Измерительный инструмент

Проверка точности и отклонений

В процессе сборки и ремонта механизмов и конструкций важным этапом является проверка зазоров, точности взаимного расположения деталей и узлов, выверка осей относительно друг друга. Для этих целей используются следующие измерительные инструменты:

Поверочные линейки. Применяются для определения отклонений плоскостности и прямолинейности поверхности деталей. Подразделяются на лекальные трехгранные, лекальные четырехгранные и с двухсторонними скосами.

Поверочные призмы. Применяются для разметки, позиционирования и выверки осей или валов механизмов, а также для контроля параллельности и вертикальности деталей. Кроме того они применяются для крепления деталей при механической обработке.

Угломеры. Измерительный инструмент используемый для проверки точности углов. Слесарные модели оснащаются нониусной шкалой для точных замеров отклонений.

Шаблоны радиусные и резьбовые. Представляют собой набор пластин определенной формы, предназначенные для определения, соответственно, радиуса кривизны детали или шага резьбы путем приложения к контролируемым поверхностям. Радиусные шаблоны выпускаются вогнутой и выпуклой формы.

Первые применяются для определения наружного радиуса, выпуклые – для внутренних отверстий. Резьбовые шаблоны позволяют определить шаг метрической резьбы или количество ниток на дюйм у дюймовой.

Щупы. Наборы измерительных пластин толщиной от 0,02 до 1 мм для определения зазоров между сопряженными поверхностями. Размер зазора определяется путем постепенного увеличения толщины вводимых щупов до достижения максимума.

Образцы шероховатости поверхностей. Поставляются набором для определения параметра шероховатости металлических деталей, качества поверхностей в труднодоступных местах и контроля в процессе производства.

Для получения максимально точных значений необходимо строго придерживаться инструкций по эксплуатации инструмента — не прилагать чрезмерных усилий, очищать от загрязнений, хранить в футляре, оберегать от механических ударов и выполнять другие требования.

Классификация мерительного инструмента в машиностроении: виды

Ключевой параметр – поставленные задачи, по назначению выделяют следующие его варианты:

• ручной – показания снимает человек;
• цифровой – аналогичные операции осуществляет уже компьютер;
• механический – габариты фиксируются путем непосредственного физического контакта с поверхностями детали;
• лазерный – определение соответствия происходит уже без соприкосновения с заготовкой;
• строительный – ориентированный на площадки для возведения зданий, нужен для расчета ДхШхВ, угла и тому подобных параметров;
• разметочный – с его помощью определяют контуры, важные точки, расстояния будущих объектов, прежде чем приступить к их изготовлению;
• универсальный – позволяет решать сразу несколько задач.

Категории достаточно условны: в одну из них способны входить сразу несколько приспособлений. Например, линейка является и ручной, и механической.

Также идет деление по материалам изготовления (устройства, выполненные из металла, пластика, дерева, композитов) и по конструкции (простые и сложные). Но есть еще один эксплуатационный показатель, заслуживающий отдельного рассмотрения.

Слесарные инструменты

Достаточно часто можно встретить измерительные слесарные инструменты. Наиболее важная характеристика — точность измерений. За счет того, что слесарные инструменты механические, удается добиться точности до 0,005 или 0,1 мм.

Если погрешность измерений превысит допустимый порог, то произойдет нарушение технологии работы инструмента. Тогда потребуется переточка некачественной детали или замена целого узла в устройстве

Поэтому для слесаря важно при подгонке вала под втулку использовать не линейку, а инструменты с большей точностью измерений

Наиболее популярным инструментом с высокой точностью измерений является штангенциркуль. Но и он не сможет дать гарантии точного результата с первого измерения. Опытные рабочие делают несколько измерений, которые затем преобразуют в некоторое среднее значение.

Встречаются операции, требующие максимальной точности. Таких много в микромашинах и отдельных деталях устройств крупного размера. Тогда следует воспользоваться микрометром. С его помощью можно измерять с точностью до сотых долей миллиметров. Распространенное заблуждение о том, что он позволяет измерять микроны, является не совсем верным. Да и при проведении стандартных домашних работ такая точность может не пригодиться, поскольку достаточно действующих значений точности и погрешности.

Аналоговые и цифровые

Контрольно-цифровые инструменты могут быть как цифровыми, так и аналоговыми. Первые считаются более удобными. В них показатели силы, напряжения или тока переводятся в числа, затем выводятся на экран.

Но при этом внутри каждого такого прибора находится аналоговый преобразователь. Зачастую он представляет собой датчик, снимающий и отправляющий показания с целью преобразования их в цифровой код.

