Погрешность и выбор средств при линейных измерениях - Марков Н.Н., Кайнер Г.Б., Сацердотов П.А.

Автор: Марков Н.Н. Кайнер Г.Б. Сацердотов П.А.
Теги: приборостроение в целом применение приборов измерительная техника весы устройства для взвешивания машиностроение технология машиностроения издательство машиностроение линейные измерения
Год: 1967
Похожие
Справочник по производственного контролю в машиностроении
Справочник контрольного мастера
Допуски и посадки. Справочник. Часть 1
Измерительные приборы в машиностроении
Текст
                    Wil
пин
ннннина
Н-Н-МАРКОВ, Г-БКАИНЕР, П-А САЦЕРДОТОВ
ПОГРЕШНОСТЬ
И ВЫБОР СРЕДСТВ
ПРИ ЛИНЕЙНЫХ ИЗМЕРЕНИЯХ

Н. Н. МАРКОВ, Г. Б. КАЙНЕР,
П. А. САЦЕРДОТОВ
ПОГРЕШНОСТЬ
И ВЫБОР СРЕДСТВ
ПРИ ЛИНЕЙНЫХ
ИЗМЕРЕНИЯХ
Под общим руководством и редакцие
канд. техн, наук Н. Н. Маркова
ИЗДАТЕЛЬСТВО
„МАШИНОСТРОЕНИЕ"
Москва 1967
.УДК 681.2.088
В книге рассмотрена группа вопросов по определению по-
грешности измерения и выбору средств при линейных изме-
рениях на машиностроительных заводах. Выяснено влияние
погрешности измерения на результаты неправильной разбра-
ковки. Приводятся графики, по которым можно определить
количество неправильно принятых и неправильно1 забракован-
ных деталей и величину выхода размера за границу поля до-
пуска у неправильно принятых деталей.
Приводятся данные об ориентировочных предельных
погрешностях измерения в зависимости от допуска контроли-
руемого изделия. Рассматриваются составляющие погрешно-
сти, которые встречаются при измерении в производственных и
лабораторных условиях завода. Даны погрешности измерения
приборами, выпускаемыми специализированными заводами.
По каждой приведенной погрешности даются составляющие,
которые определяют полную погрешность измерения.
Предлагается методика выбора измерительных средств; по
которой конструктор при выборе допуска на изготовление,
исходя из служебного назначения, должен учитывать по при-
веденным таблицам погрешность измерения.
Книга предназначается для работников промышленности,
связанных с линейными измерениями, а также для учащихся
высших и средних технических учебных заведений.
3-13-6
252-67
ВВЕДЕНИЕ
Современное машиностроение характеризуется значительным
повышением производительности используемого оборудова-
ния и резко возросшими требованиями в отношении точности
получаемой продукции. Эти две особенности предъявляют к изме-
рительным средствам ряд новых требований, таких, как повы-
шение производительности контрольных операций, выбор систем
контроля, позволяющих сократить объемы контрольных опера-
ций, а также повышение точности производимых измерений.
В современном производстве требование к точности измере-
ний не только резко возросло, но и качественно изменилось. Это
изменение заключается в том, что требования к точности измере-
ния повысились непосредственно на рабочих местах, а не только
в лабораторных условиях.
В технической литературе обычно приводятся данные о по-
грешностях измерительных средств и почти отсутствуют данные
о погрешностях измерения этими средствами. Данные о погреш-
ностях измерительных средств даются по официальным норма-
тивным документам, которые из-за своего специфического на-
значения не могут отразить всего многообразия условий приме-
нения этих измерительных средств и нормируют предельную ве-
личину погрешности.
При практическом использовании нормативных данных допус-
кается два вида ошибок. В первом случае нормируемую погреш-
ность измерительных средств принимают за полную погрешность
измерения, не учитывая, что имеются другие составляющие по-
грешности, которые иногда оказываются значительно большими,
чем погрешность одного измерительного средства. Во втором слу-
чае полную погрешность измерительного средства принимают по
нормативным материалам и не учитывают, что в зависимости от
используемого метода измерения, способа настройки, используе-
мого участка предела измерения проявляется значительно мень-
шая погрешность по сравнению с нормируемой.
Приведенные два случая возможных ошибок при использова-
нии нормируемых погрешностей измерения вызывают необходи-
мость разработки технических материалов, которые давали
бы возможность обоснованно выбирать измерительные средства
з
в зависимости от конкретных условий измерения, т. е. от возмож-
ности применения того или иного средства, допусков на точность
изготовления деталей, метода настройки, характера контролиру-
емой поверхности, температурных и других условий проведения
измерений.
Технические материалы по обоснованному выбору измери-
тельных средств должны включать ряд разнообразных данных,
которые необходимы для различных категорий работников, свя-
занных с выбором приборов:
а)	сведения о влиянии погрешности измерения на результаты
разбраковывания;
б)	данные о предельных погрешностях измерения, которые
могут быть приняты для определенных контролируемых разме-
ров в зависимости от допуска на изготовление;
в)	сведения о составляющих, которые влияют на суммарную
погрешность измерения различными измерительными средст-
вами;
г)	суммарные погрешности измерения различными измери-
тельными средствами, выпускаемыми специализированными за-
водами;
д)	методика выбора измерительных средств в зависимости от
точности изготовления деталей.
При написании настоящей работы авторы стремились в мак-
симально полном объеме представить указанные материалы, при-
годные для непосредственного практического применения.
Изготовитель продукции должен учитывать погрешность при-
меняемых им методов измерения и иметь возможность в соответ-
ствии с принятой формой контроля выбрать измерительные
средства, которыми он может оценить правильность применяемой
технологии изготовления или контролировать стабильность про-
дукции, получаемой в процессе производства, а также произво-
дить разбраковку изготовленной продукции или арбитражные
проверки при возникновении споров с потребителем или между
производством и ОТК.
Следует выбирать такие методы и средства измерения, кото-
рые, обеспечивая нужную точность контроля, не увеличивают
значительно стоимость продукции из-за сложности и продолжи-
тельности контроля или неоправданного сужения допуска на
изготовление.
В технико-экономических расчетах по выбору измерительно-
го оборудования учитывают только затраты на изготовление или
закупку оборудования и оплату труда контролеров, но обычно
не обращают внимание на влияние, которое оказывает погреш-
ность измерительных средств на окончательные результаты изме-
рения. Влияние погрешности измерительных средств на результа-
ты разбраковки изделий проявляется в том, что часть годных
изделий признается браком, а часть брака признается годной.
4
Количество неправильно разбракованных изделий обычно при
расчетах связывается только с погрешностью измерения. Одна-
. ко, как показано в работах д-ра техн, наук проф. Б. А. Тайца [1],
в определенных пределах на результаты неправильной разбра-
ковки оказывает влияние и состояние технологического процес-
са, т. е. распределение фактических размеров, которые будут
разбраковываться измерительными средствами, и соотношения
между этим распределением и полем допуска. В настоящей книге
разработки проф. Б. А. Тайца получили дальнейшее развитие и
представлены в форме графиков, удобных для практического
применения. Важной особенностью проведенного исследования
является то, что обнаружено практически предельное количество
результатов неправильной разбраковки, которое может быть
установлено исходя только из погрешности измерения.
В отличие от ранее опубликованных работ [2] по определению
влияния погрешности на результаты разбраковки, представлен-
ные в настоящей книге материалы охватывают практически все
случаи, с которыми встречаются при выборе измерительных
средств.
Назначение предельных погрешностей измерения в зависимо-
сти от контролируемого размера и допуска на изготовление, как
правило, вызывает большие трудности на предприятиях и споры
между изготовителем и потребителем при изготовлении спе-
циальных измерительных средств, так как отсутствуют материа-
лы по влиянию этой погрешности на результаты измерения, а
также достаточные обоснования назначаемых величин. В техни-
ческой литературе [3], [4] даются противоречивые данные. Недо-
статок этих данных состоит в том, что они совершенно не связа-
ны с последующим выбором измерительных средств, т. е. не
подкреплены фактическим материалом, обеспечивающим воз-
можность их реализации, и в ряде случаев вступают в противо-
речие с существующей практикой.
В настоящей работе приводятся рекомендации по ориентиро-
вочным погрешностям измерения, в которых учитывается накоп-
ленный опыт нормирования погрешности измерения с учетом
существующих измерительных средств. Принципиально новым в
этих рекомендациях является то, что они доведены до практиче-
ского использования, поскольку подкрепляются указанием на
существующие измерительные средства и условия проведения из-
мерений, при которых эти рекомендации могут быть реализо-
ваны.
При использовании измерительных средств, помимо их соб-
ственной погрешности, возникает ряд других погрешностей. При-
водимая в официальных нормативных материалах погрешность
измерительных средств не отражает с требуемой для практики
полнотой характер ее проявления в зависимости от области ис-
пользования приборов.
5
Повсеместно имеет место загрубление нормативными данны-
ми фактических погрешностей, и в технической литературе почти
отсутствуют сведения о полных возможностях, которыми обла-
дают изготовляемые на инструментальных заводах измеритель-
ные средства. В настоящей работе сделана попытка наиболее
полно раскрыть точностные возможности, которыми обладают
существующие измерительные средства. Рассматривается все-
стороннее влияние температурных деформаций, влияющих на
погрешности измерения. Немногочисленные данные [5] о влиянии
измерительного усилия приборов на погрешность обычно приво-
дятся в отношении только контактных деформаций.
В книге рассмотрено также влияние на суммарную погреш-
ность измерения таких составляющих как субъективность опе-
ратора, погрешность установочных мер, отклонения от правиль-
ной геометрической формы. Приведенные данные в основном
охватывают те доминирующие составляющие погрешности, кото-
рые возникают при измерениях.
В технической литературе приводится чрезвычайно мало све-
дений о суммарных погрешностях измерения. Приведенные в.
некоторых работах [4] данные относятся к периоду 1948 г. и
имеют два существенных недостатка, хотя в свое время они сыг-
рали большую роль в машиностроении. Первый недостаток за-
ключается в том, что эти данные охватывают номенклатуру из-
мерительных средств, существовавшую к моменту создания ука-
занной работы. Вторым недостатком следует считать отсутствие-
в работе [4] достаточных сведений об условиях проведения изме-
рений, при которых появляются приводимые погрешности.
Принципиальное отличие новых разработок заключается в
том, что предусматривается вариантность использования различ-
ных измерительных средств в зависимости от условий проведения
измерений.
В настоящей работе впервые дается методика выбора кон-
кретных измерительных средств с указанием условий проведе-
ния измерений. Принципиально новым в этой методике является
то, что в сферу выбора измерительных средств включается кон-
структорская служба.
В книге приведены данные о результатах разработок, прове-
денных авторами в Бюро взаимозаменяемости (БВ), и обобще-
ния накопленного практического опыта.
Авторы приносят благодарность сотрудникам отдела метро-
логии БВ, оказавшим большую помощь при разработке материа-
ла книги, а также при подготовке ее к печати.
Все замечания и предложения по содержанию книги просима
направлять по адресу: Москва, Б-66, 1-й Басманный пер., д. 3».
изд-во «Машиностроение».
I. ВЛИЯНИЕ ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ
НА РЕЗУЛЬТАТЫ РАЗБРАКОВКИ
1.	ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
О общем случае контроля линейных размеров в зависимости
О от поставленной задачи могут преследоваться две различные
цели. Для достижения одной из них в результате измерения
определяют размер контролируемой детали (или его колебание)
в абсолютных величинах. Для достижения другой цели определя-
ют размер контролируемой детали в пределах предписанных для
нее предельных отклонений и по результатам измерения относят
деталь к годным или бракуют ее.
Типичным, широко распространенным случаем двоякой цели
измерения в машиностроении является применение плоскопарал-
лельных концевых мер длины по классам и разрядам. Примером
нахождения фактического размера является аттестация деталей,
используемых в виде образцовых либо с целью определения дей-
ствующих зазоров или натягов.
В зависимости от поставленной цели контроля погрешность
измерения по-разному влияет на получаемые результаты.
При аттестации контролируемого размера погрешность изме-
рения приводит к тому, что детали присваивается размер, кото-
рый хотя и называется «действительным», но достоверность его
зависит от погрешности, проявившейся в момент измерения. Ве-
личина вносимой при этом ошибки зависит только от степени
проявления погрешности измерения в данный момент. При каж-
дом разовом измерении влияние детали на погрешность измере-
ния может проявиться только тогда, когда ее размеры неравно-
мерны, а методика, принятая при измерении, не выявляет этой
неравномерности.
При приемочном контроле погрешность измерения взаимо-
действует с фактическими размерами и оказывает влияние на
окончательные результаты измерения только тех деталей, у ко-
торых размеры находятся близко к границам поля допуска.
Практически это условие касается деталей, которые имеют дейст-
вительные отклонения от границы допуска в зоне соответствую-
щей погрешности измерения.
Таким образом, на результаты измерения при приемочном
контроле оказывает влияние не только погрешность измерения,
7
но и фактический размер, который имела в этот момент кон-
тролируемая деталь.
В зависимости от состояния и конструкции измерительного
средства и условий проведения измерений погрешность измере-
ния проявляется в определенной закономерности. Действитель-
ные размеры обработанных деталей также подчиняются опреде-
ленным закономерностям, т. е. имеют определенный закон рас-
пределения. Следовательно, сочетание погрешности измерения и
действительного размера контролируемой детали является собы-
тием случайным и определить результаты неправильной разбра-
ковки при определенном сочетании можно только вероятностным
путем.
Распределение погрешности измерения повсеместно прини-
мается по нормальному закону (закону Гаусса). Исследование
распределения погрешностей измерения устанавливает, что при
строгом анализе можно обнаружить отсутствие математического
подтверждения абсолютно точного закона нормального распре-
деления. Но эти отклонения настолько незначительны, что для
практических целей во многих случаях можйо безошибочно при-
нимать нормальный закон. Сущность нормального закона рас-
пределения полностью соответствует сущности проявляемых
погрешностей измерения: а) положительные и отрицательные
случайные ошибки, равные по абсолютной величине, одинакова
вероятны; б) большие по абсолютной величине ошибки встреча-
ются реже, чем ошибки меньшие по абсолютной величине;
в) с увеличением числа измерений одной и той же величины
среднее арифметическое случайных ошибок стремится к нулю;
г) для данного метода измерения случайные ошибки не превос-
ходят по абсолютной величине известного предела, т. е. практи-
чески имеет место предельная погрешность.
В связи с тем что для погрешности измерения принимается
закон нормального распределения, который имеет симметрич-
ный характер, не только в таблицах, но и в обозначениях его»
параметров используется свойство симметричности. Так, за пре-
дельную погрешность измерения принимается 6мет, т. е. односто-
роннее отклонение симметричного распределения. Предельной
ошибкой измерения можно было бы принять величину разброса
случайного распределения. Но в теории и практике под понятием,
«предельная погрешность» понимают одностороннее отклонение.
Одностороннее отклонение характеризует предельную ошибку
измерения, которая может проявиться при измерении одной де-
тали. В то же время, если определить разброс- размеров всех де-
талей, измеренных с этой погрешностью, то разброс будет равен
удвоенной величине погрешности. Так, если погрешность измере-
ния составляет ±2 мкм, то в отношении одной детали размер мо-
жет быть определен с ошибкой на эту величину (т. е. больше или
меньше на 2 мкм— одностороннее отклонение), а в партии могут
8
оказаться детали, у которых размер будет завышен на предель-
ную величину +2 мкм или занижен на эту величину, т. е. —2 мкм,
и общий разброс будет составлять 4 мкм.
Для общих расчетов по определению погрешности измерения
удобно связывать погрешность измерения с контролируемым до-
пуском, т. е. принимать относительную величину
Л  ^мет
где Амет—относительная погрешность измерения (коэффици-
ент точности метода измерения);
Ьмет — предельная погрешность метода измерения;
Айза — поле допуска контролируемого параметра.
Относительную погрешность измерения выражают обычно
либо в процентах, либо десятичной дробью.
Для определения относительной ошибки измерения предель-
ную погрешность относят ко всему полю контролируемого допус-
ка Лиза. Например, при контроле изделия с допуском ±20 мкм и
предельной погрешностью измерения, равной ±4 мкм, относи-
тельная погрешность измерения будет равна
А мет ——— — 0,1,
40
или 10%. Отнесение предельной погрешности измерения ко всему
контролируемому допуску, а не к половине его, даже при сим-
метричном распределении представляет более общий случай, так
как может быть использовано как при симметричном, так и при
несимметричном способе нормирования погрешности изготовле-
ния деталей.
Как было указано, для результатов разбракования не безраз-
лично состояние размеров контролируемых деталей. В предель-
ном случае это может быть представлено в следующем виде.
Когда в партии деталей, которая должна быть проверена, раз-
меры деталей находятся в пределах поля допуска, то естествен-
но, что при измерении среди проверенных не будет неправильно
принятых деталей, поскольку их нет в действительности, но бу-
дут неправильно забракованные из-за погрешности измерения.
Если же контролируется партия деталей, размеры которых все
выходят за пределы поля допуска, т. е. все они негодные, то в про-
веренной партии не будет неправильно забракованных деталей, а
будут только детали неправильно принятые. Во всех остальных
промежуточных случаях будут неправильно приняты бракован-
ные детали, и неправильно забракованы годные. Количество та-
ких неправильно разбракованных деталей будет зависеть не
только от погрешности измерения, но и от законов распределе-
ния отклонений размеров контролируемых деталей.
9
Анализ всевозможных технологических процессов обработки
деталей показывает, что распределения размеров контролируе-
мых деталей обычно не имеют строго выраженных законов.
Вместе с тем для практического применения и, в частности, для
выявления результатов неправильной разбраковки, вызванных
погрешностями измерения деталей, можно остановиться на двух-
трех законах распределения. Такими законами распределения
являются закон нормального распределения (Гаусса), закон су-
щественно-положительных величин (Максвелла) и закон равной
вероятности (прямоугольника).
Устанавливать связь между результатами разбраковки и за-
конами распределения погрешностей контролируемых парамет-
ров наиболее удобно через характеристики законов распределе-
ния и прежде всего через среднеквадратическое отклонение
бтех (технологическое). Влияние законов распределения контро-
лируемых объектов на результаты рассортировки удобнее выра-
зить через относительную величину, связанную как с допуском
контролируемых объектов, так и с характеристикой распределе-
ния, например -*изд для симметричных законов распределения
° тех
и -^за для несимметричных законов распределения.
°тех
В зависимости от принятых соотношений, характеризующих
состояние технологического процесса, и относительных погреш-
ностей измерения количественное определение результатов раз-
браковки может быть произведено только с помощью вероятност-
ных методов расчета.
Необходимо обратить внимание, что при вероятностных расче-
тах принимается бесконечно большая совокупность контролируе-
мых деталей. Вероятностный метод расчета вносит определен-
ную условность, поскольку реальные условия несколько отлича-
ются от расчетных, но эта условность вполне допустима для
такого рода расчетов.
2.	РЕЗУЛЬТАТЫ РАЗБРАКОВКИ ПРИ РАСПРЕДЕЛЕНИИ
КОНТРОЛИРУЕМЫХ ПАРАМЕТРОВ ПО НОРМАЛЬНОМУ
ЗАКОНУ (ЗАКОН ГАУССА)
Известно [6], что при определенных условиях производства,
когда отсутствует ощутимый износ режущего инструмента, имеет
место стабильная работа оборудования и применяемой оснастки,
может быть принято, что отклонения линейных и угловых раз-
меров деталей подчиняются нормальному закону распределения.
Даже если и устанавливается, что полная сходимость отсутству-
ет, то для практических приложений, связанных с определением
результатов разбраковки деталей и последующего правильного
10
~ зд *-
выбора измерительных средств, может с большой достоверностью
приниматься закон нормального распределения.
На рис. 1 показана взаимосвязь распределения отклонений
размеров изготовленных деталей, нормируемого допуска и по-
грешности измерения. В верхней части рисунка изображена кри-
вая нормального распределения отклонений размеров. Симмет-
рично относительно ее центра группирования располагается
допуск на контролируемый размер. Для удобства рассмотрения
принято, что центр группирования погрешностей контролируе-
мых деталей совпадает с серединой допуска. Но это условие не
ограничивает область применения полученных значений, и ниже
будет показано, что полученные выводы полностью могут быть
использованы, когда центр груп-
пирования не совпадает с середи-
ной поля допуска и имеется си-
стематическое смещение. На этом
же рисунке показано, что по гра-
ницам поля допуска находятся
распределения погрешностей из-
мерения.
Если бы применяемый метод
измерения имел предельную по-
грешность, равную нулю, т. е. со-
вершенно не обладал погрешно-
стью (практически имелась бы
пренебрежимо малая погреш-
ность), то на кривой распределе-
ния (рис. 1) контролируемых де-
талей на границах поля допуска
все действительно бракованные
детали оказались бы забракован-
ными, а все детали с размерами,
не выходящими за границу поля
годными.
Распределение измеренных деталей графически изобрази-
лось бы в виде усеченной кривой нормального закона распреде-
ления. (На рис. 1 эта площадь кривой заштрихована).
