z=0) punkt zakresu. Dalsze etapy pomiaru elementu to:

zamocowanie zespołu trzpieni pomiarowych

kalibracja trzpieni pomiarowych

montaż części na stole pomiarowym

ustalenie bazowego układu współrzędnych

określenie kostki bezpieczeństwa

opracowanie planu pomiarowego

wykonanie pomiaru testowego

pomiar zasadniczy

opracowanie raportu pomiarowego

Statystyczna kontrola procesu:

- sygnały na kartach kontrolnych;

- wskaźniki zdolności procesu Cp, Cpk.

Na przykład, tak zwany wskaźnik Cp jest obliczony jako:

Cp = (USL-LSL)/(6*sigma)

gdzie sigma jest odchyleniem standardowym estymowanego procesu, USL i LSL są górnym i dolnym ograniczeniem przedziału tolerancji (wyznaczonymi przez inżyniera). Jeśli proces nie jest centrowany, stosuje się poprawiony wskaźnik Cpk. Proces uznajemy za zdolny jeżeli wskaźnik Cp przyjmuje wartości większe niż 1, czyli większe niż 6 razy sigma i wtedy można się spodziewać, że ponad 99% wszystkich elementów lub części będzie się mieściło w przedziale tolerancji.