Хотя аналоговые инструменты менее точны, они обладают простотой и лучшей надежностью. А также существуют разновидности аналоговых инструментов и приборов, имеющих в своем составе усилители и преобразователи величин. По ряду причин они предпочтительнее механических устройств.

Цифровые модели

Самыми распространенными электронными устройствами принято считать цифровые измерительные приборы. Стоят они довольно дорого, однако являются простыми в обращении. Ярким примером данного прибора считаются вольтметры и амперметры. Они способны в короткий срок вычислить точное напряжение в электрической цепи. Неотъемлемой их частью можно назвать преобразователь.

Также в моделях могут использоваться дополнительно магнитоэлектрические аппараты. Непосредственно процесс измерения в данной ситуации связан с делителем. При этом усилитель пропускает напряжение через преобразователь устройства. Таким образом, магнитоэлектрический аппарат способен сделать точные замеры величины. Естественно, погрешность в них присутствует, однако на сегодняшний день существуют различные фильтры, которые борются с колебаниями.

Еще одним примером цифровой модели можно считать осциллограф, который активно используется в медицинской отрасли. Данный универсальный измерительный прибор способен следить за разными сигналами. При этом они могут быть периодическими или нет. В случае необходимости цифровые измерительные приборы (осциллографы) подсоединяются к персональным компьютерам.

В результате за изменением частоты можно наблюдать с дисплея. Также это открывает возможность фиксирования показаний сигнала. В итоге все данные можно будет проанализировать после проведения исследований. Стоят эти измерительные приборы (цены рыночные) в среднем около 20 тыс. руб.

Для давления и тока

Каждому еще со школы или университета знакомы такие названия измерительных приборов, как барометры и амперметры. Первые предназначены для того, чтобы измерять атмосферное давление. Встречаются жидкостные и механические барометры.

Жидкостные разновидности считаются профессиональными из-за сложности конструкции и особенностей работы с ними. Метеостанции применяют барометры, заполненные внутри ртутью. Они наиболее точные и надежные, позволяют работать при перепадах температур и иных обстоятельствах. Механические конструкции проще, но постепенно их вытесняют цифровые аналоги.

Амперметры используются для измерения электрического тока в амперах. Шкала амперметра может градуироваться как в стандартных амперах, так и микро- , милли- и килоамперах. Лучше всего такие приборы подключать последовательно. В таком случае снижается сопротивление, а точность снимаемых показателей возрастает.

Принцип действия и устройство контрольно-измерительного оборудования

Применяемые контрольно-измерительные приспособления и инструменты

Для контроля используют универсальные и специальные средства измерения. Из универсальных применяют штангенциркули, микрометры, стенкомеры, глубиномеры, скобы, нутромеры, индикаторы ИРБ, концевые меры длины и др. Из специальных – шаблоны радиусные, фасочные, калибры, скобы – калибры и др.

Проверочные плиты.

Главным средством для проверки плоскости на краску являются поверочные плиты. Они используются как вспомогательное средство для установки на них измерительных приборов и инструментов при проведении различных контрольных измерений и проверок, а также для разметки.

Нутромер.

Нутромер используется для определения размеров отверстий, пазов и других внутренних поверхностей, поэтому ножки у него прямые с отогнутыми наружу концами.

Концевые меры длины.

Концевые меры длины – это стальные плитки или стержни с двумя взаимно параллельными измерительными плоскостями, расстояние между которыми и дает размер, представляемый мерой. Концевые меры широко используют в производстве для проверки и настройки измерительных инструментов (штангенциркулей, микрометров, индикаторов) для непосредственных измерений очень точных деталей, для точных разметочных работ и в лекальном деле.

Микрометры.

Микрометры предназначены для абсолютных и относительных измерений линейных размеров.

Микрометрический глубиномер.

Микрометрические глубиномеры применяются редко и поэтому мало распространены на производстве.

Индикаторы.

Индикаторы предназначены для измерения размеров изделий абсолютным и относительным методами, определения величины отклонений от заданной геометрической формы и взаимного расположения поверхностей.

Индикатор ИРБ.

Индикатор ИРБ (боковой) предназначен для абсолютных и относительных измерений предельных размеров и для контроля отклонений от заданной геометрической формы, а также взаимного расположения поверхностей.

Индикатор имеет малые габариты и значительное измерительное уси-лие, что позволяет применять его при измерениях в труднодоступных местах, а также в случаях, требующих малого измерительного усилия.

Стойки.

Предназначены для крепления измерительных головок, микрометров, индикаторных скоб и других измерительных приборов с целью использования их в качестве настольных.

Глубиномер индикаторный.