В реальных производственных условиях обязательно возни-
кает погрешность измерения, которая оказывает влияние на ре-
зультаты разбраковки деталей. Естественно, что эти искажения
будут относиться к участкам кривой распределения, расположен-
ным от границ поля допуска в обе стороны и в отношении дета-
лей, отклонения которых отличаются от предельно допустимых
значений на величину, не превышающую предельной погрешно-
сти измерения. Погрешность измерения проявится и при провер-
ке деталей, расположенных у центра группирования, но эти ре-
зультаты не смогут исказить картину распределения, поскольку
11
Рис. 1. Взаимосвязь погрешности изго-
товления деталей, допуска и погрешно-
сти измерения
допуска, были бы признаны
произойдет только перераспределение деталей, и по результатам
измерения не делается заключений об отнесении детали в каче-
ственно другую группу. На рис. 2 показан характер искажений
кривой распределения отклонений размеров деталей, рассортиро-
ванных с определенной погрешностью. Эту кривую можно полу-
чить после того, как рассортированные детали будут проверены
новым методом, практически не обладающим погрешностью.
Пунктирная линия является кривой технологического распреде-
ления отклонений размеров контролируемой детали, и получает-
ся она в тех случаях, если детали были измерены абсолютно
точным методом.
В рассмотренных условиях для оценки влияния погрешности
измерения на результаты разбраковки необходимо установить
связь между погрешностью измерения (коэффициентом точности
Рис. 2. Влияние погрешности измере-
ния на распределение измеренных
деталей

метода измерения Амет), вероят-
ностью неправильного принятия
бракованных деталей т, вероят-
ностью забракования годных де-
талей п и вероятностной величи-
ной выхода размера за границу
поля допуска С у неправильно
принятых деталей. Эта связь
должна быть установлена для
определенных соотношений меж-
ду контролируемым допуском
8и3д и технологическим рассея-
нием Отех.
Поставленную задачу можно рассматривать как нахождение
композиционного закона двух законов нормального распределе-
ния отклонений размеров со смещенными центрами группирова-
ния. Известно [7], что полученный композиционный закон также
будет нормальным, но центр группирования распределения изме-
ренных деталей будет смещен на величину половины поля допус-
ка (при условии, если рассматривается композиция нормального
технологического распределения и нормального распределения
погрешности измерения, расположенного около одной границы
поля допуска).
Полученная композиционная кривая будет характеризовать
распределение измеренных деталей, и дисперсия нового распре-
деления равна сумме дисперсий составляющих законов.
Однако по полученной композиционной кривой нормального
распределения невозможно в отдельности выяснить вероятность
неправильного принятия и забракования и величины выхода за
границу поля допуска у неправильно принятых деталей.
Определение требуемых показателей результатов разбраков-
ки должно рассматриваться как сложное событие, состоящее из
двух простых. Для этого следует установить вероятность появле-
12
ния контролируемых деталей в определенных зонах распределе-
ния. Рассмотрим способ определения вероятности неправильно-
го принятия бракованных деталей т.
Вероятность того, что деталь находится в границах поля до-
пуска, при приемке абсолютно точным методом измерения вы-
ражается величиной
2Ф(2),
где
$изд
&тех
Вероятность нахождения бракованных деталей в зоне, кото-
рая равна величине 6Мет, для обеих границ равна
2[Ф(Л-Ф(2)],
где
2' _ $иэд dz &мет
атех
При проверке этих
бракованных деталей с
погрешностью, равной
блеет, будут ПриЗНЗНЫ
годными не все детали,
которые находятся в
этой зоне, а значи-
тельно меньшее коли-
чество.
Для того чтобы де-
таль, имеющая откло-
нения размера, выхо-
дящие за границу поля
допуска, была призна-
на годной-, необходимо, чтобы в тот момент, когда контролирует-
ся деталь с отклонениями, выходящими за границу поля допу-
ска на величину х (рис. 3), погрешность измерения проявилась
с обратным знаком и величиной, большей, чем это отклонение.
Упрощенно это можно представить следующим образом. Если
контролируемая деталь имеет размер, выходящий за границу
поля допуска на величину +2 мкм, то эта бракованная деталь
может быть признана годной только в том случае, если в мо-
мент измерения этой детали погрешность измерения будет боль-
ше, чем 2 мкм, например 3 мкм.
Вероятность появления этого события [8] выражается произ-
ведением плотности вероятностей [<р(х)] на вероятность прояв-
13
ления, погрешности измерения, большей, чем ________х, равной
I	т. е.
—X
<р (и) = <р (х) J ф (у) dy;
_ (5цзд+*)2
Ф(Х) =---------
(Утех V 2л
х2
2(Умет
1
ф(#) =------
®мет V
Полная вероятность неправильной приемки бракованных де-
талей, находящихся за обеими границами поля допуска, будет
равна интегралу этого произведения, т. е.
m = 2Ф (и) = 2
1
----------• е
а тех У 2л
( Ъизд+х)'2,
2°тех
тех X
Х=оо
2(Jjwem
1
(Умет "V 2л,
dx dx.
(1)
• е
Представленное теоретическое значение вероятности непра-
вильного принятия бракованных деталей подразумевает беско-
нечно большие отклонения контролируемых деталей за границу
поля допуска. В практике необходимо ограничиваться реальны-
ми величинами, соизмеримыми с погрешностями измерения.
В этих условиях при нахождении величины, т. е. значения инте-
грала 2Ф(и) может быть найдено значение и, а следовательно,
и практическая величина выхода С за границу поля допуска.
Непосредственное вычисление значения m по приведенному
выше выражению является громоздким и практически трудно-
осуществимым. Более простым и удобным методом, обеспечива-
ющим приемлемые результаты, является способ численного ин-
тегрирования, предложенный проф. Б. А. Тайцем [1] с использо-
ванием таблиц функций Ф(2).
При методе численного интегрирования производится сту-
пенчатое определение вероятностей сложного события, связанно-
го с возникновением погрешности измерения и появлением дета-
ли с определенным отклонением. Для этой цели зона технологи-
ческого распределения контролируемых деталей за границей
поля допуска в пространстве, охватываемом распределением по-
грешности измерения, разбивается на ряд участков. На такое же
количество участков разбивается и кривая распределения по-
грешности измерения. После этого осуществляется последова-
тельное перемножение площадей этих участков, определенных по
таблицам функции Ф(2) при определенных значениях Z, и сум-
мирование этих произведений.
14
Из полученной суммы произведений вычитается 0,27% слу-
чаев при определении вероятности неправильного принятия дета-
лей, для того чтобы сохранить требование нормального закона
распределения о предельной величине, не выходящей за ±3о.
Для рассмотрения порядка расчета вероятности неправиль-
ного принятия бракованной детали разберем конкретный пример.
Производится рассортировка деталей, у которых распределе-
ние выходит за границы допуска. Обычно все размеры должны
находиться в пределах допуска 6и3д = ±ЗоТех, т. е. 2бизд = 6оТех-
Однако, встречаются случаи, когда все распределение отклоне-
ний находится на участке технологического распределения,
биэд = ±1,8отех, т. е. 2дизд = 3,6оТех, и по обе стороны от границ
поля допуска находится ±1,2огех, т. е. 2,4оГех бракованных де-
талей. В другом виде это может быть представлено соотношени-
ем -изд = 1,8 или ди3д = 1,8отех. Это распределение деталей
"гех
будет контролироваться методом; который имеет погрешность,
составляющую 30% от допуска, т. е.
Амет =	= О.з и 6лет = 0,3 • 26азд = 0,66иэд.
Я>изд
Из приведенных соотношений может быть установлено, что
поскольку
^мет ~ 0,66пзд, П 6изэ ~ 1,8^тех,
ТО
= 0,6 • 1,8а = 1,08атех*
Последнее выражение указывает, что предельная погреш-
ность метода измерения оказывает влияние на контролируемые
детали, отклонения размеров которых от границы поля допуска
соответствуют величине не больше чем 1,08отех.
Для того чтобы определить вероятность неправильного при-
нятия бракованных деталей, необходимо обследовать участок
технологического распределения, отстоящий от границы поля
допуска на предельную погрешность измерения, поскольку толь-
ко эти бракованные детали по результатам измерения могут
быть признаны годными.
При разбивке на участки рассматриваемых кривых для чис-
ленного интегрирования практически было установлено, что оп-
тимальное число таких участков может быть принято равным
шести. Разбивка на большее количество участков дает некоторое
уточнение выявляемых величин, но это уточнение незначительно,
а трудность расчетов увеличивается. Пример по определению ре-
зультатов разбраковки приведен на рис. 4.
Участок технологического распределения от начала, соответ-
ствующего 1,8оТех (граница поля допуска) до 2,88 отех (граница
15
влияния погрешности измерения 1,8аТех + 1,08атех = 2,88аТех),
разбивают на шесть интервалов с разницей, равной
= 1 ,08агех = 0) J 8а^
6
6
(границы участков в долях <зтех: 1,8—1,98; 1,98—2,16; 2,16—
2,34; 2,34—2,52; 2,52—2,7; 2,7—2,88).
При определении количества неправильно забракованных де-
талей порядок расчета такой же, как и при определении непра-
^ис. 4. Пример по определению результатов разбра-
ковки
таблицам функции Ф(2) определяют
вильно принятых, но
рассматривают уча-
сток, расположенный
от границы поля допу-
ска к центру группи-
рования и протяженно-
стью от 1,8отех (грани-
ца поля допуска) до
0,72отех (граница влия-
ния погрешности из-
мерения 1,8аТех —
1,08отех = 0,72атех) • В
последнем случае ис-
следуемый участок
также разбивают на
шесть интервалов с
разницей, равной
0,18аТех (границы уча-
стков в ДОЛЯХ Отех’.
0,72—0,9;	0,9—1,08;
1,08—1,26;	1,26—1,44;
1,44—1,62; 1,62—1,8).
После разбивки
кривых распределения
на шесть участков по
вероятность появления
размера на каждом участке (см. рис. 4).
Для определения вероятности появления погрешностей изме-
рения, соответствующих участкам технологического распределе-
ния, распределение погрешности измерения разбивается на такое
же число интервалов, как и технологическое распределение (т. е.
на шесть). Вероятность того, что погрешность измерения больше,
чем среднее отклонение в интервале участков технологического
рассеяния, будет равна 0,5—Ф(2), где Z — соответствует середи-
не интервала, на которые разбит участок от 0 до ЗаМет- Получен-
ные значения вероятности для погрешности измерения являются
постоянными для всех расчетов при различных технологических
распределениях. Во всех последующих расчетах полученные ве-
16
роятности используются как постоянные множители. Произведе-
ние вероятностей по участкам характеризует вероятность непра-
вильного принятия (правые участки от границы допуска) или не-
правильного забракования (левые участки от границы допуска).
Сумма этих значений дает полную вероятность неправильных
разбраковок.
Последовательность расчетов неправильно принятых и непра-
вильно забракованных деталей в рассматриваемом примере по-
казана в табл. 1 и 2.
Возможная величина выхода С размеров за границу допуска
рассчитывается на основании результатов расчета количества
неправильно принятых деталей.
Определяется величина максимально возможного выхода
размера С за границу поля допуска, соответствующая найденной
вероятности неправильно принятых деталей. С этой целью для
каждой границы участков, на которые разбито технологическое
распределение, определяют полные вероятности приема брако-
ванных деталей (равные сумме предыдущих значений) и соответ-
ствующие им величины выхода С, а потом определяют значение С
для определенной величины т. В рассматриваемом примере для
полной вероятности неправильного принятия по одной границе
допуска, т. е. 0,00753633 [в табл. 1, 2 ( Si X S2)], величина воз-
можного выхода равна предельной погрешности измерения, ко-
торая СОСТаВЛЯеТ 0,66изд(бл1ет = 0,66изд).
Проведя последовательное суммирование по всем участкам,
находим два соседних участка, между которыми находится зна-
чение вероятности неправильного принятия деталей для одной
границы допуска. В рассматриваемом примере это будет выгля-
деть следующим образом: для суммы всех участков, т. е. для
0,00753633, как уже было сказано, величина выхода С равна
предельной погрешности измерения, т. е. С = Ъмет = 0,6диза; для
суммы вероятностей по участкам, кроме последнего (т. е. для
0,00753633 — 0,00000450 = 0,00753183), величина С = 0,56изд; так
как весь участок погрешности измерения разбит на шесть частей,
и весь он равен 0,6бизд, то каждый из них будет равен 0,1биз9-
Для последующих участков вероятность равна
0,00753183 — 0,00002928 = 0,0750255, С =
0,00750255 — 0,00014837 = 0,00735418 С = №изд\
0,00735418 — 0,00061248 = 0,0067470 С = 0,28изд;
0,00674170 — 0,00192610 = 0,00481560 С = 0Д8изд.
При таком последовательном рассмотрении всех участков на-
ходим, что подсчитанная вероятность неправильного принятия т
находится между двух значений возрастающей суммы, т. е. меж-
ду 0,00481560, где С = Wu3d, и 0,0067417, где С = 0,26изд. Ин-
терполируя эти два значения, находим, что для вероятности
17
Таблица 1
Определение точки графика ошибочно принятых деталей (ш %)
, _ §мет (30%)	^изд	3°мет Grex (2X0,3 • 1 ,8=1 .08)	* N 00 11 N ID K> OO	Zt — z2 (1,98-2, 16)	Zi — z2 (2,16-2,34)	Zi — z2 (2,34—2,52)	Zi — z2 (2,52-2,7)	Zi — z2 (2,7—2,88)
	aTex (1.8)							
	Ф (22)		0,4761	0,4846	0,4904	0,4941	0,4965	0,4980
	Ф (ZJ		0,4641	0,4761	0,4846	0,4904	0,4941	0,4965
	Si = ®(Z2) -		0,0120	0,0085	0,0058	0,0037	0,0024	0,0015
Границы участков распределения погреш-			0—0,5	0,5—1,0	1,0—1,5	1,5-2,0	2,0-2,5	2,5-3,0
ности измерения								
Z + Z Средняя точка участка	погреш-								
ности измерения			0,25	0,75	1,25	1,75	2,25	2,75
			0,0987	0,2734	0,3944	0,4599	0,4878	0,4970
S2	= 0,5 — Ф		0,4013	0,2266	0,1056	0,0401	0,0122	0,0030
•$i х S2			0,00481560	0,00192610	0,00061248	0,00014837	0,00002928	0,00000450
S (S1 X S2)			0,00753633					
2S (St X S2)			0,01507266					
tn =	= 2S(SX X	S2) — 0,0027	0,01237266					
m% = 100 X m			1,24%					
Таблица 2
Определение точки графика ошибочно забракованных деталей (п %)
А (30%)	§иэд	3 a мет	(0,72—0,9)	Zi -z2 (0,9 — 1 ,08)	Zi — Z2 (1,08-1,26)	Z1-Z2 (1,26—1,44)	Zi — Z2 (1 ,44-1 ,62)	Zi — Z2 (1 ,62—1,8)
	Grex (1,8)	атех (2 • 0,3 • 1 ,8 = 1 ,08)						
Ф(22) Ф(Л) Si = ф (Z2)- ф (Z,)			0,3159 0,2642 0,0517	0,3599 0,3159 0,0440	0,3962 0,3599 0,0363	0,4251 0,3962 0,0289	0,4474 0,4251 0,0223	0,4641 0,4474 0,0167
Границы участков распределения погреш- ности измерения			3,0-2,5	2,5—2,0	2,0—1,5	1,5—1,0	1.0-0,5	0,5—0
r	Zt + Z2 Средняя точка участка	погреш- ности измерения			2,75	2,25	1,75	1,25	0,75	0,25
			0,4970	0,4878	0,4599	0,3944	0,2734	0,0987
			0,0030	0,0122	0,0401	0,1056	0,2266	0,4013
XS2			0,00015510	0,00053680	0,00145563	0,00305184	0,00505318	0,00670171
S(SjXS2)			0,01695426					
2n = 2X (Sx X S2)			0,03390852					
2n% = 100 • 2n			3,39					
Рис. 5. График для определения количества неправильно принятых деталей в процентах от ко-
личества проверенных (отклонения размеров контролируемых параметров и погрешность изме-
рения распределяются по нормальному закону)
20
0,01237266	„ hhciociqq
выхода за одну границу допуска, т. е. -------------= 0,006186133^
величина выхода будет составлять 0,171dU3a, или 17,1% от одно-
стороннего отклонения.
Рис. 6. График для определения количества неправильно забракованных деталей в процента*
от количества проверенных (отклонения размеров контролируемых параметров и погрешность
измерения распределяются по нормальному закону)
Приведенная методика позволяет произвести расчет по опре-
делению результатов неправильной разбраковки изделий для
различных случаев.
На рис. 5—7 приведены графики, рассчитанные по рассмот-
ренной методике для определения количества неправильно при-
нятых деталей т (рис. 5), количества неправильно забракован-
21
Рис. 7. График для определения величины выхода размера за каждую границу допуска у не-
правильно принятых деталей (отклонения размеров контролируемых параметров и погрешность
измерения распределяются по нормальному закону)
22
ных деталей п (рис. 6) и предельной вероятностной величины вы-
хода за границу поля допуска С у неправильно принятых
деталей (рис. 7).
Следует обратить внимание, что величины тип даются в за-
висимости от общего количества проверенных деталей и одновре-
менно для обеих границ поля допуска при симметричном выходе
за эти границы.
3.	РЕЗУЛЬТАТЫ РАЗБРАКОВКИ ПРИ РАСПРЕДЕЛЕНИИ
КОНТРОЛИРУЕМЫХ ПАРАМЕТРОВ ПО ЗАКОНУ
СУЩЕСТВЕННО-ПОЛОЖИТЕЛЬНЫХ ВЕЛИЧИН
(ЗАКОН МАКСВЕЛЛА]
Распределение существенно-положительных величин иногда
называют также законом Максвелла, или законом распределения
эксцентрицитета, а иногда и законом двухмерного распределе-
ния, когда составляющие его координаты распределяются по
нормальному закону. Принято считать, что погрешности многих
контролируемых параметров в машиностроении распределяются
по закону существенно-положительной величины, в основном та-
ких параметров, при контроле которых определяется колебание
контролируемого размера, а не величина размера. Например,
несоосности двух номинально соосных цилиндрических поверх-
ностей (эксцентрицитет, биение и т. д.); непараллельности двух
образующих цилиндрических поверхностей (конусность), если
плоскость не фиксирована; непараллельности двух плоскостей;
неперпендикулярности двух плоскостей или оси к плоско-
сти; разностенности (направление не задано) и некоторых
других [6].
Характерной особенностью распределения существенно-поло-
жительных величин является то, что оно имеет одно граничное
значение, равное нулю, и не носит симметричного характера.
Эта особенность приводит к тому, что требуется рассчитывать
неправильно принятые и неправильно забракованные детали
для всего распределения, а не для одной границы поля допуска,
как это производили при расчетах для закона нормального рас-
пределения.
В связи с этим, при расчете результатов разбракования сов-
мещают нижнюю границу технологического распределения
с нижней границей поля допуска.
При законе существенно-положительных величин выход за
границу поля допуска наблюдается только у одной — верхней
границы поля допуска. Для нижней границы поля допуска, зна-
чение которой равно нулю, такой выход не имеет смысла. Вели-
чина выхода за границу поля допуска при расчете определяется
по отношению ко всему допуску.
23
0,321 0,655 0,932- 1,310 1,637 1,965
2,292 2,620r-^-
° те» круг,
Рис. 8. График для определения количества неправильно принятых деталей
в процентах от количества проверенных (отклонения размеров контролируе-
мых параметров распределяются по закону существенно-положительных ве-
личин, погрешность измерения — по нормальному закону)
24
0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0	3,5 4,0	4,5 5,0 55 Лизд
итех. лин.
0,321 0,655 0,982 1,310 1,631 1,965 2,292 2,620 2,941 ?™ 3,50.? - U3S
б тех. круг.
Рис. 9. График для определения количества неправильно забракованных деталей в процен-
тах от количества проверенных (отклонения контролируемых параметров распределяются
по закону существенно-положительных величин, погрешность измерения — по нормальному
закону)
25
0327 0655 0,982 1,310 1,837 1,960 2,292	—
*	’	и тек. круг
Рис. 10. График для определения величины выхода за границу поля допуска у неправильно
принятых деталей (отклонения контролируемых параметров распределяются по закону суще-
ственно-положительных величин, погрешность измерения — по нормальному закону)
26
Методика расчета результатов разбраковки контролируемых
деталей при распределении этих параметров по. закону сущест-
венно-положительных величин в основном аналогична методике
расчета, когда контролируемые параметры подчиняются закону
нормального распределения.
В таблицах функции Ф(2) для закона существенно-положи-
тельных величин, которые используются для расчетов, даются за-
висимости между Z и средним квадратическим отклонением
кругового распределения Округ или о0. Это среднее квадратичес-
кое отклонение несколько больше, чем линейное среднеквадрати-
ческое отклонение олин, которое определяется при обычной мето-
дике расчета этой характеристики. Линейное и круговое средне-
квадратические отклонения связаны следующей зависимостью:
Олин = О,65о0.
При этих обстоятельствах вся зона технологического распре-
деления для закона существенно-положительных величин равна
3,44о0 в круговых средних квадратических отклонениях или
5,25олин в линейных средних квадратических отклонениях.
В связи с указанной особенностью все расчеты по определе-
нию результатов разбраковки более удобно производить с ис-
пользованием существующих таблиц в круговых средних квад-
ратических отклонениях, а окончательные результаты приводить
к линейным средним квадратическим отклонениям.
Для сохранения единства требований в отношении предель-
ных значений вероятностных расчетов для закона существенно-
положительных величин, как и для закона нормального рас-
пределения при определении вероятности неправильного при-
нятия бракованных деталей, не учитывалась вероятность,
равная 0,27%.
С учетом указанных особенностей на рис. 8—10 приведены
графики, по которым может быть определено количество непра-
вильно принятых деталей т (рис. 8), количество неправильно
забракованных деталей п (рис. 9) и предельная вероятностная
величина выхода С за границу поля допуска. Для возможных
случаев использования даны зависимости как от линейных
Отехлин, так и круговых о тех круг средних квадратических откло-
нений.
4.	РЕЗУЛЬТАТЫ РАЗБРАКОВКИ ПРИ РАСПРЕДЕЛЕНИИ
КОНТРОЛИРУЕМЫХ ПАРАМЕТРОВ ПО ЗАКОНУ РАВНОЙ ВЕРОЯТНОСТИ
(ЗАКОН ПРЯМОУГОЛЬНИКА)
Распределение по закону равной вероятности, иногда назы-
ваемому прямоугольным или равномерным, является простейшим
распределением для непрерывной случайной функции и также
имеет место в машиностроении при некоторых видах технологи-
ческих процессов, хотя и значительно реже встречается, чем за-
27
коны нормального распределения и существенно-положительных
величин.
Для этого закона распределения расчет результатов разбра-
ковки при тех же исходных зависимостях производится по анало-
гичной методике, что и для предыдущих законов. Некоторым от-
личием, связанным с особенностью этого закона распределения,
Рис. 11. График для определения количества неправильно принятых и неправильно забрако-
ванных деталей в процентах от количества проверенных деталей (отклонения контролируемых
параметров распределяются по закону равной вероятности, погрешность измерения — по нор-
мальному закону)
является то, что вся зона распределения составляет ±1,73отех, а
сам закон имеет симметричный характер. В связи с простейшей
формой этого закона в каждом участке распределения плотность
вероятности является величиной постоянной и определяется ис-
ходя из условия, что площадь всего прямоугольника равна 1.
На рис. 11 и 12 приведены графики, на которых даны резуль-
таты расчетов по установленным выше исходным данным.
При этом на рис. 11 приведены значения для определения коли-
28
чества неправильно принятых т и неправильно забракованных
п деталей, а на рис. 12 — величины выхода за границу поля до-
пуска. Возможность приведения величин т и п на одном графике
связана с простейшей формой рассматриваемого закона распре-
деления. При определенном положении границы поля допуска,
когда зона погрешности измерения располагается внутри зоны
технологического распределения, число неправильно принятых и
неправильно забракованных деталей будет одинаково, поскольку
количество деталей, для которых вследствие погрешности изме-
Рис. 12. График для определения величины выхода размера за каждую
границу допуска у неправильно принятых деталей (отклонения размеров
контоолируемых параметров распределяются по закону равной вероятности,
погрешность измерения — по нормальному закону)
рения имеется вероятность неправильного принятия и неправиль-
ного забракования, одинаково. Такое условие сохраняется
до тех пор, пока границы поля допуска и погрешности
измерения отстоят от центра группирования на ве-
личину, не превышающую ±1,73о, и соблюдается условие
®изд 4" ^Омет 1,73(Т7»ех«
Количество неправильно принятых и неправильно забрако-
ванных деталей будет равномерно возрастать до определенного
периода с увеличением соотношения ^изд . Это объясняется тем,
&тех
что одновременно изменяется и величина соотношения погреш-
ности измерения, и технологического распределения.
При дальнейшем увеличении соотношения ^иза-, когда рас-
®тех
пределение погрешности измерения начинает выходить за преде-
29
лы технологического распределения, количество неправильно-
принятых деталей будет резко сокращаться и дойдет до нуля при
прохождении центра группирования погрешности измерения че-
^изд
рез границу технологического распределения — при —— =
1,7322, т. е. в момент совпадения границ поля допуска и техноло-
гического распределения. В этот момент количество неправильно*
забракованных деталей достигает максимума. При еще большем
увеличении-^-—-Г-^3^ > 1,7322] количество неправильно забра-
®тех L °тех
кованных деталей начинает уменьшаться, сначала резко, а потом;
медленнее, асимптотически приближаясь к нулю.
5.	АНАЛИЗ ГРАФИКОВ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ РЕЗУЛЬТАТОВ РАЗБРАКОВКИ
В предыдущих разделах показано влияние погрешности изме-
рения на результаты разбраковки. Для практического примене-
ния вполне достаточно принять закон нормального распределе-
ния, когда рассматривается контроль размеров и закон сущест-
венно-положительных величин для случая контроля колебания-
размера.
На приведенных выше графиках приняты значения погрешно-
стей измерения от 5 до 50% от контролируемого допуска. Одна
часть кривых на графиках для двух основных законов распреде-
ления сделана сплошными линиями, другая — пунктирными. Кри-
вые разделяет ось ординат, которая проходит в том месте графи-
ка, где между контролируемым допуском и средним квадрати-
ческим отклонением технологического распределения существу-
ют следующие соотношения:-^^ = 1 для нормального закона и?
атех
—= 2 для закона существенно-положительных величин.
а тех
Участки кривых, проведенные пунктиром, не имеют практическо-
го значения, поскольку они характеризуют наличие большого ко-
личества бракованных деталей и почти все кривые имеют экстре-
мальное значение в районе проведенной оси ординат. Вместе с:
тем изогнутые концы кривых с уменьшением соотношения.
—зд или ^изд приводят казалось бы к парадоксальному выво-
^тех	&тех
ду, что с какого-то момента чем грубее будут изготовляться дета-
ли, тем меньше будет неправильно принятых и неправильно за-
бракованных деталей. Но это только кажущееся явление.
Уменьшение числа неправильно принятых и неправильно за-
бракованных деталей с уменьшением соотношения —изд или»
° тех
--изд объясняется приближением к случаю, когда все детали!
30
будут бракованные, а также тем, что, помимо этого соотношения,
на результаты разбраковки влияет также соотношение между
погрешностью измерения и технологическим распределением.
С уменьшением последнего соотношения абсолютная величина
погрешности уменьшается, вследствие чего влияние погрешности
на результаты разбраковки также уменьшается.
Если принять погрешность измерения 0,5 от допуска, то при
соотношении —изд = 2 предельная ошибка измерения будет
_°тех
равняться 2отех', так как -мет- = 0,5, то 6мет = дизд, т. е. величи-
2Ьизд
на погрешности очень большая. Но при соотношении — изд =
&тех
= 0,5, т. е. когда количество действительного брака велико, по-
грешность измерения ЪМет = 0,5оТех, т. е. уменьшилась в 4 раза.
Как можно видеть из приведенного примера, при одной и той же
относительной погрешности измерения, т. е. 0,56U3a, ее величина
по отношению к технологическому распределению будет менять-
ся и ее влияние на результаты разбраковки будет различным.
В связи с резким уменьшением предельной погрешности измере-
ния по абсолютной величине также резко уменьшается количест-
во неправильно принятых и забракованных деталей. Однако
указанное обстоятельство применить на практике нельзя, по-
скольку физически рассмотренное явление можно представить
себе как измерение очень точным методом партии деталей, раз-
меры которых имеют очень большой разброс.
Приведенные графики обладают одной существенной особен-
ностью, которая позволяет сделать ряд полезных для теории и
практики контроля выводов, значительно облегчающих работы,
связанные с выбором измерительных средств и оценкой взаимо-
связи точности измерения и точности изделий. Особенность за-
ключается в том, что каждая из приведенных кривых для относи-
тельных погрешностей имеет экстремальное значение.
В табл. 3 приведены сводные данные предельных значений
результатов разбраковки, которые зависят только от относи-
тельной погрешности измерения. Экстремальное значение указы-
вает, что как бы ни был плох технологический процесс, погреш-
ность измерения при определенном ее значении от допуска не
может привести к неправильному принятию и неправильному за-
бракованию большего количества деталей, чем это приведено в
таблице. Можно видеть, что эти величины не такие уже большие.
Это позволит при работах, связанных с нормированием погреш-
ности измерения при конструировании измерительных средств
или при выборе этих средств из числа имеющихся принять пре-
дельное количество неправильно принятых и неправильно за-
бракованных деталей за исходные данные.
31
Таблица 3
Предельные количества неправильно принятых и забракованных деталей
от общего числа проверенных
Погрешность измерения в %	Количество неправильно принятых деталей т в % для законов распределения			Количество неправильно забракованных деталей л в % для законов распределения		
от допуска л §Мет	нормаль-	существенно-	равной	нормаль-	существенно-	равной
\зо	ного	положитель- ных величин	вероятно- сти	ного	положитель- ных величин	вероятно-’ сти
5	0,4	0,15	1,2	0,6	0,5	1,3
10	1,0	0,7	2,0	1,3	1,0	2,7
15	1,5	1,2	3,25	2,0	1,5	4,0
20	2,0	1,6	4,0	2,8	2,0	5,3
25	2,5	2,0	5,0	3,5	2,5	6,7
30	з,о	2,5	5,5	4,5	3,0	8,0
35	3,5	2,8	6,5	5,5	3,6	9,3
40	4,0	з,з	7.0	6,0	4,2	10,6
45	4,5	3,6	7,5	7,0	4,7	12,0
50	5,0	4,0	8,2	8,0	5,3	13,0
Значение предельного количества неправильно принятых и
забракованных деталей может быть использовано, например, для
оценки погрешности измерения принятым методом контроля. Так
при использовании контрольных автоматов, перепроверкой дета-
лей более точным методом можно установить, что погрешность
измерения автомата не меньше определенной величины.
Величина выхода размеров за пределы поля допуска также
имеет экстремальное значение, которое во всех случаях равняет-
ся 0,5ЛЛет (если на некоторых графиках в отдельных случаях и
можно определить несколько отличающееся значение, то это вы-
звано некоторыми округлениями, которые приходится произво-
дить при расчете отдельных точек кривых). Это означает, что
если погрешность измерения какой-либо партии деталей состав-
ляет, например, 30% от допуска, т. е.
л __ ^мет _ п 3
^мет Л
&изд
то предельная величина выхода за границу поля допуска у не-
правильно принятых деталей будет составлять 0,15Диза. Таким
образом, если погрешность измерения равна 30% от контроли-
руемого допуска, то выход у неправильно принятых деталей бу-
дет составлять 15% от контролируемого допуска.
Этот вывод может вызвать некоторое недоумение, поскольку
при поверхностном рассмотрении может показаться, что выход за
границу поля допуска должен быть равен полной величине по-
грешности измерения. Если взять предельный случай контроли-
руемого допуска и погрешности измерения, то, действительно,
32
можно предположить, что такой факт может быть. Но при рас-
четах с использованием теории вероятности он исключается.
Для того чтобы имел место выход размеров за границу поля до-
пуска на всю величину погрешности измерения, необходимо, что-
бы произошло два случайных события, т. е. при контроле детали
с предельным отклонением контролируемого размера погреш-
ность измерения .имела бы максимальную величину. Вполне есте-
ственно, что совпадение таких событий — явление маловероятное.
Опыт показывает, что наиболее вероятным является проявление
предельной величины выхода, равной половине предельной по-
грешности измерения.
Экстремальное значение величины выхода за границу поля
допуска у неправильно принятых деталей позволяет во многих
случаях решать ряд практических задач, связанных с конструи-
рованием и выбором измерительных средств. Особенно это важ-
но для тех категорий работников промышленности, которые не
связаны непосредственно с измерительными средствами, но свя-
заны с деталями, которые контролируются. Типичными пред-
ставителями таких работников являются конструкторы, для ко-
торых очень важно знать, с какой достоверностью будут опреде-
лены размеры проектируемых деталей. В этом случае предельное
количество неправильно принятых деталей и предельный выход
размеров деталей за границу поля допуска являются для конст-
руктора основными сведениями, с помощью которых он оцени-
вает правильность назначаемых им допусков с. учетом влияния
погрешности измерения на результаты разбраковки.
В общем случае результаты разбраковки в большей мере за-
висят от состояния технологического процесса, чем от погрешно-
сти измерения. Таким образом, для повышения точности разме-
ров изготовляемых деталей более целесообразным является не
повышение точности измерения, а прежде всего повышение точ-
ности технологического процесса. При этом следует помнить, что
уменьшится не только количество неправильно принятых и забра-
кованных деталей, но и действительный брак. Поэтому необхо-
димо стремиться к тому, чтобы технологический процесс обеспе-
чивал изготовление деталей в границах допуска, тогда во многих
случаях отпадет надобность в приемочном контроле, а измери-
тельные средства будут использоваться только для анализа со-
стояния технологического процесса и наблюдения за состоянием
этого процесса во времени.
При использовании графиков, содержащих результаты раз-
браковки, можно решить ряд практических задач:
а)	по известной погрешности измерения и состоянию техно-
логического процесса определить количество деталей, которые
будут неправильно приняты и неправильно забракованы, а также
величину выхода за границу поля допуска у деталей, которые не-
правильно приняты в связи с погрешностью измерения;
2 Зак. 373	33.
б)	задаваясь результатами разбраковки, т. е. количеством не-
правильно принятых или неправильно забракованных деталей,
или величиной выхода размера за границу поля допуска, уста-
навливать требования в отношении погрешности измерения, а
следовательно, и погрешности прибора и в отношении точности
технологического процесса;
в)	при установлении предельной погрешности измерения с
помощью графиков можно определить, в какой мере целесооб-
разно переходить на более точные методы измерения, и опреде-
лять последствия такого перехода в отношении результатов раз-
браковки;
г)	при помощи графиков, содержащих сведения о выходе за
границу поля допуска, представляется возможность оценить, ка-
кую опасность представляют неправильно принятые детали, а
также вводить производственный допуск не на полную величину
погрешности измерения, а на вероятностную величину выхода
или даже на предельное ее значение.
6.	ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГРАФИКОВ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ
РЕЗУЛЬТАТОВ РАЗБРАКОВКИ
При пользовании графиками необходима подготовка ряда ис-
ходных данных, в зависимости от которых приведены резуль-
таты разбраковки.
Закон распределения погрешностей контролируемого пара-
метра зависит от характера применяемого технологического про-
цесса. После определения основного параметра этого технологи-
ческого распределения, т. е. среднего квадратического отклоне-
ния о и относительной погрешности измерения А^т, или ориен-
тировочной их оценки может быть решен ряд задач, о которых
упоминалось в предыдущем разделе.
На основании ряда исследований можно сделать заключение,
что при контроле размеров деталей допустимо использовать дан-
ные, приведенные для закона нормального распределения, а при
контроле колебания размера, например при контроле отклоне-
ний от геометрической формы и взаимного расположения кон-
тролируемых деталей,— закон существенно-положительных ве-
личин. Закон равной вероятности может быть применен при
использовании размерного инструмента и при точных измере-
ниях.
Среднее квадратическое отклонение распределения размеров
обрабатываемых деталей для каждого технологического процес-
са должно определяться в результате анализа этого процесса,
т. е. после проверки изготовленных деталей.
Такой анализ необходим прежде всего для изучения техноло-
гического оборудования, применяемого на данном производстве,
с целью выявления его точностных данных. При эксплуатации
обрабатывающего оборудования должно быть известно, в какой
34
мере это оборудование сможет обеспечить получение размеров
деталей в пределах установленного допуска. При проектирова-
нии нового технологического процесса также следует задаваться
точностью этого процесса. Если известно, что существующий или
проектируемый технологический процесс, например при допуске
Лиза = 2бизд = 12 мкм, может создать разброс размеров обраба-
тываемых деталей, доходящий до 18 мкм, то можно при-
нять, что ботех = 18 мкм и с5Тех = 3 мкм, с соотношением
$изд _ 6 __2
&тех 3
Такая приближенная оценка может быть сделана для выявле-
ния результатов разбраковки, если по каким-либо причинам не-
возможно провести исследование технологического процесса и
установить действительную величину среднего квадратического
отклонения за определенный промежуток времени.
Во всех случаях, когда имеется возможность для эксперимен-
тального определения этих величин, их необходимо определять
для конкретных условий.
Среднее квадратическое отклонение технологического распре-
деления определяют по результатам экспериментальных измере-
ний, по обычной методике, изложенной в ряде работ [4], [9];
В условиях поставленной задачи может быть рекомендована
к применению упрощенная методика расчета среднего квадра-
тического отклонения, которая дает вполне надежные резуль-
таты для практического применения.
При упрощенной методике определяют среднее арифметиче-
ское отклонение контролируемого размера х. После этого нахо-
дят отклонения размера каждой детали от среднего арифмети-
ческого отклонения, т. е. от центра группирования Bi =х — х^
По полученным данным определяют сумму абсолютных значе-
п
ний, т. е. без учета знака полученных отклонений |SBi |. После
этого определяют среднее значение отклонений и находят вели-
чину	п
d= —!-----,
п
где п — количество измеренных деталей.
Искомое среднее квадратическое отклонение распределения
измеренных деталей связано с найденной величиной d следую-
щей зависимостью: о = l,25d.
Существует еще один способ определения среднего квадрати-
ческого отклонения измеренных деталей, который удобно исполь-
зовать, когда измеряется небольшая партия деталей. Теорети-
ческие и практические расчеты показали, что полученный размах
35
отклонений партии деталей в 10 штук можно принять равным
трем средним квадратическим отклонениям всего распределения.
Так, если разброс измеренных размеров составляет 12 мкм, то
можно принять, что среднее квадратическое отклонение равно
4 мкм. При этом установленное среднее квадратическое отклоне-
ние будет несколько большим по величине по сравнению с тем
его значением, которое было бы получено, если производить
подсчет обычным методом.
При экспериментальном определении среднего квадратичес-
кого отклонения применяют определенный метод измерения, ко-
торый обладает какой-то погрешностью. Во всех случаях жела-
тельно использовать такие методы контроля, погрешностью
которых можно пренебречь (например, погрешность в 5—10 раз
меньше, чем контролируемые допуски). Однако в общем случае
погрешность измерения оказывает влияние на распределение из-
меренных размеров; при этом выявляется не закон технологиче-
ского распределения отех, а композиционный закон, полученный
из закона распределения погрешности измерения и погрешности
контролируемых деталей. Поскольку для погрешности измере-
ния принято считать, что она распределяется по закону нормаль-
ного распределения, а также можно принять закон нормального
распределения в отношении отклонений контролируемых разме-
ров, то и композиционный закон также будет нормальным. Дис-
персия композиционного закона будет равна сумме дисперсий
составляющих законов:
а2 . = а2 + о2 .
изд тех 1 мет
Используя эту зависимость, при известной погрешности изме-
рения можно определить среднее квадратическое отклонение
технологического распределения размеров:
Следует обратить внимание, что приведенным приемом мож-
но воспользоваться при контроле параметров деталей, погреш-
ности которых распределяются по закону существенно-положи-
тельных величин.
При измерении деталей, у которых контролируемый параметр
распределяется по закону существенно-положительных величин
при распределении погрешности измерения по закону нормально-
го распределения, композиционный закон не может быть отне-
сен ни к закону нормального распределения, ни к закону сущест-
венно-положительных величин.
Влияние систематических ошибок. При расчете количества
деталей, неправильно принятых и неправильно забракованных,
принимали, что середина поля допуска совпадает с центром тех-
нологического распределения. Этим предполагали, что система-
36
тическое смещение отсутствует и выход за обе границы поля до-
пуска одинаков. Расчеты были проведены только для одной вет-
ви кривой распределения, и величины были приняты удвоенными,
поскольку в графиках дается переход неправильно принятых и
неправильно забракованных деталей за обе границы допуска без
разграничения брака плюсового и минусового.
Технологический процесс практически невозможно настроить
так, чтобы отклонения изготовленных деталей симметрично рас-
положились относительно середины поля допуска. Наладчики
оборудования и операторы стремятся вести процесс изготовле-
ния таким образом, чтобы большие отклонения были направле-
ны в сторону границы исправимого брака, с тем чтобы предот-
вратить возникновение неисправимого брака.
Систематические ошибки при измерении могут, в частности,
возникнуть от неправильной установки прибора на размер. Отли-
чие систематической погрешности измерения от технологической
систематической ошибки заключается в том, что первую можно с
определенной достоверностью исключить, если известна ее вели-
чина и знак.
Приведенные в предыдущих разделах графики для определе-
ния результатов разбраковки могут быть использованы, когда
имеются систематические ошибки от технологического распреде-
ления размеров или погрешности измерения. В этих случаях не-
сколько меняется обычный способ пользования графиками.
Для симметричных законов распределения наличие система-
тической составляющей результатов измерения характеризуется
тем, что среднее арифметическое отклонение не равно нулю,
х #= 0. Это основное и наиболее удобное условие обнаружения
систематической ошибки.
В зависимости от направления смещения систематической
ошибки у одной границы поля допуска будет больше неправиль-
но принятых и неправильно забракованных деталей, чем у дру-
гой. Это обстоятельство необходимо учитывать при пользовании
графиками и определять результаты разбраковки для каждой
границы поля допуска в отдельности.
Если при измерении устанавливают, что х =# 0, то при поль-
зовании графиками вместо соотношения -^изд следует прини-
®тех	_
мать для одной границы поля допуска соотношение Ъизд—Х ,
_	втех
а для другой границы	.
(Утех
Поскольку приведенные графики указывают суммарный
выход за обе границы при симметричном расположении распре-
деления относительно середины поля допуска, то полученные при
новых соотношениях количества неправильно принятых и забра-
37
кованных деталей для каждой границы отдельно должны
быть
т
разделены пополам, т. е. взяты — и
п
Г’
При наличии систематической погрешности будут неодинако-
выми величины выхода С за границу поля допуска у непра-
вильно принятых деталей. Этот выход за каждую границу допус-
ка определяют по новым соотношениям с учетом среднего ариф-
метического отклонения. Однако в этом случае не следует делить
полученные величины пополам, поскольку в графиках дается
значение выходов за каждую границу поля допуска в отдель-
ности.