Предназначены для измерения глубины пазов, отверстий, рисок и штрихов на шкалах, а также высоты уступов до 150 мм. Он состоит из основания с плоской измерительной поверхностью, индикатора часового типа, винта крепления индикатора.

Индикаторная скоба.

Индикаторные скобы предназначены для измерения линейных размеров методом сравнения. Они оснащены индикатором часового типа. Измерительные поверхности скоб оснащены твердым сплавом.

Индуктивные щупы.

Индуктивные щупы используются совместно с любыми тональными генераторами для проверки исправности кабеля без непосредственного контакта с проводом.

Пластины щупы.

Предназначены для проверки величины зазоров между поверхностями. Пластины щупы выпускаются 2-го класса точности и комплектуются в четыре набора щупов.

Технологическая операционная карта контроля

Эксплуатация инструментов

Осуществляется на основании ГСИ – Государственной Системы Измерений, обеспечивающей единство метрологических приемов и решающей сразу две важные задачи:

• централизованный контроль над поверками, утверждение допустимых средств, лицензирование в области изготовления и ремонта;
• курирование практического использования передовых методик, ввода эталонных значений и других сопутствующих вопросов.

Сама ГСИ является частью структуры Росстандарта, потому именно в региональных подразделениях федерального агентства стоит решать все вопросы, касающиеся аттестации.

Важной задачей любого предприятия, эксплуатирующего механические или цифровые устройства, является поддержание этих приборов в исправном состоянии, а для этого их необходимо регулярно поверять, отдавая на экспертизу в лаборатории

Классификация измерительных приборов

По принципу работы:

1. Показывающие – те, по которым можно только отсчитывать измеряемую величину в данный момент времени;Самопишущие (или регистрирующие) – снабжены устройством для автоматической записи данных измеряемой величины для последующего анализа;Сигнализирующие – оснащены специальной звуковой или световой сигнализацией, срабатывающей по достижению прибором заранее заданного значения;Регулирующие – имеющие возможность автоматически поддерживать значение на заданном уровне или изменять его по указанному закону;Установки – выполняющие по результату измерения определенную работу согласно выставленной программе. Применяются при дозировке и взвешивании сыпучих и жидких веществ, сортировке продукции и т.д.

По виду показаний: аналоговые (непрерывные) и цифровые (дискретные).

По виду измеряемой величины: для измерения температуры, электрических показателей, давления, влажности, плотности газов, концентрации растворов, расхода и количества, а также для определения составов (анализа) жидкостей и газов.

Основные специалисты отдела КИП и А

На производственных предприятиях существуют цеха или отделы КИП и А. Руководит этой службой начальник отдела или цеха, иногда эти обязанности возлагаются на главного метролога предприятия. В составе отделов КИП и А часто входят контрольно-измерительные лаборатории (КИЛ). В зависимости от вида производственной деятельности предприятия, зависит и штат сотрудников подразделения КИП и А. Но есть минимальный набор необходимых специалистов, это:

• инженер по контрольно-измерительным приборам;
• мастер по наладке и ремонту КИП;
• наладчик приборов, аппаратуры и систем автоматизированного учета;
• слесарь по ремонту и регулировке КИП и А;
• техник-электрик;
• радио-электронщик;

Слесарь КИП и А — кто он и чем занимается

Слесарь по КИП и А должен иметь среднее техническое образование, опыт работы с оборудованием и квалификацию слесаря 5 разряда. Слесарь по ремонту и наладке контрольно-измерительных приборов и автоматики должен знать:

• принцип работы сложного оборудования, на котором установлены датчики;
• устройство контрольно-измерительных приборов, технологию сборки и разборки и способы юстировки;
• устройство и методы проверки сложных контрольных узлов и агрегатов;
• принципиальные схемы приборов, принцип действия и методы регулировок;
• требования стандартов, инструкций касающихся использования КИП.

Обязанности слесаря КИП и А:

• уметь находить причину поломки, проводить ремонтные и наладочные работы;
• регулировку, монтаж, испытание, юстировку и тарировку приборов и измерительной аппаратуры;
• настраивать датчики конечного положения у клапанов и отсекателей;
• открывать и закрывать импульсные трубки проборов;
• проверку и настройку электроизмерительных приборов, контрольной аппаратуры и блоков автоматики с электронными системами;
• проводить планово-предупредительные работы, выявлять и устранять неполадки в работе приборов и автоматике;
• вести учет приборов, заполнять и вести формуляры на приборы, подавать заявки на ремонт.

В зависимости от эксплуатируемого оборудования на предприятии, слесарь проводит техническое обслуживание и отвечает за работу таких узлов как шкафы КИП и А, щиты управления, консоли, исполнительные устройства и измерительные приборы.