Для технологических процессов изготовления, когда контро-
лируемые параметры распределяются по закону существенно-по-
ложительных величин, понятие систематической ошибки не имеет
смысла, поскольку отклонения имеют только один знак. Однако
систематические ошибки измерения могут оказать такое же
влияние, как и в случае нормального закона. При наличии систе-
матической ошибки измерения результаты разбраковки опреде-
ляют так же, как и при обычном их использовании, но вместо
^изд~
соотношения —принимают соотношение ——---------------, когда
&тех	&тех
систематическая ошибка смещает центр группирования от оси
ординат, и --------, когда центр группирования смещается к
° тех
оси ординат (Л — систематическая ошибка измерения).
Соотношения между количеством неправильно разбракован-
ных деталей. Вероятностный метод расчета, который был ис-
пользован при нахождении результатов разбраковки, учитывает
только закономерные процессы, которые происходят при рас-
сортировке деталей.
Приведенные на графиках данные полностью соответствуют
условиям измерения с помощью контрольных, автоматов, и на
результаты измерения- не оказывает влияние субъективность
контролера. Эти данные относятся к тому случаю, когда кон-
тролируемые детали пропущены через автомат один раз.
По данным графиков видно, что при этих условиях оказыва-
ется, что число деталей, неправильно принятых, меньше, чем не-
правильно забракованных. На некоторых предприятиях, для
того чтобы уменьшить количество неправильно забракованных
деталей все детали, попавшие в лоток брака, повторно пропу-
скают через автомат. В тех случаях, когда забракованные
детали пропускаются повторно и неоднократно, соотношение
неправильно принятых и забракованных будет отличаться от
того, которое получается из графиков. Вместе с тем графики
позволяют и при многократном пропускании через автомат
забракованных деталей определять количество неправильно при-
нятых и неправильно забракованных. Так, при первом пропу-
38
скании определяют количество неправильно принятых деталей
при опеделенных соотношения ~изд или по предельному ко-
°тех
личеству, найденному по табл. 3. Если забракованные детали
вновь пропускать через автомат, то количество неправильно
принятых и забракованных нужно определять уже для нового
соотношения —изд , которое будет меньше, чем в первом случае.
° тех
Новое количество неправильно рассортированных деталей не-
обходимо определять, исходя из количества деталей, которые
вновь пропускаются.
Сказанное можно иллюстрировать следующим примером.
Предположим, что через автомат пропускается партия в 1000
деталей, а погрешность измерения составляет 30% от допуска.
Предположим также, что состояние технологического процесса
неизвестно, поэтому расчет ведем исходя из предельного коли-
чества неправильно принятых и забракованных деталей в соот-
ветствии с данными табл. 3.
По табл. 3 устанавливаем, что при принятых условиях будет
неправильно принято 3% деталей от числа проверенных, т. е.
30 шт., и 4,5%, т. е. 45 шт. будут неправильно забракованы.
В связи с тем что в брак прошло, например, всего 100 деталей,
т. е. помимо ложного брака имеется и действительный брак,
повторно пропускаем бракованные детали через автомат. При
повторном пропускании также произойдет неправильное приня-
тие и неправильное забракование. Количество этих деталей
также можно определить по графикам или по табл. 3, но при
этом нужно принимать партию деталей в 100 шт. Исходя из
предельного количества неправильно разбракованных деталей
устанавливаем, что из новой партии в 100 шт. 3 детали (3%)
будут неправильно приняты и 4—5 деталей (4,5%) будут не-
правильно забракованы.
В результате двукратного пропускания устанавливаем, что в
партии принятых деталей оказалось 33 детали бракованных и
4—5 годных деталей в браке. Следовательно, многократная про-
верка автоматом позволяет освободиться от ложного брака, но
значительно увеличивает количество бракованных деталей в чи-
сле годных.
Если многократные измерения, проводимые оператором,
когда за результаты измерения принимается среднее значение
контролируемого размера, позволяют уменьшить влияние по-
грешности измерения, то многократные измерения на контроль-
ном автомате забракованных деталей приводят к увеличению
количества неправильно принятых деталей, т. е. проникновению
бракованных в годные. Даже если последующая перепроверка
осуществляется по уменьшенным допускам (автомат настраи-
вают на уменьшенный допуск), то и тогда бракованных деталей
39
среди годных будет больше, чем годных среди брака. Много-
кратная проверка забракованных деталей может принести поль-
зу только в том случае, если введен производственный приемоч-
ный допуск на величину погрешности измерения.
Как видно из графиков и табл. 3, количество неправильно
принятых деталей бывает меньше, чем неправильно забракован-
ных. Это объясняется тем, что погрешность измерения действует
на концах участков распределения размеров контролируемых
деталей и в направлении к центру группирования от границы
поля допуска, где расположены детали, которые могут быть
неправильно забракованы, находится больше деталей, чем по
другую границу поля допуска, где расположены бракованные
детали, которые могут быть неправильно приняты. При участии
в измерении оператора, который по результатам контроля при-
нимает решение о браковании или небраковании деталей, соот-
ношение между неправильно принятыми и неправильно забра-
кованными будет меняться.
В процессе контроля могут быть неправильно оценены дета-
ли, размеры которых расположены непосредственно у границы
поля допуска. Если при проверке детали измерительный прибор
показывает, что она годна, но имеет очень небольшие отклоне-
ния от предельного значения, такую деталь отправляют в груп-
пу годных, не учитывая, что она может оказаться браком. Одна-
ко если измерительный прибор покажет, что деталь является
браком и отклонения за пределы допустимого очень небольшие,
то контролер принимает меры к тому, чтобы убедиться в досто-
верности брака. Для этого он неоднократно перепроверяет ее и^
если будет несколько показаний, характеризующих деталь как
годную, то вряд ли контролер решится отправить ее в брак. По-
мимо психологического воздействия, такая повторная перепро-
верка позволяет в определенной мере уменьшить погрешность,
измерения, сокращая влияние случайной ошибки, если за ре-
зультат принимают среднее значение.
В результате воздействия оператора на результаты разбра-
ковки меняется соотношение между количеством неправильно-
принятых и забракованных деталей.
Практические перепроверки показывают, что либо имеет ме-
сто равное количество неправильно принятых и забракованных
деталей, либо неправильно принятых оказывается больше, чем
неправильно забракованных.
Установление браковочных границ для рассортировки. По-
скольку погрешности примененных методов измерения оказы-
вают влияние на окончательные размеры изготовленных дета-
лей, следует принимать специальные меры, которые обеспечива-
ли бы выпуск качественных деталей, и в то же время не созда-
вали бы дополнительных трудностей производства. Одним из
распространенных приемов, с помощью которого учитывают'
40
влияние погрешности измерения на результаты разбраковки,
является установление браковочных границ допустимых откло-
нений, которые используются при рассортировке изготовленных
деталей.
В общем случае браковочные границы • могут совпадать с
границами допуска, принимаемого по таблицам стандарта или
другому нормативному документу, либо эти границы допуска
сохраняются и вводится так называемый производственный до-
пуск, уменьшенный по сравнению с табличным.
Производственный допуск можно устанавливать двумя спо-
собами. При одном из них табличный допуск уменьшают на
полную погрешность применяемого метода измерения (произ-
водственный допуск на величину полной погрешности измере-
ния). При другом способе допуск уменьшают не на полную ве-
личину погрешности, например с учетом вероятностных расчетов
(вероятностный производственный допуск).
Рассмотрим более подробно возможные случаи установления
браковочных границ.
а)	Браковочные границы совпадают с таб-
личным допуском (рис. 13, а). Этот случай является
наиболее распространенным. При контроле границы поля допу-
ска принимают такими же, как и при изготовлении. При этом на
результаты окончательно рассортированных деталей оказывает
влияние погрешность измерения и некоторая часть годных де-
талей будет ошибочно отнесена к браку, а часть бракованных
деталей принята в число годных.
Количество таких деталей можно определить с помощью гра-
фиков, приведенных в предыдущих разделах, что дает возмож-
ность установить опасность или допустимость для производства
такого влияния погрешности измерения на качество изготовляе-
мых деталей.
б)	Введение производственного допуска на
величину полной погрешности измерения. Этот
случай встречается, когда по характеру изготовляемых деталей
нельзя допустить, чтобы хоть одна бракованная деталь прошла
в число годных с любыми отклонениями размеров. При этом
даже не принимают во внимание малую вероятность неблаго-
приятных сочетаний. В этом случае считают, что установленные
конструктором допустимые отклонения в полной мере обосно-
ваны.
Для того чтобы исключить возможность появления непра-
вильно принятых деталей, табличный допуск сокращают на
погрешность измерения (рис. 13, в). При такой системе вводят
различие между допуском, который дается в чертежах, и умень-
шенным новым допуском, который называется производствен-
ным, так как изготовление и измерения идут по этим умень-
шенным допускам.
41
Величина производственного допуска для симметричного рас-
пределения будет равна
&пр = ^таб %8мегп,
для одностороннего распределения
^пр ~ ^таб $мет>
где Дтаб — табличный допуск на изготовление;
Ьмет — погрешность метода измерения.
Введение производственного допуска усложняет процесс
производства деталей и приводит к забракованию значительного
числа годных деталей. Влияние производственного допуска на
количество неправильно забракованных деталей и определение
ном учете погрешности измерения:
в — производственный допуск при полном учете погрешности измерения; А — для
нормального закона распределения; Б — для распределения по закону существенно-
положительных величин
его с помощью графиков будет рассмотрено ниже, вместе со слу-
чаем введения вероятностного производственного допуска.
в)	Введение производственного допуска при
вероятностном учете погрешности измерения.
Малая вероятность неблагоприятных сочетаний предельных от-
клонений размеров деталей и погрешности измерения обеспечи-
вают относительно небольшие выходы за границу поля допуска
размеров у деталей, которые оказываются неправильно приня-
тыми из-за погрешности измерения. На основании этого можно
утверждать, что в случае введения производственного допуска,
т. е. уменьшения величины приемочного допуска по сравнению с
табличным, представляется возможность сокращать приемочные
границы на вероятностную величину выхода размера за границу
поля допуска. В случае учета вероятностной величины выхода
существует определенная степень риска, что в 0,27% случаев
возможны выходы за границу поля допуска больше, чем это оп-
ределяется по графикам.
Метод вероятностного учета влияния погрешности измерения
42
заключается в том, что производственный допуск отличается от
табличного не на полную величину погрешности измерения, а
на величину вероятностного выхода за границу допуска размера
у неправильно принятых деталей. Браковочные границы при
вероятностном учете погрешности измерения смещаются внутрь
поля допуска (рис. 13, б).
Для симметричного распределения погрешностей (законы
нормального распределения и равной вероятности) производст-
венный допуск будет равен Дп? = АТаб— 2С, а для несимметрич-
ного распределения (закон существенно-положительных величин)
Апр = Атаб — С. Производственный допуск устанавливают,
используя графики, показанные на рис. 7, 10 или 12, по которым
определяют вероятностную величину С выхода размера за гра-
ницу поля допуска.
Для правильного введения производственного допуска сле-
дует использовать метод постепенного приближения, заклю-
чающийся в повторном определении величины С. Условием пра-
вильного введения вероятностной величины допуска является
следующее требование: при новом допуске и новых соотношениях
параметров технологического процесса и погрешности измерения
вероятностный выход размера за производственный допуск
вместе с этим допуском не должен превышать величину таблич-
ного допуска, по которому вводится производственный допуск.
Для проверки выполнения этого требования необходимо,
чтобы для условий производственного допуска были определе-
ны соотношения между этим допуском и средним квадратиче-
ским отклонением технологического рассеяния (—— или —и
\ &тех атех /
предельная величина новой относительной погрешности измере-
ния (Амет = —. Если Атаб < An? + 2С (или Атаб < Апр + С
&пр
для несимметричного распределения погрешностей), то следует
еще уменьшить величину производственного допуска, с тем что-
бы неравенство стало равенством, либо изменился знак неравен-
ства на обратный.
г)	Влияние производственного допуска на
забракование годных деталей. Производственный
допуск вводят для предотвращения проникновения в число
годных деталей с размерами, выходящими за пределы допуска
из-за влияния погрешности измерения. При этом резко возра-
стает количество бракуемых деталей, хотя их размеры находят-
ся в пределах табличных допустимых отклонений, но ёыходят за
границы уменьшенных производственных допусков.
При введении производственных допусков с учетом макси-
мального или вероятностного влияния погрешности измерения
невозможно непосредственно определить количество неправиль-
но забракованных деталей по графикам, показанным на рис. 6,
43
9 или 11, так как при этом понятия «неправильно забракованная
деталь» и «неправильно принятая деталь» несколько меняются.
Нельзя назвать деталь неправильно принятой, если ее фактиче-
ское отклонение находится за границей производственного до-
пуска, но не выходит за табличный. Неправильно принятыми
деталями в этом случае могут быть названы только те, у кото-
рых отклонения выходят за границу табличного допуска.
Для более ясного представления изменения понятий о не-
правильно принятых и забракованных деталях на рис. 14 рас-
смотрен общий случай введения
Рис. 14. Результаты неправильной рассорти-
ровки при введении производственного до-
пуска
производственного допуска для
симметричного технологиче-
ского распределения погреш-
ностей, когда табличный до-
пуск уменьшен на вероятност-
ную величину С. На рисунке
показана одна граница техно-
логического распределения по-
грешностей, поскольку рас-
сматривается симметричное
технологическое распределе-
ние. Из рисунка следует, что
при табличном допуске изде-
лия бизд имеет место вероят-
ностная величина С выхода
размера за пределы допуска.
Будет определенное количе-
ство тд неправильно принятых
и какое-то количество Пд не-
правильно забракованных деталей (для одной границы — поло-
вина этого количества).
Поскольку производственный допуск вводится с учетом ве-
роятностного влияния погрешности, то табличный допуск умень-
шается на величину С и Ап? = Дизд — 2С.
При новых соотношениях допуска и технологического рас-
пределения погрешностей будут также неправильно принятые
тпр и неправильно забракованные ппр детали. Но в соответ-
ствии с рисунком можно еще раз сказать, что детали тпр могут
быть названы неправильно принятыми только по производствен-
ному допуску, а по табличному допуску они приняты совершен-
но правильно. Следовательно, при введении производственного
допуска пропуск деталей с отклонениями, выходящими за пре-
делы поля допуска, в число годных исключается.
Исходя из рис. 14, полное количество неправильно забра-
кованных деталей для обоих границ симметричного распреде-
ления можно определить по формуле
^полное ~ 2 [Ф (Z^) Ф (Znp)] + Ппр ^пр'
(2
44
Полное количество неправильно забракованных деталей при-
нимается с учетом табличного, а не производственного до-
пуска.
Рассмотрим числовой пример определения количества непра-
вильно принятых деталей при введении производственного до-
пуска.
Пример. Необходимо проверить размеры группы деталей.
Можно принять, что погрешность контролируемого параметра
распределяется по нормальному закону. Допуск на размер этой
детали Ди3д = 88 мкм. Известно, что технологический процесс
обработки этой детали создает разброс размеров до ±60 мкм,
т. е. среднее квадратическое отклонение равно 20 мкм. При
указанных условиях соотношение
^изд _ 44 __99
°тех ~ 20 ” ’
Предположим, что при измерении этих деталей применяется
метод, погрешность которого равна ±22 мкм, а следовательно,
относительная ошибка измерения
А — 22 —0 25
™мет ~~ gg — v,ZD,
т. е. погрешность измерения составляет 25% от контролируемого
допуска. При указанных данных по графикам, приведенным на
рис. 5—7, определим, что при рассортировке этих деталей к
числу годных будет отнесено 0,44% деталей (из общего числа
проверенных), размеры которых находятся за пределами поля
допуска, к числу бракованных деталей будет отнесено 1,75%
деталей (от общего числа проверенных), размеры которых
находятся в пределах допустимых отклонений. При этом у не-
правильно принятых деталей вероятностный выход за границу
поля допуска С = 0,0375 \и3д = 3,3 мкм. Следует обратить вни-
мание на то, что неправильно принятых деталей оказывается в
4 раза меньше, чем неправильно забракованных, а величина
выхода размера за границу поля допуска у неправильно приня-*
тых деталей (3,3 мкм) значительно меньше, чем предельная
погрешность измерения (22 мкм).
Предположим, что даже в этом сравнительно благоприятном
случае, для предупреждения проникновения бракованных де-
талей в число годных, решено ввести производственный допуск
исходя из обнаруженной вероятностной величины выхода раз-
мера за границу поля допуска у неправильно принятых дета-
лей. Новый производственный допуск будет равен
длр =	- 2С = 88 - 6,6 = 81,4.
Для установленного нового допуска, предупреждающего про-
никновение бракованных деталей в число годных определим по
45
графикам результаты разбраковки при новых условиях. Посколь-
ку изменилась величина контролируемого допуска, то измени-
лись также исходные относительные величины, которые прини-
мались при пользовании графиками; так,
= J21Z- = 2,035
®тех 20
(не будет большой ошибкой, если это соотношение принять рав-
ным 2).
Относительная погрешность измерения также изменится при
новых условиях, т. е.
т. е. будет составлять 27% от нового допуска.
В соответствии с графиком, показанным на рис. 7, устанав-
ливаем, что в новых условиях величина выхода размера за
новую границу поля допуска будет
Сх = 0,055Длр = 0,055 • 81,4	4,5 мкм.
Если новую величину выхода размера за границу поля до-
пуска у неправильно принятых деталей суммировать с величи-
ной производственного допуска (81,4 + 9 = 90,4), то получается,
что суммарный разброс у неправильно принятых деталей будет
превышать величину табличного допуска, т. е. 90,4 > 88. Сле-
довательно, при введении вероятностного производственного
допуска бракованные детали могут проникнуть в число годных
с отклонениями, превышающими табличные допустимые откло-
нения. Последовательным приближением устанавливаем вели-
чину Дпр = 38 мкм. При величине производственного допуска
определяем отношение
^ПР __ 38 __ 1 Q
$тех ~ 20
а	Амет =	= — = 0,29
мет &пр 76
(можно принять равным 30% от допуска).
В соответствии с графиком, показанным на рис. 7, находим,
что С2 = 0,075 • 76 = 5,7 мкм. При суммировании новой величи-
ны производственного допуска с величиной выхода С2 получим
76 + 11,4 = 87,4 < 88 мкм. Следовательно, при производствен-
ном допуске, равном 76 вместо 88 мкм, неправильно принятые
относительно нового допуска детали будут иметь отклонения, не
выходящие за пределы табличных допустимых отклонений. Та-
ким образом предупреждается проникновение бракованных
деталей в число годных с риском, равным 0,27%. Однако при
46
этом, как ранее указывалось, резко возрастет количество непра-
вильно забракованных деталей.
В соответствии с рис. 14 определим полное количество непра-
вильно забракованных деталей при новом производственном до-
пуске, т. е. при —= 1,9 и Амет = 30%. С помощью функции
Ф(2) и графиков, показанных на рис. 5 и 6, находим
пполное = 2(0,4861 -0,4713) + 3,1 - 1,0 = 5,06 %.
Таким образом, при принятых мерах по предупреждению
проникновения бракованных деталей в число годных будет не-
правильно забраковано 5% годных деталей от общего числа
проверенных. Как было указано в начале примера, при полном
табличном допуске могло быть забраковано только 1,75% таких
деталей.
Можно сделать заключение о том, что при введении произ-
водственного допуска необходимы технико-экономические расче-
ты для обоснования новых допусков. При автоматизации контро-
ля повторная перепроверка забракованных деталей может дать
положительный эффект, поскольку поможет «выловить» из за-
бракованных деталей «ложный» брак, но только из тех, откло-
нения которых считаются неправильно забракованными относи-
тельно производственного допуска.
С помощью приведенных графиков можно определить, сколь-
ко раз необходимо перепроверить забракованные детали для со-
кращения на определенную величину количества неправильно
забракованных деталей.
Технико-экономический расчет должен подтвердить, в какой
мере приемлемо введение производственного допуска. Если
оказывается, что большое количество неправильно забракован-
ных деталей приносит значительный ущерб производству, то
нужно повысить точность метода измерения деталей или улуч-
шить технологический процесс изготовления деталей, т. е.
уменьшить разброс их размеров.
Рассмотрим последовательно оба эти пути для приведенного
примера.
а) В исходном примере
&изд
°тех
— = 2,2 и Аие1; = — = 0,25.
20	Mettl 88
Для сокращения количества неправильно забракованных де-
талей уменьшим погрешность измерения до ±9 мкм, и тогда
^мет =	0’1*
т. е. 10%. В соответствии с графиками, показанными на рис. 5—7,
находим, что 0,1% деталей будет неправильно принята, 0,5%
деталей неправильно забраковано (от общего количества про-
47
верейных). Выход размеров за границу поля допуска у непра-
вильно принятых деталей составит 2,6 мкм. При новых исходных
данных вводится вероятностный производственный допуск
Дпр = 82 мкм, при котором
Д =_L =0,11,
мет 82
т. е. 11 %.
Величина выхода размера у неправильно принятых деталей
будет равна Cj = 0,015-82 = 1,23 мкм. Величина Ci в сумме с
производственным допуском не превышает величины табличного
допуска (82 + 2,46 = 84,46 < 88), следовательно, такой произ-
водственный допуск может быть принят. Полное количество
неправильно забракованных деталей будет равно
пП0Лнсе = 2[Ф (2,2) - Ф (2)] + ппр — тпр = 2 (0,4861 - 0,4772) +
+ 0,007 — 0,0025 = 0,0223,
т. е. 2,23% деталей от общего количества проверенных.
Приведенные данные показывают, что при уменьшении по-
грешности измерения почти в 2,5 раза уменьшается количество
неправильно забракованных деталей.
б) Предположим, что для рассматриваемого примера при
первоначальных исходных данных принимаются меры к тому,
чтобы сократить количество ложного брака путем уменьшения
общего технологического рассеяния размеров деталей. Предпо-
ложим, что удается создать условия, когда технологическое рас-
сеяние будет составлять ±53 мкм вместо ±60. Тогда
Анза  44 _ 2 5
°тех 17,6
а погрешность метода не изменится и остается равной 25% от
допуска. По графикам устанавливаем, что неправильно приня-
тых деталей будет 0,1%, неправильно забракованных 1,2%,
а выход размера у неправильно принятых деталей будет
равен всего 1,1 мкм. При полученных данных вряд ли целесооб-
разно принимать решение о введении производственных до-
пусков.
Рассмотренные два направления по возможному сокраще-
нию количества неправильно забракованных деталей показы-
вают, что более эффективно не повышение точности измерения,
а улучшение состояния технологического процесса, тем более
что с повышением точности изготовления значительно сокра-
щается не только ложный, но и действительный брак.
Целесообразность введения производственного допуска дол-
жна подтверждаться технико-экономическими расчетами, и кри-
48
терием таких расчетов, помимо затрат на средства производства
и контрольное оборудование, должны являться результаты
разбраковки.
выводы
1.	Результаты разбраковки деталей зависят не только от
погрешности измерения, но в общем случае и от распределения
размеров контролируемых деталей относительно допустимых от-
клонений и от закона распределения погрешностей.
2.	По приведенным графикам можно определить количество
неправильно принятых и забракованных деталей, а также вели-
чину выхода размера у неправильно принятых деталей.
3.	Существует предельное количество неправильно принятых
и забракованных деталей, которое зависит только от погрешно-
сти измерения. Предельная величина выхода размера у непра-
вильно принятых деталей равна половине погрешности измере-
ния, а не полной ее величине.
4.	Количество неправильно принятых и забракованных дета-
лей должно приниматься исходным для технико-экономических
расчетов при назначении погрешности измерения и разработке
измерительных средств.
5.	Количество неправильно забракованных деталей всегда
больше, чем количество неправильно принятых.
6.	На неправильную разбраковку деталей состояние техноло-
гического процесса оказывает большее влияние, чем погреш-
ность измерения.
7.	При введении производственных допусков, для того чтобы
не было неправильно принятых деталей, резко увеличивается
количество неправильно забракованных. Все эти данные можно
определить по приведенным графикам.
8.	Систематические ошибки измерения приводят при нор-
мальном законе распределения контролируемых параметров к
разным результатам неправильной разбраковки у верхней и
нижней границы. Эти результаты могут быть найдены с по-
мощью графиков.
9.	Приведенные данные по определению результатов разбра-
ковки могут быть использованы не только для случаев линейно-
угловых измерений, но также для анализа любых других анало-
гичных явлений, которые можно рассматривать как взаимодей-
ствие двух законов распределения.
10.	Многократное пропускание забракованных деталей через
контрольный автомат дает эффект только при контроле по
уменьшенным (производственным) допускам.
II.	РЕКОМЕНДАЦИИ ПО НАЗНАЧЕНИЮ
ДОПУСТИМЫХ ПОГРЕШНОСТЕЙ измерения
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
По вопросу назначения допустимых погрешностей измерения
часто возникают споры между разработчиками и потребите-
лями при создании специальных измерительных средств. Часто
стремятся уменьшить погрешность измерения до минимальной
величины и при этом не учитывают, что уменьшение погрешности
усложняет создание таких средств и условий проведения изме-
рений, а также их эксплуатацию.
Выше были приведены сведения о влиянии на результаты
разбраковки погрешности измерения. По этим сведениям на ос-
новании технико-экономических расчетов можно установить
предельную погрешность измерения в каждом конкретном
случае.
В настоящее время отсутствуют общесоюзные материалы по
нормированию предельных погрешностей измерения. Основная
причина отсутствия таких материалов заключается в том, что
при назначении предельной погрешности измерения необходимо
решить ряд дополнительных вопросов, например установить
взаимосвязь между предельной погрешностью измерения и кон-
тролируемым допуском; выяснить, входит ли допустимая по-
грешность измерения в контролируемый допуск или дает право
на выход размеров за границу табличного допуска на величину
погрешности. Если принять, что погрешность измерения допус-
кает выход размера за границу поля допуска, то в некоторых
случаях такую величину погрешности измерения будут использо-
вать для расширения допуска на изготовление и действительный
брак, с выходом размера за границу допуска на величину по-
грешности измерения, будет признаваться годным. Если принять
также, что погрешность измерения должна использовать часть
допуска на изготовление, т. е. обязать потребителя вводить про-
изводственный допуск с указанием на чертежах, то это услож-
нит чертежную документацию на производстве, а кроме того,
приведет к забракованию большого количества годных деталей.
Таким образом, основная трудность установления единых допу-
стимых погрешностей измерения заключается в отсутствии обо-
снованных методик использования этих погрешностей.
50
В имеющихся нормативных материалах также отсутствуют
данные по методике использования допустимых погрешностей.
Так, в ГОСТе 7713—63 «Допуски и посадки. Основные опреде-
ления» необходимость установления предельной погрешности
измерения указывается следующим определением, приведенным
в § 4: «Действительным размером называется размер, получен-
ный в результате измерения с допустимой погрешностью». Та-
ким образом, в приведенном документе признается необходи-
мость иметь нормируемые допустимые погрешности измерения.
Однако методика использования этих допустимых погрешностей
измерения и их взаимосвязь с контролируемым допуском отсут-
ствуют.
Рекомендуемые допустимые погрешности измерения
В настоящей работе назначение предельных погрешностей
является частью комплексного решения. Подробно связь между
допуском и погрешностью измерения будет рассмотрена в по-
следующих главах. В данной главе рассматривается только по-
рядок установления и величины рекомендуемых предельных по-
грешностей измерения.
Наиболее удобно устанавливать предельные погрешности
измерения в зависимости от контролируемого допуска. В преды-
дущей главе были использованы значения предельных погрешно-
стей в диапазоне от 5 до 50% контролируемого допуска.
В технической литературе [3, 4, 10] приводятся данные о нор-
мируемых погрешностях измерения. Основным недостатком этих
сведений является оторванность их от практики или, вернее, от-
сутствие увязки с другими материалами, которые позволили бы
по этим допустимым погрешностям выбрать необходимые усло-
вия измерения и конкретные измерительные средства.
Некоторые авторы в технической литературе [10] за исходные
величины допустимых погрешностей принимают значения, взя-
тые из существующей системы жестких калибров. В жестких
калибрах, предназначенных для контроля деталей определенных
классов точности предусмотрены отклонения размеров, а также
допуск на износ, которые можно рассматривать как величины,
сказывающие влияние на погрешность измерения. Неоспоримое
преимущество при пользовании калибрами заключается в том,
что при их помощи выясняется действующая ошибка контроли-
руемой детали.
Если в системе жестких калибров принять за погрешность
измерения допустимые отклонения размеров калибров на изго-
товление и на износ, то перенести эти значения на показываю-
щие измерительные средства невозможно по ряду причин. Ос-
новной причиной является то, что в жестких калибрах установ-
лена взаимосвязь допусков на изготовление и износ с допуском
на изготовление деталей, для которых эти калибры предназна-
51
чаются; например, в калибрах для контроля деталей высоких
классов точности допуски на износ и частично на изготовление
выходят за границу контролируемого допуска. При этом создает’
ся положение, когда при контроле деталей годными калибрами
могут быть пропущены бракованные детали и, следовательно,
допуски таких калибров как бы расширяют допуск на изготов-
ление.
В калибрах, предназначенных для контроля деталей грубых
классов, допуски на изготовление и износ полностью или частич-
но располагаются внутри допуска деталей, для которых они
предназначены, вследствие чего могут быть забракованы год-
ные детали. В системе жестких калибров установлен опреде-
ленный порядок как бы разрешенного перехода размеров за
границу поля допуска для деталей одних классов точности и
как бы введения производственного допуска для деталей других
классов точности. Такой порядок нельзя принять в отношении
показывающих и автоматических средств, поскольку он создает
очень большие трудности.
Некоторые предприятия делают попытки использовать толь-
ко часть величин допустимых отклонений на размеры калиб-
ров, принимая их за погрешность измерения. Но при этом воз-
никает вариантность такого решения в зависимости от того,
какой допуск калибра принят за погрешность измерения. В от-
дельных случаях за погрешность измерения принимали величи-
ны отклонений калибра, которые выходят за границу поля
допуска контролируемой детали. Иногда за погрешности изме-
рения принимают допуски на изготовление и износ или допуск
на изготовление и половину допуска на износ.
Основная причина, которая не дает возможности принимать
любые отклонения размера калибра за погрешность измерения
им (что далеко не одно и то же), заключается в том, что усло-
вия измерения и составляющие погрешности измерения при
пользовании калибрами и при пользовании показывающим при-
бором значительно отличаются.
При пользовании калибром отклонения его размера вносят
только систематическую составляющую погрешности измерения,
которая равна сумме отклонений использованного допуска на
изготовление данного калибра и величины его износа к моменту
измерения. Величину этой ошибки можно определять перед
каждым измерением, если произвести аттестацию действитель-
ного размера калибра. При измерении калибром возникают так-
же случайные составляющие погрешности измерения из-за
недостаточной точности центрирования калибра относительно
детали и нагрева его руками. Очень большие ошибки возникают
от усилий, с которыми калибр вводится в контролируемую де-
таль. Калибры, в которых стабилизировалось бы усилие введе-
ния в деталь, в настоящее время известны только для неболь-
52
ших размеров. Перечисленные составляющие погрешности оп-
ределяют суммарную погрешность измерения калибрами и не
могут быть устранены. Но главный вывод состоит в том, что
отклонения размеров калибров и погрешности измерения ими —
не одно и то же.
При пользовании показывающими приборами и автоматиче-
скими устройствами количество составляющих погрешностей
может быть в разных случаях разное и иногда даже больше,
чем при измерении калибрами, но можно принимать меры по>
уменьшению их влияния. При установлении допустимых откло-
нений размеров на изготовление калибров принимали во внима-
ние возможность и трудность изготовления этих калибров.
Получить точные внутренние размеры калибров значительно-
сложнее, чем наружные. Поэтому требования к калибрам, пред-
назначенным для проверки отверстий (поскольку калибром яв-
ляется пробка), более высокие, чем к калибрам, предназначен-
ным для проверки валов (поскольку калибром является кольцо).
Производственная практика также подтверждает более ши-
рокое применение жестких калибров-пробок, чем калибров-ко-
лец. Если перенести величины отклонений размеров калибров-
колец и пробок на допустимые погрешности измерения валов и
отверстий, то допустимая погрешность измерения валов будет
больше, чем отверстий, хотя известно, что практически должно
быть наоборот.
Таким образом, не только система жестких калибров, но и
числовые значения отклонений их размеров, ошибочно прини-
маемые за погрешность измерения, не могут быть приняты,
поскольку они не отражают всей погрешности измерения калиб-
ром и не характеризуют погрешность измерения показываю-
щими или автоматическими приборами.
При различном принципиальном подходе к установлению
допустимых погрешностей получаются различные величины.
На рис. 15 приведен график, на котором даны рекомендуемые
предельные погрешности измерения при различном подходе к
методике установления этих погрешностей. На этих графиках
приведены значения погрешностей, рекомендуемые в работе [4],
а также при использовании данных из систем жестких калибров
по отечественным стандартам и системы ISO, когда за погреш-
ность измерения принимают отклонения размеров калибра.
При рассмотрении приведенного графика создается впечатле-
ние, что имеется большое расхождение при различном подходе
к установлению допустимых погрешностей. Однако это расхож-
дение в большой мере внешнее и возникает из-за того, что
приводятся относительные погрешности. Если же сравнивать аб-
солютные значения погрешностей, то расхождения будут не так
значительны. На графиках приведены также значения рекомен-
дуемых погрешностей измерения, которые предлагаются в на-
53
стоящей работе. Значения рекомендуемых погрешностей не-
сколько больше, чем погрешностей, устанавливаемых при
.использовании системы калибров. Это объясняется рядом об-
Рис. 15. Допустимые погрешности измерения по различным источникам
и методике расчета:
1 — по книге «Контроль средств измерения размеров в машино-
строении» [4]; 2 — рекомендуемые в данной книге; 3 — при полном
изношенном калибре по ОСТ; 4— при полном изношенном калибре по
/SO; 5 — при вероятностном износе калибров по ОСТу; 6 — при ве-
роятностном износе калибров по ISO
стоятельств, например, тем, что ошибки измерения при исполь-
зовании жестких калибров носят систематический характер.
Такие ошибки оказывают существенное влияние на результаты
-54
измерения. Погрешности показывающих измерительных средств
имеют случайный характер, и их проявление и влияние зависят
от случайных сочетаний погрешности измерения и контроли-
руемого размера. С учетом случайного характера ошибок мож-
но установить большие допустимые погрешности измерения, не
рискуя ухудшить результаты разбраковки. Если учесть еще и
степень влияния погрешности измерения на максимальное коли-
чество неправильно принятых и забракованных деталей, то
принятие погрешностей измерения большими по величине будет
вполне обоснованным.
Выше было показано, что установление погрешности измере-
ния связано не только с величинами погрешности, но и с общей
системой выбора измерительных средств.
Строго обоснованные значения допустимых погрешностей
измерения, удовлетворяющие всем видам производства, создать,
невозможно, поскольку в некоторых производствах совершенно
не допускается неправильная приемка, а в других — это счи-
тается возможным.
На основе рекомендованных значений допустимых погреш-
ностей измерений, приведенных на рис. 15, в табл. 4 даны допу-
стимые погрешности измерения для размеров от 1 до 500 мм с
учетом существующих допусков на изготовление. Несмотря на
то что установление допустимых погрешностей измерения носит
волевой характер, при принятии значений по табл. 4 учитывали
ряд факторов. Прежде всего принимали во внимание практиче-
скую возможность получения допустимых погрешностей измере-
ния существующими измерительными средствами. С этой целью
были значительно расширены допустимые погрешности измере-
ния для деталей грубых классов точности. В ряде документов
[3], [41 для деталей грубых классов точности рекомендованы
погрешности, которые составляют 5—10% от контролируемого’
допуска. Система калибров также допускает возможность наз-
начения таких величин погрешностей, но если их принять, то
выясняется, что широко распространенный в машиностроении'
штангенинструмент не может быть использован для контроля
деталей таких относительно грубых классов точности как 5—7-й.
Исходя из этого в настоящей работе рекомендуется допустимую^
погрешность измерения принимать не менее 20%.
При установлении допустимых погрешностей измерения
принимали во внимание и степень влияния погрешности измере-
ния на результаты разбраковки.
Главным обстоятельством, позволяющим рекомендовать по-
грешности измерения, является методика выбора измерительных
средств, которая приводится в настоящей работе и учитывает
такой относительно «вольный» способ назначения допустимых
погрешностей измерения.
Существующая система допусков и отклонений представляет
55’
Ol
cr>
Таблица 4
Ориентировочные предельные погрешности измерения
о Е О С	Интервалы размеров в мм												Погрешность в % от допуска Ашт	Объекты измерения					
	Св. 1 до 3	Св. 3 до 6	Св. 6 до 1 0	Св. 10 до 18	Св. 18 до 30	Св. 30 до 50	Св. 50 до 80	Св. 80 до 120	Св. 120 до 180	Св. 180 до 260	Св. 260 до 360 1		Св. 360 до 500		Изделия		Калибры			
														Отверстия	Валы	для отверстий	для валов		Квалитеты системы ISO
	Предельная погрешность измерения в мкм (i) Контролируемый допуск в мкм																рабочие	кон- троль- ные	
1	0,5 1,5	0,7 2	0,7 2	0,7 2	о,7 2	1,0 3	1,0 3	1,5 4	2,0 5	2,0 6	2,5 7	з,о 8	35	—	—	1-го класса, кроме Xi		2-го, 2а, 3-го клас- сов, кроме х3,ш3	2
2	0,7 2	1,0 3	1,0 3	1,0 3	1,5 4	1,5 4	2,0 5	2,0 6	2,5 7	3,0 9	4,0 11	4,5 13	35	—	—	Хр 2-го клас- са, кроме X, Л, ш	Хр 2-го, 2а клас- сов, кро- ме Ш, ТХ, Л, Х2а, Пр22а	Х3, Ш3; За и 4-го клас- сов	3
3	1,5 4	1,5 4	1,5 4	2,0 6	2,0 6	2,5 7	3,0 8	з,о 9	4,0 11	4,5 13	5,0 15	6,0 18	35	—	—	х, л, Ш, 2а класса —	ш, тх, Л, X 2а, Пр22а, 3-ГО класса, кроме Х3, ш3	5 и 7-го клас- сов	4
| № по пор.	|	Интервалы размеров в мм											
	Св. 1 до 3	Св. 3 до 6	Св. 6 до 10	ОО о л О	Св. 18 до 30	Св. 30 до 50	Св. 50 до 80	Св. 80 до 120	Св. 120 до 180	Св. 180 до 260	Св. 260 до 360	Св. 360 до 500
	Предельная погрешность измерения в мкм (+) Контролируемый допуск в мкм 1											
4	1,5 4	2,0 5	2,0 6	3,0 8	з,о 9	4,0 11	4,5 13	5,0 15	6,0 18	7,0 20	7,5 22	9,о 25
5	2,0 6	2,5 8	3,0 9	3,5 11	4,0 13	5,0 16	6,0 19	7,0 22	7,5 25	8,0 27	9,0 30	10 35
6	3,0 9	3,5 12	4,0 14	5,5 18	6,0 21	7,5 25	9,0 30	10 35	12 40	13 45	15 50	18 60
7	3,5 14	4,5 18	5,0 22	7,0 27	8,0 33	10 39	11 46	14 54	16 63	18 73	21 84	24 95
Продолжение табл. 4
Погрешность в % от допуска Амет	Объекты измерения					
	Изделия		Калибры			
	Отверстия	Валы	для отверстий	для валов		Квалитеты системы ISO
				рабочие	кон- троль- ные	
35	—	1-го класса, кроме Хх	Х3, ш3, Аза — — Сза	х3, ш3, Вза — Сза	8 и 9-го клас- сов	5
30	1-го класса, кроме Xj	Xf, 2-го класса, кроме Гр, X, Л, ш, тх	4-го класса		—	6
30	Хр 2-го класса, кроме Гр, X, Л, Ш	X, Гр, 2а класса, кроме Х2а, Пр22а	5 и 7-го классов		—	7
25	X, Гр, 2а класса	л, ш, тх, х2а Пр22а	8 и 9-го классов		—	8
СП
00
| № по пор.	I	Интервалы размеров в мм											
	Св. 1 до 3	Св. 3 до 6	Св. 6 до 10	Св. 10 до 18	Св. 18 до 30	Св. 30 до 50	Св. 50 до 80	Св. 80 до 1 20	Св. 120 до 180	Св. 180 до 260	1 1 Св. 260 до 360	Св. 360 до 500
	Предельная погрешность измерения в мкм (±) Контролируемый допуск в мкм											
8	5,0 20	6,0 25	7,0 30	9.0 35	11 45	12 50	15 60	18 70	20 80	22 90	25 100	30 120
9	7 33	8 40	10 50	12 60	14 70	17 85	20 100	23 115	27 135	30 150	34 170	38 190
10	8 40	10 48	12 58	14 70	17 84	20 100	24 120	28 140	32 160	37 185	43 215	50 250
11	12 60	16 80	20 100	24 120	28 140	34 170	40 200	45 230	52 260	60 300	65 340	75 380
12	24 120	32 160	40 200	48 240	55 280	70 340	80 400	90 460	.105 530	120 600	130 680	150 760
13	50 250	60 300	70 360	85 430	105 520	125 620	150 740	170 870	200 1000	220 1150	260 1350	300 1550
14	80 400	95 480	120 580	140 700	160 840	200 1000	240 1200	280 1400	320 1600	380 1900	420 2200	500 2500
15	120 600	150 750	180 900	220 1100	260 1300	320 1600	380 1900	4?0 2200	500 2500	560 2900	630 3300	750 3800
Продолжение табл. 4
Погрешность в % от допуска Амет	Объекты измерения					
	Изделия		Калибры			
	Отверстия	Валы	для отверстий	для валов		| Квалитеты системы ISO
				рабочие	кон- троль- ные	
25	Л, ш, А3 = С3, Х3	3-го клас- са кроме Ш3	—	—	—	9
20	ш3		—	—	—	—
20	За класса		—	—	—	10
20	4 го класса		—	—	—	11
20	5-го класса		—	—	—	—
20	7-го класса		—	—	—	14
20	8-го класса		—	—	—	15
20	9-го класса		—	—.	—	16
собой последовательный ряд чисел, связанный определенной
зависимостью. Допуски и посадки еще не устанавливают требо-
ваний обязательности применения их в определенных конструк-
циях, скорее наоборот, конструкция механизма требует приме-
нения определенных допусков и посадок. Иногда ’ появляются
совершенно неоправданные требования о расширении допусков
на изготовление в определенных классах или посадках. Такие
требования связаны с непониманием сущности нормирования
погрешностей изготовления. Система допусков и посадок должна
представлять собой стройные ряды чисел с определенной зави-
симостью при переходе от одного размера к другому. Должно
быть несколько таких рядов, для того чтобы конструктор мог
выбрать один из этих рядов, в зависимости от служебного
назначения механизма, где будет применена посадка. Желаю-
щим расширить допуски в каком-либо классе точности, реко-
мендуется переходить на другой, более грубый класс вместо*
нарушения всей системы и обоснованно применять классы-
точности.