Плюсы и минусы профессии слесаря КИП и А.

Слесарь киповец производит ремонт, наладку контрольно-измерительной аппаратуры и сложных автоматизированных систем.

Плюсы данной профессии:

востребованность, уважение среди рабочих и ИТР; зарплата выше, чем у такого же слесаря ремонтного цеха; важность выполняемой работы, и чувства собственной значимости; уважение в коллективе. Минусы:. Минусы:

Минусы:

• большая ответственность за выполняемую работу;
• широкий круг служебных обязанностей;
• травмоопасность при проведении ремонтных работ.

Обязанности инженера КИП и А

Инженер КИП и А — специалист отдела, должен иметь высшее техническое образование и опыт работы в инженерных должностях. В некоторых случаях необходимо пройти аттестацию по промышленной безопасности в Ростехнадзоре по эксплуатации установок.

Инженер КИП и А должен знать следующее:

• устройство и принцип работы приборов, узлов, средств автоматики и оборудование предприятия;
• схему, конструкции, технические характеристики и необходимые показатели при эксплуатации обслуживаемого оборудования и агрегатов;
• приемы и способы осмотра оборудования, снятия показаний, измерение параметров и проведение необходимых расчетов;
• методы сбора и анализа информации, принятия технических и технологических решений.

В обязанности инженера отдела КИП и А входит следующее:

• управление и координация служб КИП и А;
• организация работы отдела по обеспечению безаварийной работоспособности оборудования;
• внедрение автоматизированных процессов;
• обеспечение метрологического контроля средств измерений предприятия;
• разработка технической документации (графики поверок приборов, технологические карты, графики и объёмы ППР и т.д.);
• разработка и контроль выполнения планов работ отдела на месяц, на квартал.

От слаженной и грамотной работы специалистов КИП и А во многом зависит работоспособность не только самого оборудования, но и всего предприятия.

Watch this video on YouTube

Что такое ПИД регулятор для чайников?

Что такое термопара, принцип действия, основные виды и типы

Что такое электроконтактный манометр, назначение, принцип работы, схема подключения и обзор популярных моделей

Термометр сопротивления — датчик для измерения температуры: что это такое, описание и виды

Что такое термостат и какой у него принцип работы

Что такое соленоидный электромагнитный клапан, назначение, устройство и принцип действия

Элементы измерителя

Для правильной работы измерительного прибора необходимы такие составляющие, как:

• Носитель информации, с помощью которого передается измерительная информация путем изменения состояния носителя (реле);
• Измеряемые данные, то есть переменный показатель, передающие информацию;
• Носитель сигнала, то есть процесс передачи информации;
• Считывающее устройство в измерительном приборе.

Каждый измерительный прибор должен иметь считывающее устройство, задачей которого является информирование о результате измерения.

Устройства для чтения можно разделить на четыре основных вида:

Сигнализаторы — простейшие световые индикаторы, передающие такую ​​информацию, как: предупреждение, тревога, превышение дальности и т.д .;

Индикаторы:

• Аналоговые (например, указатель);
• Буквенно-цифровые, используется для передачи относительно короткой числовой и текстовой информации;
• Устройства, передающие как текст, так и изображение, в эту группу входят трубки осциллографа, на экране которых мы можем наблюдать как изображение, так и текст, и компьютерные мониторы, которые могут использовать графическое представление как для маркировки элементов управления прибора, так и для отображения результатов измерения, например, в виде графиков;

Устройство контрольно-измерительных приборов

Каждый из видов контрольно-измерительных приборов имеет своеобразное устройство, но нечто общее у них все-таки имеется. Каждый из приборов имеет корпус, экран для отображения результатов, батарею и определенный механизм, что помогает контрольно-измерительному устройству выполнять свою работу. Чаще всего детали в устройствах являются сменными и при поломке их можно запросто сменить на новые. В некоторых случаях может потребоваться помощь специалиста или полная замена устройства.

Подводя итог стоит сказать, что каждый из перечисленных видов контрольно-измерительных устройств уникален и вряд ли может быть заменен каким-либо другим прибором. Поэтому, к покупке такого устройства стоит подойти с особой ответственностью.

Условия эксплуатации оборудования

Сохранить функциональность приборов позволяет периодическое проведение профилактических работ и проверок их состояния. Наиболее подвержены поломкам измерительные инструменты, имеющие сложные конструктивные особенности.

К каждому прибору прилагается инструкция по эксплуатации, с которой необходимо ознакомиться до начала использования. В инструкции изложены все правила работы, актуальные именно для данной модели.