Исходя из такого подхода к системе допусков и отклонений
допустимые погрешности измерения также следует рассматри-
вать как ряд чисел, связанный непосредственно с рядами
существующих допусков. Поскольку допуски образуют общие
ряды, то и допустимые погрешности измерения также образуют
ряды, которые могут быть названы рядами точности измерения.
Ряды точности измерения отличаются от рядов допусков на
изготовление тем, что ряды допусков составлены с постоянным
коэффициентом, а ряды точности измерения при переходе от од-
ного ряда к другому меняют свое относительное значение. Од-
нако это отличие следует принять как необходимость в суще-
ствующих условиях, и не исключено, что в дальнейшем, с разви-
тием измерительных средств и сокращением номенклатуры,
представится возможность принять единые проценты допустимых
погрешностей измерения от контролируемого допуска. Перемен-
ный коэффициент, который используется для установления допу-
стимых погрешностей, позволяет уменьшить там, где это воз-
можно, влияние погрешности измерения на результаты, посколь-
ку сам процесс измерения носит вспомогательный характер и
обоснованное ограничение его влияния вполне целесообразно.
Таким образом, в табл. 4 представлены ряды рекомендуемых
ориентировочных погрешностей измерения в зависимости от
размера детали и допустимых отклонений на погрешность изго-
товления. Для последующих работ, связанных с выбором
конкретных измерительных средств, достаточно будет установить
только для определенного размера у контролируемой детали
порядковый номер строки.
В левой части таблицы каждая горизонтальная строка со-
держит два ряда чисел: нижний ряд характеризует допуск на
59
изготовление, а верхний — рекомендуемую предельную погреш-
ность измерения. При таком изображении чисел можно опреде-
лить допустимую погрешность измерения и найти ряд точности
непосредственно по данным левой части таблицы исходя только
из размеров контролируемой детали. При определении допусти-
мой погрешности измерения значения допусков принимались
исходя из данных стандарта. Но в некоторых случаях было про-
изведено объединение сопряжений, у которых величины допус-
ков несколько отличаются. В связи с этим обстоятельством при
пользовании таблицей, если в графе, соответствующей опреде-
ленным размерам деталей, не находится значение полностью сов-
падающего допуска, то необходимо брать ближайшее меньшее
значение. Приведенный в таблице контролируемый допуск дета-
ли позволяет определить допустимые погрешности измерения и
при выборе измерительных средств для технологических опера-
ционных допусков, когда обработка детали производится за не-
сколько операций. В правой крайней графе левой части таблицы
приведены также погрешности измерения в процентах от допус-
ка. Введение этой графы вызвано необходимостью определения
влияния погрешности измерения на результаты разбраковки по
графикам или по табл. 3, приведенной в гл. I.
Для облегчения пользованием таблицей в ее правой части
приведены конкретные примеры объектов измерения, которыми
могут являться как непосредственно изделия типа вала или от-
верстия, так и калибры, предназначенные для контроля валов
и отверстий.
Последняя правая колонка таблицы указывает объекты изме-
рения через квалитеты ISO. Приведенные конкретные объекты
измерения позволяют определять ориентировочную предельную
погрешность измерения не по числовому значению допуска на
изготовление, а непосредственно по характеру сопряжения.
В связи с объединением некоторых видов сопряжения в одной
строке может оказаться, что приведенные в левой части таблицы
допуски на изготовление не совпадут полностью с допуском де-
тали, приведенным в виде буквенных обозначений. Обычно в
левой части таблицы принимался максимальный допуск на из-
готовление изделий, приведенных в правой части, поэтому
табл. 4 нельзя пользоваться для определения допусков на изго-
товление.
На основании накопленного опыта применения допустимых
погрешностей измерения можно сказать, что приведенные в
табл. 4 данные соответствуют условиям измерения при исполь-
зовании ручных измерительных средств с показывающим от-
счетным устройством, когда за действительный размер прини-
мается результат единичного измерения. Анализ контрольных
автоматов и специальных измерительных средств узкого назна-
чения показывает, что допустимые погрешности измерения для
60
них берутся меньше, чем приведенные в табл. 4. Это объясняет-
ся тем, что в автоматических и специальных устройствах значи-
тельно меньше составляющих погрешности измерения. Условия
измерения при пользовании этими средствами значительно ус-
тойчивее. Указанные обстоятельства дают основание рекомендо-
вать при пользовании данными табл. 4 в случае автоматических
контрольных устройств, а также узко специализированных при-
способлений принимать погрешности измерения в 1,5—2 раза
меньшие по сравнению с приведенными.
По табл. 4 можно определять также и допустимую погреш-
ность измерения при контроле отклонений от правильной гео-
метрической формы деталей и взаимного расположения поверх-
ностей.
При контроле колебаний радиальных размеров погрешности
измерения находятся в графе, соответствующей размеру кон-
тролируемой детали по величине допуска. При контроле других
погрешностей геометрической формы, а также взаимного поло-
жения поверхностей величину допустимой погрешности измере-
ния определяют по величине допуска на изготовление в любой
строке, независимо от контролируемого размера. Если при этом
обнаруживают несколько значений, то за погрешность измерения
принимают наибольшую допустимую погрешность измерения.
Следует обратить внимание  на важнейшее обстоятельство,
связанное с использованием данных по предельным погрешно-
стям измерения, приведенным в табл. 4. Использование этих
данных еще не означает, что дается разрешение на выход кон-
тролируемого размера за границу поля допуска и что на приве-
денную погрешность измерения должен вводиться производствен-
ный допуск. Назначение допустимых погрешностей измерения
нельзя отрывать от вопроса производства деталей и выбора из-
мерительных средств. Только при комплексном решении всех
этих вопросов могут быть применены данные табл. 4. Более
подробно методика применения материалов табл. 4 будет рас-
смотрена в гл. VI.
выводы
1.	Погрешности размеров жестких калибров не могут быть
приняты за погрешность измерения при пользовании этими ка-
либрами и не могут быть приравнены к погрешности измерения
при помощи показывающих и автоматических измерительных
средств.
2.	Допустимые погрешности измерения могут быть назначены
только при комплексном решении вопроса выбора измеритель-
ных средств с учетом тех последствий, которые возникают от
влияния погрешности измерения.
61
3.	Допустимая погрешность измерения должна быть связана
с контролируемым допуском и составлять определенную часть-
от него.
4.	ГОСТ 7713—63 предусматривает необходимость измерения
деталей с допустимой погрешностью измерения, но не устанавли-
вает взаимосвязи погрешности измерения и допуска на изготов-
ление в отношении разрешенных переходов за границу поля до-
пуска или введения производственных допусков.
5.	При установлении допустимых погрешностей измерения
учитывалась установившаяся практика производственного кон-
троля с учетом существующих измерительных средств и условий
измерения.
III. СОСТАВЛЯЮЩИЕ ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Погрешность измерения является следствием проявления ряда
причин, создающих суммарный эффект. Таких причин в за-
висимости от применяемого метода, объекта измерения и усло-
вий измерения может быть очень много, но не все они в одинако-
вой мере оказывают влияние на общую погрешность измерения.
Почти при каждых измерениях, особенно для размеров до 100 мм,
на погрешность измерения воздействуют три фактора с прибли-
зительно равным влиянием.
Исходя только из доминирующих факторов для многих видов
измерения, в некоторых работах [4] указывается, что погреш-
ность измерения состоит из погрешности прибора, погрешности
от температурных деформаций и погрешности установочных мер;
иногда добавляется еще погрешность от измерительного уси-
лия [11]. Однако имеется ряд очень важных составляющих, кото-
рые иногда значительно больше влияют на суммарную погреш-
ность измерения, чем перечисленные, например погрешность
применяемой схемы измерения, погрешность от перепада измери-
тельного усилия, субъективности контролера, погрешность от от-
клонений геометрической формы и шероховатости поверхности
контролируемой.детали, погрешность базирования и другие (в
технической и учебной литературе иногда приводится несколько
большее количество составляющих погрешностей, а иногда и
меньшее). Отсутствие единства в количестве составляющих по-
грешности измерения у различных авторов объясняется главным
образом условностью самого принципа выделения отдельных
составляющих. Отнесение некоторых составляющих погрешно-
сти к отдельному виду или включение их в основные, доминиру-
ющие составляющие в большой мере зависит от авторов такой
классификации.
Для примера рассмотрим базирование детали при измерении
на горизонтальном оптиметре, и универсальном микроскопе, в
которых контролируемая деталь устанавливается в центрах.
В ряде литературных источников можно найти указание, что по-
грешность базирования — это самостоятельная составляющая
погрешности измерения.
Если считать погрешность базирования отдельной состав-
ляющей погрешности, а не включать ее составной частью в по-
63
грешность прибора, то при конструировании приборов можно .не
обращать внимание на положение базирующих центров и требо-
вания к ним не должны оговариваться в конструкции прибора,
поскольку принято неправильное условие, что погрешность бази-
рования не включается в погрешность прибора. Но, с другой сто-
роны, погрешность базирования нельзя отнести полностью к по-
грешности прибора. Центровые отверстия с помощью которых
контролируемая деталь устанавливается на приборе, являются
базирующими поверхностями, и если они будут плохо изготов-
лены, то ошибки от изготовления этих поверхностей нельзя рас-
пространять на ошибки прибора.
Из рассмотренного примера в отношении такой составляю,-
щей, как погрешность базирования, можно сделать вывод, что
она частично относится к погрешности прибора и частично — к
ртдельной составляющей погрешности измерения. В последнем
случае эта погрешность вызвана недостатками и ошибками пара-
метров контролируемой детали.
К ошибке базирования будет более правильным такой под-
ход, при котором определенная часть составляющей погрешности
включается все же в погрешность прибора и исходя из этой части
погрешности устанавливается требование в отношении базирую-
щих элементов, например на взаимное положение центров, пер-
пендикулярность измерительного стола относительно линии из-
мерения и др.
Для ограничения предельной погрешности измерения опре-
деленными средствами, следует оговаривать требования к вспо-
могательным параметрам, связанным с базированием контроли-
руемой детали, влияющим на погрешность измерения.
В некоторых измерительных приборах (например, горизон-
тальном оптиметре) погрешность базирования, зависящая от де-
тали и прибора, не войдет в погрешность измерения, поскольку
прибор снабжен механизмом для нахождения контролируемого
размера. В этом случае погрешность базирования связана только
с конструкцией и качеством изготовления прибора, а именно его
механизма для нахождения размера. В универсальном микро-
скопе ошибка в измерение вносится из-за положения его цент-
ров. Качество изготовления центров у контролируемой детали
также оказывает влияние на погрешность измерения.
Указанные обстоятельства подтверждают условность разбив-
ки погрешности измерения на ряд составляющих, и в зависимости
от конструкции прибора и условий проведения измерений возни-
кает ряд составляющих, которые не указаны в технической ли-
тературе.
Отнесение отдельных составляющих погрешности измерения
к прибору или ко всему методу измерения не только имеет теоре-
тическое значение, но представляет непосредственно практиче-
ский интерес, поскольку оно вызывает затруднения как у раз-
64
работников и изготовителей приборов, так и у потребителей.
Если составляющая погрешности измерения может быть отнесе-
на к прибору, то изготовитель приборов обязан обеспечить необ-
ходимую точность измерения с учетом этого фактора. А если эту
составляющую погрешности измерения отнести к погрешности
метода измерения, а не прибора, то учет влияния указанного
фактора в первую очередь возлагается на потребителя измери-
тельных средств, который не всегда об этом знает. Споры между
потребителем и изготовителем не могут быть разрешены про-
стым отнесением составляющих измерения к прибору или ме-
тоду измерения.
Характерными в отношении выделения отдельных составляю-
щих являются погрешности, вызванные температурными дефор-
мациями. В общем представлении, которое никем не оспаривает-
ся, эти погрешности относятся к погрешностям измерения. Но
если в размерной цепи прибора установлен теплочувствительный
элемент, который реагирует на малейшее изменение температуры
и вносит ошибку измерения, то эта ошибка будет ошибкой при-
бора, а не метода.
Часто погрешность настройки относят к погрешности метода
измерения, но это не всегда правильно. Даже для универсаль-
ного микроскопа и оптиметра нельзя принять единое решение в
отношении отнесения погрешности настройки к прибору или ме-
тоду измерения. В универсальном микроскопе настроечные эле-
менты в виде шкалы встраиваются непосредственно в прибор.
Шкалы являются частью прибора, и выделить их погрешности из
общей погрешности измерения затруднительно. Если бы погреш-
ность прибора в случае органического сочетания настроечных
элементов с прибором не включала погрешность настройки, то
создалось бы положение, при котором потребитель этих прибо-
ров никогда не знал бы погрешность, с которой он производит
измерение.
В оптиметрах настроечные устройства не являются составной
частью прибора и для настройки прибора на размер использу-
ются концевые меры длины. В зависимости от точности приме-
няемых концевых мер длины погрешность настройки будет ме-
няться; она может отдельно нормироваться, т. е. ее не нужно
включать в погрешность прибора.
Таким образом,'строго разграничивать составляющие погреш-
ности измерения, относя их к прибору или методу измерения,
очень опасно. Следует идти по пути комплексного решения, т. е.
при нормировании погрешности измерения, учитывать требова-
ния как непосредственно к измерительному устройству и отдель-
ным его элементам, так и к условиям, в которых должны произ-
водиться эти измерения, в том числе и проверка прибора, с тем
чтобы не производить ненужную дифференциацию отдельных со-
ставляющих.
3 Зак. 373	65
Недостаток большинства технической документации на уни-
версальные и специально разработанные приборы заключается
в том, что в ней не приводится погрешность измерения, а если
приводится, то не указываются условия, при которых обеспечи-
вается получение такой точности. Создается ложное положение,
как будто приводимая точность может быть получена при любых
условиях работы, что, конечно, совершенно неверно. Более по-
дробно вопрос о связи погрешности измерительных средств и по-
грешности измерения будет рассмотрен в разделе «Погрешности
измерительных средств».
В настоящей главе рассмотрены основные составляющие, ко-
торые встречаются при производственных измерениях. Влияние
составляющих погрешности измерения в случае использования
конкретных измерительных средств будет рассмотрено в после-
дующих главах.
выводы
1.	Разбивка погрешности измерения на отдельные составляю-
щие является условной. Ряд факторов (базирование, настроеч-
ные элементы, температурные деформации и т. д.) может быть
отнесен как к погрешности измерительных средств, так и к усло-
виям проведения измерений.
2.	Под погрешностью измерительных средств следует пони-
мать погрешность измерения этими средствами при определен-
ных стандартизованных условиях.
3.	Нормирование погрешности измерения следует произво-
дить комплексно и, устанавливая предельную погрешность из-
мерения, следует указывать условия измерения, при которых она
должна проявиться.
▲. ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СРЕДСТВ
Погрешности измерительных средств являются в большинстве
случаев основными составляющими, оказывающими доминирую-
щее влияние на суммарную погрешность измерения. Погрешность
прибора — это понятие условное. В начале этой главы было по-
казано, что во многих случаях невозможно выделить некоторые
составляющие погрешности и отделить их от погрешности при-
бора. Погрешность прибора наиболее просто определяется при
использовании аттестованной образцовой детали или концевых
мер длины. Процесс определения погрешности заключается в том,
что измерительным средством находится размер, который зара-
нее известен. Процесс определения погрешности прибора отли-
чается от обычных измерений только объектом измерения. А это
значит, что при таком способе использования измерительного
средства выявляется не погрешность прибора, а погрешность
66
измерения этим прибором, поскольку в результаты измерения
вошли такие составляющие, как погрешности от температурных
деформаций (если даже они и ограничены какой-то величиной),
ошибки от субъективности оператора при снятии отсчета, погреш-
ности установочных мер, когда они не входят непосредственно в
погрешность прибора и некоторые другие в зависимости от вида
прибора и способа его проверки. Таким образом, в строгом смыс-
ле не может быть погрешности прибора, а имеет место погреш-
ность измерения этим прибором в определенных условиях прове-
дения проверки. Невозможность отделить погрешность прибора
от погрешности измерения дает основание в ряде случаев прини-
мать за погрешность измерения те данные, которые нормируются
для прибора. Кроме того, при нормировании погрешности сле-
дует каждый раз указывать, при каких условиях проверки при-
бора подразумеваются приводимые нормы.
На практике обычно толкование погрешности измерительного
средства приводится в инструкциях. И если полное объединение
стандартов и инструкций в единый документ, возможно, нельзя
считать во всех случаях удобным, то более подробное объясне-
ние в стандарте методики выяснения погрешности следует счи-
тать целесообразным.
1.	АНАЛИЗ НОРМИРУЕМЫХ ПОГРЕШНОСТЕЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СРЕДСТВ
На подавляющее большинство измерительных средств разра-
ботаны общесоюзные стандарты или технические условия, в ко-
торых нормируются погрешности прибора. Дополнительно к стан-
дартам инструкции детализуют погрешности измерительных
средств и определяют методику их проверки. При разработке
специальных измерительных средств нормирование погрешностей
в какой-то мере производится по форме этих официальных доку-
ментов.
У различных приборов нет единства в характере нормируемых
погрешностей. Погрешности задаются либо одним значением,
либо несколькими; с выделением нормированного участка либо
без выделения; с нормированием вариаций и без нормирования;
с симметричными отклонениями погрешности либо без симмет-
ричных и т. д. В связи с этим следует разобраться, в какой мере
обосновано отсутствие единообразия в нормировании погрешно-
стей для различных измерительных средств, предназначенных
для одних целей.
Для того чтобы рекомендовать способы нормирования, рас-
смотрим погрешности, которые возникают в измерительных сред-
ствах. Ошибки измерительных средств могут быть систематиче-
скими и случайными, следовательно, при наличии в измеритель-
ных средствах двух видов погрешностей необходимо, чтобы при
нормировании учитывалось это обстоятельство. Для ряда изме-
67
рительных средств погрешность приводится только в виде одной
цифры. При этом не всегда дается объяснение, как понимать эту
цифру — включает ли она оба вида ошибок или нет. В других
случаях приводится отдельно погрешность прибора и вариация
его (случайная составляющая ошибка), но в то же время не ука-
зывается, включается ли вариация в общую погрешность изме-
рительных средств или она дается сверх нее. При таком недоста-
точно четком нормировании составители инструкций в одних при-
борах включают, а в других не включают вариацию показаний
в общую погрешность приборов. Поскольку стандарт и инструк-
ция являются раздельными документами, то не всем потреби-
телям бывает ясен вопрос о роли вариации в общей погрешности
прибора.
Правильным методом нормирования является выделение си-
стематической и случайной составляющих погрешности. Преиму-
щество такого нормирования заключается в том, что вносится
полная ясность в отношении точностных возможностей, которы-
ми обладает измерительное средство, и способов, уменьшающих
влияние погрешности измерения.
По примеру нормирования электрических измерительных при-
боров в некоторых специальных приборах для линейных измере-
ний. особенно работающих по принципу электрического преобра-
зования перемещений измерительного стержня, погрешность
прибора задается в процентах от предела измерения. Такое нор-
мирование было бы удобным, если бы эти величины задавались
от используемого предела измерения по шкале, а не от общего
предела измерения.
При принятой методике нормирования погрешности в процен-
тах от пределов шкалы могут возникнуть очень большие вели-
чины погрешности при работе на малых интервалах. Например,
прибор имеет 100 делений на шкале при цене деления 1 мкм.
Если задается погрешность 1%, то прибор будет высокоточным,
т. е. его погрешность будет составлять всего 1 мкм\ но в то же
время эта погрешность может проявиться даже на одном-двух
делениях.
Следовательно, при таком способе нормирования может ока-
заться, что при измерении по шкале на одном-трех делениях,
т. е. всего на 1—3 мкм, допускается ошибка в 1 мкм. Такая
ошибка для указанных приборов будет уже значительной.
Более совершенным является нормирование погрешности не-
которых оптических и оптикомеханических приборов, где погреш-
ность задается обычно не менее чем двумя членами, из которых
первый является постоянной величиной (систематическая ошиб-
ка прибора), а последующие члены зависят от размера контро-
лируемой детали, т. е. связаны либо с погрешностью используе-
мого участка отсчетного устройства, либо с влиянием темпера-
туры.
68
Случайную составляющую погрешности в измерительных
средствах обычно нормируют под названием «вариация», или
«нестабильность показаний». Случайная составляющая или ва-
риация показаний интересуют потребителя приборов с точки зре-
ния повторяемости результатов измерений. Повторяемость ре-
зультатов измерений называют вариацией или нестабильностью.
Иногда этим названиям, отражающим единую сущность, пыта-
ются дать раздельное толкование. Так, под вариацией иногда
подразумевают разброс показаний прибора при простом аррети-
ровании его контактной части, а под нестабильностью — разброс
показаний при определенных переналадках прибора. Эти допол-
нительные толкования не могут быть приняты.
Как было сказано выше, нестабильность работы прибора инте-
ресует потребителя прежде всего в отношении устойчивости его
показаний и определяется главным образом качеством конструк-
ции и изготовления прибора. Потребитель хочет быть уверен, что
при измерении объекта с одинаковыми отклонениями измери-
тельное средство будет давать приблизительно одинаковые пока-
зания. Если принять, что вместо погрешности прибора в действи-
тельности имеет место погрешность измерения этим прибором
при стандартных условиях измерения, то вариацию (нестабиль-
ность) показаний следует определять многократной проверкой
одной и той же детали, учитывая возникающий при этом разброс
показаний. Проверка вариации принимается иногда как много-
кратное арретирование измерительного наконечника. Этот ме-
тод может применяться только для отсчетных головок.
Когда отсчетное устройство является только частью прибора
и входит в сложную кинематическую или размерную цепь меха-
низма, нельзя арретированием определять вариацию работы при-
бора, так как выясняется только вариация отсчетного устрой-
ства, а не всего механизма. Даже для одной отсчетной головки
вариацию показаний с помощью арретирования можно прове-
рять только в тех случаях, когда работа этой головки происходит
с арретированием. Если же в работе контролируемая деталь
проталкивается под измерительным наконечником, то и провер-
ку вариации показаний также надо йроводить в этих условиях.
В противном случае некоторые составляющие погрешности,
например радиальный люфт измерительного стержня, не
будут выявлены при проверке, но окажут влияние при из-
мерении.
Поскольку вариацию показаний следует рассматривать как
свойство прибора к повторяемости результатов измерения одного
и того же размера при определенных внешних условиях прове-
дения измерения, то и в зависимости от конструкции прибора и
методики проведения измерений выяснение нестабильности ра-
боты измерительного средства должно ограничиваться опреде-
ленными условиями. В каждом конкретном случае необходимо
69
оговаривать, например, степень перестройки прибора при про-
верке нестабильности показаний.
В специальных измерительных устройствах при нормирова-
нии нестабильности работы прибора необходимо указать мето-
дику определения нестабильности работы в зависимости от кон-
струкции прибора и способа измерения, с тем чтобы не допускать
произвольного толкования этого понятия.
Иногда при нормировании погрешности специальных измери-
тельных средств указываются вероятностные характеристики.
Так, в технической литературе и в документации на измеритель-
ные средства указывается, что погрешность составляет ±3о.
В связи с этим остановимся на двух особенностях такого норми-
рования. Следует ясно различать приводимые в документах
понятия «погрешности прибора» и «погрешности измерения при-
бором».
Если говорится о погрешности прибора (как было показано
ранее, это погрешность измерения им при установленных усло-
виях), то влияние ряда составляющих погрешности измерения и
прежде всего настроечных образцов исключается. При приемке
такого прибора необходимо принимать меры для исключения
влияния других составляющих на погрешность измерения.
Если указывается погрешность измерения прибором, то
имеется в виду погрешность всего метода измерения с учетом
не только погрешности прибора, но и настроечных образцов,
температурных деформаций и т. д. В технической документации
на прибор при этом должны быть приведены условия проведе-
ния измерений, и прибор (не говоря уже об эксплуатации) дол-
жен проверяться в тех условиях, которые указаны в технической
документации.
Рассмотрим нормирование погрешности через средние
квадратические отклонения. Поскольку среднее квадратическое
отклонение характеризует распределение случайных величин, то
при нормировании погрешности для одного прибора значе-
нием ±Зег принимаются во внимание только случайные состав-
ляющие погрешности, а систематические исключаются. При та-
ком нормировании при приемке прибора должна проверяться
нестабильность его работы, а не полная погрешность измерения,
поскольку предъявляются требования только к случайным со-
ставляющим погрешности измерения.
Имеет значение также и случайность выбранного отклоне-
ния ±3о. Нормированием погрешности этой величиной предусма-
тривается прежде всего закон нормального распределения по-
грешности и принимается, что в 0,27% случаев измерения
погрешность может оказаться большей, чем нормируемая вели-
чина.
Вероятность 0,27% принята для ограничивающих предель-
ных значений закона нормального распределения ±3о.
/0
Математическое выражение закона нормального распределе-
ния подразумевает бесконечно большое число рассматриваемых
событий. Измерение прибором за определенный промежуток
времени носит ограниченный характер. Опыт определения сред-
него квадратического отклонения о распределения случайных
погрешностей показывает, что практически измеренные значения
отклонений при ограниченном количестве измерений всегда ока-
зываются значительно меньше, чем рассчитанные по ним значе-
ния утроенного среднего квадратического отклонения. Эти об-
стоятельства дают основания нормировать случайную составляю-
щую величиной ±2о или просто ±о.
В первом случае процент риска возрастает до 5%, а во вто-
ром — до 35%.
В каталогах некоторых иностранных фирм указывается пре-
дельная погрешность, равная ±2о. Преимущество нормирования
случайных ’составляющих погрешностей через о заключается
в том, что эту величину можно характеризовать не как предель-
ную погрешность, а просто как характеристику закона распреде-
ления погрешности. Тогда процент риска для каждого случая
использования устанавливает потребитель; при этом в разных
случаях расчета потребитель может брать разные значения по-
грешностей.
Иногда случайные составляющие погрешности прибора рас-
пределяются не по нормальному закону, а по закону равной ве-
роятности, например у высокоточных приборов, где величина
отсчета и погрешность соизмеримы и погрешность в отсчете де-
ления может быть близка к погрешности прибора. В этом случае
особенно опасно принимать погрешность прибора равной ±3о,
поскольку для закона равной вероятности предельная величина
принимается ±1,73о.
Нормирование погрешности через ±3о или ±о можно рас-
сматривать как ограничение зоны распределения, в которую
должны укладываться как систематическая, так и случайная
части составляющих погрешности. При таком подходе к норми-
рованию погрешности возникает ряд неудобств и трудностей.
При наличии систематической составляющей суммарное значе-
ние погрешности в одном приборе не может быть симметричным,
т. е. нормируемая величина не отражает возможной действитель-
ной погрешности. (Имеется в виду, что погрешность измеритель-
ных средств рассматривается в отношении проявления ее в од-
ном приборе, а не во всей совокупности приборов).
Основным недостатком симметричного нормирования погреш-
ности является то, что погрешность в приборах может быть
значительно большей, чем это допущено. При нормировании
погрешность измерительного средства принимается как часть
контролируемого допуска. Устанавливая симметричное отклоне-
ние, часто допускают ошибку, при которой возможно проявление
71
погрешности, в 2 раза большей по величине. Например, тре-
буется измерить деталь с допуском на изготовление 20 мкм. Для
этой цели разрабатывается прибор, погрешность которого мо-
жет быть допущена равной 10% от допуска, соответствующей
2 мкм. После этого очень часто устанавливается погрешность
прибора, равная ±2 мкм. Такое нормирование погрешности
приведет к тому, что при некоторых измерениях погрешность из-
мерительного средства может проявиться величиной 4 мкм.
Если нормируемая погрешность составляет ±2 мкм и в при-
боре на одном участке шкалы обнаружится ошибка —2 мкм,
а на другом +2 мкм, то при проверке он будет признан годными.
Если окажется, что при пользовании этим прибором установка
его в исходное положение или первоначальный отсчет совпадет
с одним из предельных значений, а регистрация отклонений —
с другим предельным значением, то погрешность прибора про-
явится величиной 4 мкм, т. е. 20% от допуска, а не 10%. В при-
мере принят предельный случай неудачного сочетания событий
при максимальных отклонениях размеров. При вероятностном
сочетании неблагоприятных событий — проявлении погрешности
измерительных средств при проверке и измерении и нормирова-
нии погрешности в виде ±6 — величина погрешности прибора
при измерении составит 1,416, т. е. увеличится почти наполовину.
Если для симметричного нормирования принять половин-
ную величину погрешности, то это будет большим ужесточением
требований. В рассмотренном примере 10% от допуска состав-
ляло 2 мкм. При желании иметь симметричную допустимую,
погрешность можно было бы ее принять равной ± 1 мкм, однако
изготовление прибора значительно усложнится. Так, в отдельных
экземплярах приборов может оказаться, что погрешность не бу-
дет превышать 2 мкм в разных точках (например, 0—2 мкм,
0,5—1,5 мкм), то такие приборы будут забракованы.
Таким образом, более целесообразно нормировать погреш-
ность без указания знака во всех случаях, когда может возник-
нуть опасность, что проявится удвоенная нормируемая ошибка.
Например, не следует нормировать погрешность симметричным
отклонением (обычно такое нормирование называется нормиро-
ванием через амплитуду погрешности), когда прибор настраи-
вается по концевым мерам на номинальный размер, так как при
настройке прибора его погрешность может проявиться с одним
знаком, а при использовании — с другим.
Нормирование погрешности измерительных средств в виде
размаха, т. е. 26 (а не ±6) не означает, что в приборе будут
такие максимальные точки. Многочисленные проверки всевоз-
можных измерительных средств, в частности по индикаторам
часового типа, показывают, что максимальная погрешность при-
бора в отдельных точках шкалы не превышает 85% от 26, т. е.
приблизительно равна 1,76 [40].
72
Недостаточно четкое нормирование в отношении знаков по-
грешности может привести к появлению скрытых погрешностей.
Для примера в табл. 5 приведены нормируемые и действующие
погрешности некоторых измерительных средств.
Таблица S
Нормируемые и действующие погрешности измерительных средств
Погрешности	Индикатор часового типа с ценой делений 0,01 мм и пределом измерений			Индикатор многообо- ротный с ценой де- ления 0,001 мм и пределом измерения 1 мм	Нутромер индика- торный с ценой де- ления 0,01 мм и пределом измерения 10—18 мм	Нутромер модели 109 с ценой деления 0,002 мм и пределом измерения 18—5О.«л<
	1 мм	5 мм	10 м			
Нормируемая	погреш- ность^ мкм		12	18	22	5	12	5
Ошибочно принимаемая предельная погрешность при- бора при измерении в мкм	±12	±18	±22	±5	±12	±5
Действующая предельная погрешность при измерении в мкм ..........	±7,2	±10,8	±13,2	±3,5	±8	±3,5
В общем случае рекомендуется нормировать погрешность
в виде размаха. Если исключается возможность проявления
удвоенной погрешности, можно применять и симметричное нор-
мирование погрешности, т. е. амплитудой, например при фикси-
ровании нулевого положения механизма прибора, следовательно
и начальной точки, при проверке (при контроле должно огова-
риваться требование об обязательности установки прибора на
нулевое деление). Но такие случаи очень редки, практически
трудноосуществимы, и это дает основание рекомендовать повсе-
местно нормировать суммарную погрешность (случайную и си-
стематическую составляющие) в виде размаха, а не амплитуды.
Выше уже упоминалось, что в ряде нормативных документов
нет четких указаний в отношении взаимосвязи между суммарной
погрешностью измерительных средств и ее случайной составляю-
щей, т. е. вариацией или нестабильностью показаний.
Вариация должна являться неотъемлемой частью общей по-
грешности прибора, как ее случайная составляющая. Выделение
вариации для отдельного нормирования вызывается относитель-
но простыми возможностями ее проверки и влиянием этой
погрешности на результаты измерения.
Вариация показаний входит полной величиной в погрешность
разового измерения, что отражено в некоторых инструктивных
73
материалах, рассматривающих методику проверки измеритель-
ных средств. Там указано, что при разовой проверке прибора
в одной точке устанавливают уменьшенный допуск (как бы
вводят производственный допуск на проверку) на полную вели-
чину вариации, т. е. вариация исключается из общей погрешности
прибора. Такой подход к оценке влияния вариации показаний
недостаточно точен.
Вариация показаний является случайной составляющей изме-
рительного средства и распределяется, как правило, по нормаль-
ному закону. Ввиду симметричности закона нормального рас-
пределения предельные ошибки должны были бы задаваться
амплитудой, т. е. в виде ±>6. Однако вариация задается в виде
размаха, т. е. без знаков. Объясняется это тем, что при проверке
нестабильности показаний обычно неизвестно номинальное зна-
чение контролируемого размера и за величину нестабильности
принимается размах погрешности, т. е. не ±3о, а 6о. При разо-
вом измерении в погрешность входит только половина вариации
показания. Для исключения влияния вариации производится
многократное измерение и за результат принимается среднее
значение. Когда измерительным средством можно производить
абсолютные измерения, средний результат отклонений, который
принимается за действительный, отличается от любого слу-
чайного не более чем на величину, равную половине неста-
бильности.
При относительных (называемых иногда сравнительными)
измерениях вариация показаний проявляется следующим обра-
зом. Когда измерительный прибор устанавливается по образцо-
вой детали или по концевым мерам длины, измерительный
наконечник многократно арретируется. Если при этом оператор
устанавливает начальный отсчет таким образом, что отдельные
отклонения распространяются от него симметрично в обе сто-
роны (строго говоря, только так и должна производиться
настройка), то влияние вариации показаний отсчетного устрой-
ства при настройке, т. е. в исходной точке, исключается. Тогда
при использовании этого прибора при разовых измерениях
в погрешность войдет половина величины нестабильности.
Если при относительных методах измерения тщательно не
устанавливается первоначальный отсчет и производятся разовые
измерения, то вариация показаний войдет в погрешность измере-
ния своей полной величиной, а не удвоенным значением (по
одной половине вариации при настройке и при измерении).
При относительных измерениях настройку следует осуществ-
лять с многократным арретированием. Поскольку добиться того,
чтобы вариация показаний строго распределялась относительно
настраиваемого размера, невозможно, то можно принять, что
в погрешность показаний прибора входит около 75% от норми-
руемой вариации показаний.
74
Приведенные в книге расчеты по установлению предельной
погрешности измерения учитывали влияние полной величины ва-
риации показаний при относительных методах измерения.
2.	ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СРЕДСТВ
В приборах имеется еще ряд параметров, которые характери-
зуют точностные данные измерительных средств. В настоящее
время некоторые из них не нормируются, хотя их влияние на
погрешность прибора часто бывает очень большим. В метрологии
существует теоретическое понятие о чувствительности и пороге
чувствительности. Однако в официальных нормативных мате-
риалах эти параметры не ограничиваются нормами. Сложившее-
ся положение можно объяснить тем, что определение парамет-
ров и методика их контроля очень сильно оторваны от эксплуа-
тационных условий.
Порог чувствительности определяется как «наименьшее изме-
нение измеряемой величины, вызывающее изменение показаний
прибора». Основной недостаток этого определения заключается
в неопределенности понятия «наименьшее». Основываясь на
формулировке порога чувствительности, проверка его должна
осуществляться следующим образом. Измерительному стержню
проверяемого прибора сообщают небольшие точные перемеще-
ния образцовым приспособлением до тех пор, пока указатель
прибора не тронется с места. Порог чувствительности оценивают
величиной, равной разности показаний образцового приспособле-
ния от начального отсчета до отсчета, соответствующего началу
перемещения стрелки контролируемого прибора. Такое опреде-
ление порога чувствительности и методика его проверки недо-
статочны для определения эксплуатационных свойств измери-
тельных средств и в большой мере зависит от субъективности
оператора. Возможно, поэтому понятие чувствительности объ-
единяют с понятием передаточного отношения, относя его к ха-
рактеристике данных прибора, а не к показателю точности его
работы.
Если в понятие чувствительности прибора внести конкретное^
содержание, то этот показатель может во многом определить
как качество изготовления прибора, так и его эксплуатационные
свойства. Под чувствительностью прибора (порогом чувствитель-
ности) следует понимать погрешность его при прямом и обрат-
ном ходе в пределах цены деления. Отличие этой формулировки
от принятой заключается в том, что имеется в виду не неопреде-
ленное «наименьшее перемещение», а конкретное — равное пере-
мещению указателя на долю деления и полную цену деления.
Тогда сама методика проверки оказывается вполне конкретной,
а получаемые данные весьма показательны.
Упрощенно суть нового предложения состоит в том, что в
каждом приборе следует выяснять, в какой мере он «чувствует»
75
ту величину перемещения, которая принята в нем за наименьший
отсчет, т. е. цену деления, или в какой мере оправдан тот факт,
что прибору, например, присвоена цена деления 1 мкм и в какой
мере можно обеспечить точные измерения при восприятии при-
бором наименьших перемещений. Чувствительность прибора
необходимо проверять и при обратном ходе измерительного
стержня, потому что при перемене направления измерения, в
момент так называемого реверса, возникает наибольшая ошибка
в механизме прибора на малых перемещениях, поскольку ока-
зывают влияние люфты, смещения контактных поверхностей,
перемена направления движения и т. д. В новом понимании
чувствительность прибора позволяет выяснить не только прин-
ципиальные стороны конструкции прибора, но и качество изго-
товления его основных деталей и сборки.
При обратном ходе измерительного стержня погрешность
проявляется как при контроле колебания размера (например,
при определении отклонений геометрической формы), так и в
том случае, когда настройка прибора производится при переме-
щении стержня в одном направлении, а отсчет показаний — при
перемещении его в другом направлении.
Исходя из нового представления о чувствительности прибора,
в табл. 6 приведены результаты проверки группы приборов.
Оценка результатов дана в соответствующих главах книги, где
рассмотрены эти приборы. Погрешность при прямом ходе ока-
зывается почти у всех приборов меньше, чем при реверсе. Это
обстоятельство следует учитывать при использовании приборов
и в тех условиях, когда представляется возможность, например,
арретированием измерительного стержня прибора добиваться,
чтобы первоначальная установка совпадала с измерительным
перемещением стержня.
Погрешность, получаемая в момент реверса всего на одном
делении, имеет скачкообразный характер и остается после
одного деления постоянной величиной на нескольких делениях,
а иногда даже на всем нормируемом участке. В этом заклю-
чается вся важность проверки и нормирования чувствитель-
ности. Обычно в головках выделяется нормируемый участок на
нескольких делениях. У потребителя иногда создается непра-
вильное мнение, что если он будет использовать не весь норми-
руемый участок, а только небольшую его часть, то можно
ожидать, что погрешность будет уменьшена пропорционально
используемому участку. В действительности же погрешность
всего на одном делении у некоторых отсчетных головок (напри-
мер, рычажно-зубчатых) равна или близка к погрешности норми-
руемого участка на нескольких делениях.
Понятие чувствительности прибора имеет значение в первую
очередь для оценки всевозможных видов показывающих отсчет-
ных головок. Для ряда приборов, где осуществляется их на-
76
Таблица 6
Чувствительность некоторых измерительных головок
(экспериментальные данные) в мим
Наименование головки	Доли цены деления							
			V2		3Л		1	
	без реверса	с реверсом	без реверса	с реверсом	без реверса	с реверсом	без реверса	с реверсом |
Головка пружинная с ценой деления 0,0001 мм, с пределом измерения 0,004 мм		0	0,01	0	0,01	0	0,02	0	0,02
Головка пружинная с ценой деления 0,0002 мм, с пределом измерения ±0,006 мм		0,03	0,05	0,05	0,1	0,07	0,1	0,1	0,1
Головка пружинная с ценой деления 0,0005 мм, с пределом измерения ±0,015 мм		0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1
Головка пружинная с ценой деления 0,001 мм, с пределом измерения ±0,03 мм		0,1	0,1	0,1	0,1	0,2	0,2	0,2	0,2
Головка пружинная с ценой деления 0,005 мм, с пределом измерения ±0,15 мм .	...	0,13	о,1	0,1	0,1	0,2	0,2	0,3	0,3
Головка пружинно-оптическая с ценой деления 0,0001 мм, с пределом измерения ±0,012 мм	0,05	0,05	0,05	0,05	0,05	0,05	0,05	0,05
Головка пружинно-оптическая с ценой деления 0,0005 мм, с пределом измерения ± 0,050 мм	0,02	0,05	0,05	0,05	0,05	0,05	0,05	0,05
Головка пружинно-оптическая с ценой деления 0,001 мм, с пре- делом измерения ±0,030 мм . .	0	0,5	0	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5
Головки пружинные малогаба- ритные ИПМ с ценой деления 0,001 мм, с пределом измерения ±0,05 мм		0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,2	0,1	0,2
77
Продолжение табл. 6
Наименование головки	Доли цены деления							
	'Л		?/2		’/4		1	
	без реверса	с реверсом	без реверса	с реверсом	без реверса	с реверсом	без реверса	с реверсом
Оптиметр с ценой деления 0,001 мм, пределом измерения ±0,1 мм . .	...	0,05	0,05	0,05	0,05	0,05	0,05	0,05	0,05
Головка	измерительная 1МКМ с ценой деления 0,001 мм, с пределом измерения ±0,05 мм . . . .	0,1	0,8	0,12	0,9	0,2	0,9	0,24	0,9
Головка	измерительная 2МКМ с ценой деления 0,002 мм, с пределом измерения ±0,1 мм		0,3	0,6	0,5	0,7	0,6	0,7	0,6	0,7
Индикатор многооборотный с ценой деления 0,001 мм, с пре- делом измерения 0—1 мм . . .	0,2	1	0,2	1,2	0,2	1,4	0,2	1,4
Индикатор часового типа с це- ной деления 0,01 мм, с преде- лом измерения 0—2 мм . . . .	0,17	1,7	0,9	1,7	0,9	2,0	0,9	2,0
Индикатор часового типа с це- ной деления 0,01 мм, с преде- лом измерения 0—5 мм .	1,4	1,5	1,4	1,9	1,4	2,0	1,4	2,0
Индикатор часового типа с це- ной деления 0,01 мм, с преде- лом измерения 0—10 мм ...	1,3	1,8	1,7	2,1	1,7	2,5	2,0	3,0
Индикаторы рычажно-зубча- тые типа ИРБ и ИРТ с ценой деления 0,01 мм, с пределом измерения 0,8 мм (±0,4 мм) .	1	2,5	1,8	2,5	2,4	3,7	2,8	3,5
78
стройка, может быть применено также понятие чувствительности
настройки для определения того, в какой мере прибор восприни-
мает величину смещения настройки или с какой достоверностью
(чувствительностью) можно настроить прибор. Это понятие, на-
пример, можно отнести к электроконтактным датчикам, прибо-
рам активного контроля, у которых от чувствительности зависит
точность настройки на контролируемый размер. Чувствитель-
ность прибора (т. е. погрешность его в пределах одного деления)
не должна превышать цену деления. Если чувствительность
прибора больше цены деления, то нецелесообразно иметь при-
бор с установленной ценой деления.