Автоматические и электронные модели измерительных станков чувствительны к показателям температуры и влажности воздуха. Особо остро на них реагирует оборудование, на котором применяется бесконтактный метод измерений.

Не менее важно обеспечить инструменту достойные условия хранения. Инструменты, изготовленные из дерева и металла, чувствительны к воздействию влаги

А пластик способен деформироваться под прямыми лучами солнца и при воздействии высоких температур

Поэтому все инструменты должны храниться в чехлах или коробах в сухом помещении

А пластик способен деформироваться под прямыми лучами солнца и при воздействии высоких температур. Поэтому все инструменты должны храниться в чехлах или коробах в сухом помещении.

Соблюдение этих правил обеспечит качество и точность измерений, а также поможет продлить срок службы инструментов.

Классификация измерительных инструментов

При проведении работ, связанных с изготовлением различных деталей, ремонтных и строительных работ и пр. применяют контрольно-измерительные инструменты. Предприятия, занимающиеся производством этой продукции, выпускают множество видов измерительного инструмента – ручной, универсальный, цифровой и пр.

К ручному измерительному инструменту относят такие, как — линейки, рулетки, угольники, штангенинструмент, микрометрический и пр. Большая часть ручного инструмента относится к универсальному измерительному инструменту. Такие изделия можно применять при проведении замеров большей части деталей и узлов.

Ручные измерительные инструменты

Для выполнения точных замеров применяют инструмент с установленным на нем лазером. Такие изделия применяют в строительстве – это уровни, дальномеры, и другие изделия, предназначенные для выполнения разметки фронта работ или проведения геодезических исследований. Лазерный измерительный инструмент отличается простотой в эксплуатации, точностью снятых показаний. Большая часть такого инструмента может передать полученные данные для дальнейшей обработки в компьютер.

Строительный измерительный инструмент нашел свое применение на строительной площадке. Он отличается простотой в эксплуатации, ручной, не отличается высокой точностью. В то же время на стройплощадке применяют инструмент, использующий лазерный луч. Это позволяет выполнять замеры с точностью до долей миллиметра.

Измерительный и разметочный инструмент применяют перед началом работ. С его помощью производят разметку заготовок, обрисовывают контуры будущей детали и только после этого приступают к ее изготовлению. В плотницких и столярных работах применяют следующие инструменты – складной метр, рулетку, уровень, в том числе и гидравлический. Кроме этого, используют и такие, как рейсмус, циркули, угольники разных размеров. Существуют и такие приборы, как ерунок или малка. Для работы с металлом применяют другие приборы, например, штангенрейсмас или штангенциркуль с разметочными губками. Для работы с металлом целесообразно использовать и так называемые слесарные линейки, изготавливаемые из качественной нержавеющей стали и имеющие цену деления от 1 до 0,5 мм. Кроме этого, в производстве применяют лекала, их используют для разметки сложных дуговых линий.

Механический измерительный инструмент можно подразделить на пять классов:

• бесшкальный;
• штангенинструмент;
• головки;
• зубчато-рычажный;
• микрометрический.

К первому классу относят линейки – поверочные и лекальные.  С их помощью проверяют прямолинейность поверхности. Она может быть выполнена на просвет, или для этого используют щупы.Для контроля просвета поверочную линейку укладывают на контролируемую поверхность, например, на станочные направляющие. К мерительным устройствам этого класса относят поверочные плиты, концевые меры длины и многие другие.

Поверочная плита

Штангенинструмент состоит из двух контрольных поверхностей, между которыми и выставляют размер. Одна поверхность является частью штанги, на второй подвижной или закреплена контрольная линейка, на которую нанесены размерные риски. Они могут иметь разную цену деления в зависимости от точности инструмента.Инструмент этого класса применяют для замера внешних и внутренних размеров – штангенциркули, для выполнения замеров глубины паза. С помощью инструмента этого типа контролируют размеры зуба в шестерне.

Измерительными головками называют устройства, которые преобразуют перемещения мерительного наконечника в движение стрелки на круговой размеченной шкале. Эти устройства применяют, например, для выполнения замеров биения детали, зажатой в патрон токарного станка. Для удобства работы с такой головкой, на заводском сленге ее называют «часы», применяют стойки или штативы. Измерительные головки разделяют на:

• пружинные;
• рычажно – зубчатые;
• рычажные.

Измерительные головки

У микрометрического инструмента главным элементов является шпиндель, на поверхность которого нанесена особо точная резьба. Этот инструмент способен проводить замеры с точностью до 0,01 мм. Микрометрический инструмент устанавливают в скобы,приспособления и пр. представители этого класса инструмента — микрометры, микрометрические нутро- и глубиномеры пр.