Для измерительных средств следует обязательно вводить
нормы, которые оправдывали бы цену деления приборов. Если
прибор имеет цену деления 1 мкм, то в нормативном документе
должны быть обязательно указаны условия, когда погрешность
измерения этим прибором будет не больше 1 мкм. Тогда потре-
битель может сделать выбор точности измерительных средств
непосредственно по цене деления и в нормативном документе он
найдет условия применения прибора, при которых погрешность
будет находиться в пределах цены деления.
Для ряда приборов можно разделить понятия «погрешность
прибора при проверке» и «погрешность прибора при измерении».
Дополнительные погрешности измерительных средств, связан-
ные с отличием условий проверки и измерения, возникают, в
частности, вследствие изменения контактных поверхностей. На-
пример, микрометрический инструмент проверяют и настраива-
ют обычно по концевым мерам длины, где осуществляется плос-
костный контакт. При точечном или линейчатом контакте возни-
кают дополнительные погрешности прибора, невыявленные при
проверке его погрешности. Величина непараллельности измери-
тельных поверхностей микрометров, которую определяют от-
дельно, при контроле сферических поверхностей входит в сум-
марную погрешность полностью, при контроле цилиндрических
поверхностей — наполовину.
Еще одна дополнительная погрешность измерительных
средств возникает вследствие различного положения прибора
при установке на размер или проверке и при измерении, напри-
мер, у накладных измерительных средств для контроля больших
размеров, почти у всех нутромеров и у большинства отсчетных
головок. При установке прибора на размер или проверке его, ес-
ли он располагается в вертикальной плоскости, а при измере-
нии — в горизонтальной или любой другой, но не вертикальной,
из-за неуравновешенности отдельных элементов или узлов при-
бора сбивается настройка и вносится дополнительная ошибка,
которая чаще всего носит систематический характер, заключа-
ющийся в смещении установленного нуля. В отдельных прибо-
рах дополнительная погрешность носит функциональный харак-
79
тер, как изменение передаточного отношения. Высокоточные
отсчетные пружинно-оптические головки (оптикаторы) даже
стандартом допускается изготовлять для работы только в одном
определенном положении.
Таким образом, необходимо повсеместно стремиться настраи-
вать измерительные средства в тех же положениях, в которых
они будут работать при измерении. Для проверки однородности
работы во всех положениях измерительный прибор необходимо
после установки нуля поворачивать в пространстве вместе с уста-
новочной мерой, определяя смещение нулевой установки.
К числу дополнительных ненормируемых погрешностей мож-
но было бы отнести и погрешность, возникающую от нагрева из-
мерительного средства, если при работе его держат в руках. Этот
специфический вопрос температурных деформаций будет рас-
смотрен в разделе Б. Величины ошибок от нагрева достигают
иногда больших значений, поэтому при использовании таких из-
мерительных средств на пределе их точности рекомендуется про-
верять величину деформации экспериментальным путем.
Еще одна дополнительная погрешность измерительных
средств, возникает, если прибор проверяют с арретированием из-
мерительного стержня, а измерения проводят без арретирования,
или наоборот. При осторожном арретировании приборы показы-
вают более правильно, чем без арретирования. Доброкачествен-
но изготовленные отсчетные головки дают одинаковые показания
как при работе с арретированием, так и без него. Недоброкачест-
венно изготовленные головки обычно при арретировании дают
более стабильные показания, чем без арретирования.
3.	УМЕНЬШЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СРЕДСТВ
Погрешность прибора, как правило, состоит из систематиче-
ской и случайной погрешностей, поэтому следует использовать
некоторые приемы для уменьшения их влияния.
Систематическая погрешность прибора, если она известна
для каждой его точки, может быть учтена введением поправки
со знаком, противоположным величине погрешности в данной
точке. Чаще всего величина систематической погрешности неиз-
вестна. Тогда ее влияние можно значительно уменьшить, если
пользоваться относительными методами измерения. При отно-
сительном методе настройку на номинальный размер производят
по концевым мерам длины или по аттестованному образцу, с
тем чтобы измерительный прибор регистрировал только откло-
нения контролируемой детали от размера образца. В этом слу-
чае в погрешность измерения войдет только часть систематиче-
ской ошибки, возникшей на участке отклонений. Помимо этой
остаточной систематической ошибки, в погрешность измерения
(а не прибора) войдет погрешность аттестации образцов, при
помощи которых осуществлялась настройка.
80
Случайная погрешность прибора также может быть значи-
тельно уменьшена. При исключении случайной ошибки необхо-
димо проводить многократные (п) измерения и за результат из-
мерения принимать среднее значение. В результате многократ-
ных измерений случайная составляющая погрешности умень-
шается в V п раз.
Если случайная погрешность прибора составляет ±3о, то при
многократном измерении и принятии среднего значения погреш-
ность прибора будет равна ±-7^=. Метод многократного изме-
ни
рения может быть использован и для уменьшения влияния систе-
матических составляющих погрешности измерительных средств.
С этой целью особо точные детали необходимо измерять на не-
скольких приборах. При этом желательно, чтобы в приборах
использовались различные схемы измерения, близкие по точно-
сти. При таких условиях проверки систематические составляю-
щие погрешности одного прибора будут случайными для всей
группы используемых приборов.
4.	ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ПОГРЕШНОСТИ
ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СРЕДСТВ
Большинство измерительных приборов имеет достаточно ши-
рокий диапазон измерения. В зависимости от величины исполь-
зуемого участка прибора его погрешность будет проявляться
различно. При одной цене деления в приборе с большим преде-
лом измерения суммарная погрешность будет больше. Допусти-
мая погрешность для всего прибора или только для нормирован-
ного участка устанавливается обычно одним значением. В этом
случае принимается максимальная погрешность, которая может
оказаться только в одной или нескольких точках данного прибо-
ра (и чаще всего при использовании его на всем расходе). Во
всех остальных точках погрешность прибора будет меньше.
Таким образом, существующее в настоящее время нормиро-
вание погрешности прибора в определенной мере загрубляет их,
поскольку относится только к наиболее неблагоприятным усло-
виям применения, которые не особенно часты. Так как в офици-
альных документах — стандартах и технических условиях —
указываются в большинстве случаев завышенные величины по-
грешностей, то при выборе измерительных средств для опреде-
ленных видов контроля используются приборы с повышенной
нормируемой точностью, а в некоторых случаях создается искус-
ственная потребность в более точных измерительных средствах.
Дискретное нормирование погрешности в нескольких точках
на всем пределе измерения не улучшает положение. Наиболее
полно погрешность прибора выражается функцией, в которой
аргументом является используемый предел измерения. Погреш-
81
ность может быть выражена функцией как для отдельного при-
бора, так и для группы приборов.
При частом использовании прибора с максимальной точно-
стью, особенно при отсутствии других, более точных приборов,
целесообразно погрешность его представить в виде непрерывной
функции, получаемой экспериментально; с этой целью погреш-
ность прибора проверяют в максимально большом количестве
точек не менее трех раз и принимают среднее значение для
уменьшения влияния вариации показаний (случайной ошибки).
Затем строят тарировочный график, который характеризует ве-
личину погрешности прибора в каждой его точке.
Функциональная погрешность может быть изображена и для
приборов определенного вида и типоразмера. В этом случае по-
грешность определяют по многим точкам у большого количества
приборов (не менее 100) и в каждой контролируемой точке на-
ходят среднее значение погрешности. При построении графика
таких усредненных погрешностей получаются значения система-
тических (функциональных ошибок), присущих данному виду
прибора, изготовляемому в определенных условиях.
Полученная кривая систематических ошибок может быть вы-
ражена в виде функции, в которой аргументом является исполь-
зуемый предел измерения прибора. Преимуществом функцио-
нального выражения погрешности прибора является также то,
что по характеру и величине погрешности можно судить о состоя-
нии конструкции и производства прибора. Эти данные прежде
всего должны интересовать изготовителей приборов.
Потребителей приборов функциональная погрешность интере-
сует с точки зрения выбора измерительных средств. Однако для
выбора прибора одних средних арифметических значений по-
грешностей в каждой точке оказывается недостаточно. Функцио-
нальные ошибки (систематические) в пределе для массы прибо-
ров должны стремиться к нулю, если в схеме приборов не
заложено какое-либо теоретическое допущение или при их изго-
товлении не делается умышленное, либо в связи с недостатками
технологического процесса, смещение погрешности в определен-
ную сторону.
Таким образом, в каждой контролируемой точке необходимо
не только определять среднее арифметическое значение, но и на-
ходить среднее квадратическое отклонение для распределения
погрешностей в данной точке. Получается график средних квад-
ратических отклонений о, которые определяют зону распределе-
ния случайных ошибок. Такой график также может быть выра-
жен в виде функции. Утроенное значение функции среднего
квадратического отклонения в каждой точке в плюс и минус от
значения среднего арифметического характеризует предельные
значения случайных ошибок. При наличии такого графика пред-
ставляется возможность определять погрешности прибора
82
Рис. 16. функциональное изображение погрешностей микрометров с пределом измерения 0—25 ММ
(вернее, погрешность измерения при определенных условиях) в
любой точке. При наличии функциональной ошибки среднего
арифметического погрешность будет несимметричной.
Функциональное выражение погрешностей прибора нагляд-
нее всего можно показать на примере. На рис. 16 приведена по-
грешность новых микрометров завода «Калибр» с пределом из-
мерения 0—25 мм. График был получен следующим образом:
в течение 2 мес. с конвейера ежедневно брали по два-три микро-
метра и определяли погрешность с помощью концевых мер дли-
ны в 97 точках. Таким образом было проверено 100 микрометров.
В каждой точке определяли среднее значение погрешности. По-
лученные значения средних арифметических отклонений погреш-
ности приведены на рис. 16 в виде ломаной линии. После обра-
ботки полученных значений методом наименьших квадратов
было получено функциональное выражение средних арифмети-
ческих погрешностей х = —(0,65 + 0,08 L) мкм, где L — контро-
лируемый размер в мм. Полученная функция, имеющая форму
прямой, нанесена на ломаную экспериментальную кривую. Сред-
няя арифметическая ошибка должна была бы быть равна нулю,
но она отличается от нуля и имеет отрицательное значение.
Проверка изношенных микрометров показывает, что отрица-
тельные значения погрешностей микрометров увеличиваются.
Характерная погрешность микрометров возникает вследствие не-
достатков технологического процесса, приводящих к получению
инструмента с отрицательной погрешностью. Таким образом,
анализ функционального изображения погрешности показывает,
что налаживание выпуска микрометров с допустимой положи-
тельной погрешностью позволяет значительно повысить их изно-
соустойчивость. В каждой контролируемой точке, помимо сред-
него арифметического, определяли также и среднеквадратиче-
ское отклонение о, характеризующее закон изменения погреш-
ности измерения. Данные также были обработаны методом наи-
меньших квадратов и было получено функциональное выраже-
ние в виде сг = 0,93 + 0,044 L (мкм). На рис. 16 от прямой х
в плюс и минус нанесены прямые, соответствующие ±а:
±2сг; ±3cf. Функциональное выражение погрешности наиболее
полно представляет погрешности приборов. На примере микро-
метров можно проследить эти возможности. Кроме того, на этом
примере также можно увидеть трудности отделения погрешности
прибора от погрешности измерения, а также целесообразность
принимать погрешность приборов равной ±2(7.
Предположим, что требуется измерить размер 10 мм. В соот-
ветствии с ГОСТом 6507—60 погрешность микрометра состав-
ляет ±4 мкм, а погрешность измерения, безусловно, должна со-
ставлять большую величину- Из графика, приведенного на
рис. 16, следует, что погрешность микрометров на размере 10 мм
находится в пределах от —5 до +3,2 мкм, если принимать ее
84
в виде х±3сг. Следовательно, отрицательное значение погрешно-
сти микрометров выше допустимой.
Погрешность микрометров определяли по концевым мерам,
как это предусмотрено в инструкции по поверке (но только на
большом числе точек). Выход за границу поля допуска с отрица-
тельным отклонением может быть частично объяснен тем, что от-
сутствует метод определения собственно погрешности прибора,
а используемый метод поверки включает и погрешности измере-
ния. Если взять конечное значение погрешности на размере
25 мм, то увидим, что оно находится в пределах от +4,6 до
—8 мкм при том же способе нормирования погрешности, т. е.
значительно превышает погрешности, устанавливаемые стандар-
том. В процессе поверки микрометров по всем точкам практи-
чески не было микрометров, у которых погрешность в контроли-
руемых точках выходила бы за пределы допустимой. Этот факт
подтверждает излишнее загрубление точности измерительных
средств, когда их случайная составляющая погрешности норми-
руется величинами ±3о. Поскольку при поверке микрометров
погрешности практически не выходили за пределы допуска, то
это показывает, что исходя из практического опыта при норми-
ровании погрешностей по стандарту были приняты величины,
близкие к ±2сг, а не к ±3а.
На приведенном примере (размер 10 мм) рассмотрим ва-
риантность использования функциональных выражений погреш-
ности. Такие примеры встречаются в производственной практике.
Предположим, что при контроле микрометром его установку на
размер 10 мм производили по концевым мерам или образцу, по-
грешностью которых можно пренебречь (т. е. х = 0). Погреш-
ность измерения микрометром в этом случае будет равна
±4 мкм. Таким образом, одна случайная составляющая ошибки
соответствует предельной нормируемой погрешности.
Пример рассмотрен при условии, что процент риска принят
равным 0,27%, т. е. случайная составляющая соответствует ±3о.
Если принять процент риска 5%, т. е. установить погрешность
в пределах ±2о, то предельная погрешность микрометра при
контроле размера 10 мм будет находиться в пределах от —3,7
до +1,2 мкм. Если настраивать микрометр по концевым мерам
длины или по образцу, то погрешность будет равна ±1,4 мкм.
Пример функционального изображения погрешности микро-
метров показывает, какими большими возможностями обладает
такой метод нормирования в отношении вариантности использо-
вания измерительного прибора. Функциональное выражение по-
грешности приборов не приводится в нормативных материалах.
Инструментальные заводы должны определить функциональную
погрешность выпускаемых ими измерительных средств, а после
накопления опыта представится возможность и официального
нормирования погрешности в виде функции.
выводы
1.	Погрешность измерительных средств в общем случае вно-
сит доминирующую ошибку в погрешность измерения.
2.	При установлении погрешности прибора следует указывать
систематическую и случайную составляющие. Последняя (ва-
риация показаний) должна входить в суммарную погрешность
и также указываться отдельно.
3.	Нормирование погрешности прибора в процентах должно
производиться не от общего предела измерения по шкале, а от
используемого предела.
4.	Вариацию показаний следует проверять не простым арре-
тированием наконечника, а многократным измерением одной и
той же величины. Вариация показаний должна характеризовать
повторяемость результатов единичных измерений.
5.	Нормирование погрешности измерительных средств в виде
симметричного отклонения (±) может привести к удвоенному
проявлению погрешности. Нормирование погрешности без знака
является более правильным.
6.	Нормированием с указанием предельной величины ±3о
ограничивается только случайная составляющая погрешности
измерения, и в этом случае нужно проверять только вариацию
работы прибора.
7.	Величина принятых значений ±3о является случайной.
Более правильным является нормирование погрешности измери-
тельных средств величиной а.
Потребителю представляется возможность самому прини-
мать процент риска для различных случаев.
8.	Существующее понятие порога чувствительности не способ-
ствует выявлению эксплуатационных свойств измерительных
средств.
9.	Под порогом чувствительности следует понимать погреш-
ность измерительного средства при прямом и обратном ходе из-
мерительного стержня в пределах цены деления. При таком
определении порога чувствительности проверка параметра при-
обретает конкретный характер и выясняются как конструктив-
ные особенности прибора, так и качество изготовления его ос-
новных деталей и сборки.
10.	В измерительном средстве возникает ряд дополнительных
погрешностей оттого, что условия измерения отличаются от усло-
вий поверки этих измерительных средств.
11.	Систематическая погрешность приборов может быть
уменьшена введением поправки, а случайная составляющая
может быть уменьшена в Уп Раз многократными измерениями.
12.	Функциональное представление погрешности измеритель-
ных средств позволяет полностью выявить их точностные воз-
86
можности, применить вариантность решений и полнее использо-
вать измерительное средство для разных условий производства.
Б. ПОГРЕШНОСТИ ОТ ТЕМПЕРАТУРНЫХ ДЕФОРМАЦИЙ
Колебания температуры, а также ее отклонения от нормаль-
ной (20° С) приводят к появлению погрешностей измерения. При-
чиной возникновения погрешностей являются температурные де-
формации вследствие разности нагрева измерительного средства
и объекта измерения, а также разности их коэффициентов линей-
ного расширения.
При наличии разности температур измеряемого объекта, из-
мерительного средства и окружающей среды, тепловое поле не
остается постоянным. За счет теплообмена происходит выравни-
вание температур. При наличии в тепловом поле различных
источников тепла характер теплового поля еще более услож-
няется.
Если в помещении не приняты специальные меры для стаби-
лизации температуры, она не остается постоянной в разных ме-
стах помещения как по площади, так и по высоте. Температура
меняется и в продолжении рабочей смены. Даже в помещениях
со стабилизированным температурным режимом воздух имеет
тенденцию располагаться слоями, различающимися по темпера-
туре.
Процессы теплообмена также протекают неравномерно.
Объекты с малой массой, мелкие детали, измерительные нако-
нечники и стержни, тонкостенные корпусы быстро принимают
температуру окружающей среды, в то время как массивные объ-
екты — крупные детали, станины, стойки — менее чувствительны
к колебаниям температуры.
Условия теплообмена зависят не только от массы объекта, де-
тали или прибора, его формы и площади поверхности, но также
от вида покрытия, характера и скорости воздушных потоков, об-
текающих объект, подставок столов и плит, через которые также
осуществляется теплоотвод, и ряда других причин, учесть кото-
рые не всегда представляется возможным.
В условиях динамических процессов теплообмена затруднено
также измерение температуры. Если стабильная температура
среды в статических условиях может быть измерена обычным
термометром, то температура детали или прибора может быть
измерена только на поверхности, что явно недостаточно, так как
температура непостоянна не только по объему, но и во времени.
Многочисленные опыты измерения температуры изделий и при-
боров, находящихся в помещениях обычного механосборочного
цеха или измерительной лаборатории, показали, что на разных
участках сравнительно небольших объектов (50—100 мм) темпе-
87
ратура различается на 2—3° С на поверхности и несколько боль-
ше внутри.
Температурная погрешность имеет большой удельный вес
в суммарной погрешности измерения, и влияние ее растет с уве-
личением 'контролируемого размера.
На рис. 17 дан типичный график, изображающий соотношение
влияния различных составляющих погрешности измерения инди-
каторными скобами при настройке их на размер по блоку конце-
вых мер 5-го разряда и использовании на расходе 0,02—0,03 мм.
Разность температур скобы и объекта измерения не более 2° С
Рис. 17. Удельный вес составляющих погрешности измерения инди-
каторными скобами при настройке их на размер по блоку плоско-
параллел'ьных концевых мер:
1 — температурная погрешность; 2 — вариация показаний; 3 — по-
грешность отсчета; 4—погрешность блока плоско-параллельных
концевых мер
погрешности от температурных деформаций при неизменном
температурном режиме растет и начиная с размера 130 мм ста-
новится доминирующим. Такое явление имеет место при всех
видах измерения линейных размеров, и поэтому на него долж-
но быть обращено особое внимание.
Причинами температурной погрешности могут бщты
а)	отклонение температуры всей системы, т. е. объекта изме-
рения, измерительного средства и окружающей среды, от 20° С
при наличии частей прибора или изделия с различными коэффи-
циентами линейного расширения;
б)	разность температур объекта измерения и измерительного
средства, в частности вследствие нагрева объекта измерения
в процессе обработки;
в)	колебание температуры окружающей среды, в том числе
происходящие от теплового излучения тела оператора и флуктуа-
ций температуры;
г)	местный нагрев частей измерительных инструментов и при-
боров руками оператора.
88
1.	ТЕМПЕРАТУРНЫЕ ПОГРЕШНОСТИ В СТАТИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ
Если в пределах необходимой точности измерений можно пре-
небречь динамическими процессами теплообмена прибора и из-
делия, т. е. рассматривать отклонения и разности температур как
статические явления, то температурные деформации и необходи-
мые поправки могут быть определены по известной формуле:
А/,= / (ой AZi — a2AZ2),	(3)
где Д/f — погрешность измерения от температурной дефор-
мации;
I — контролируемый размер;
«1 и аг — коэффициенты линейного расширения, измеряе-
мого объекта и измерительного средства;
Д/° и Д^2—разности между нормальной температурой и тем-
пературой измеряемого объекта и измерительного
средства.
При равенстве температур измерительного средства, объекта
и среды
А/, = /Д/° (ах — а2).
Следовательно, для того чтобы определить величину дефор-
мации и ввести температурную поправку, т. е. учесть погрешно-
сти измерения, нужно знать коэффициенты линейного расшире-
ния и температуры, определяющие деформацию.
Воспользоваться этой формулой можно только при работе
с деталями простейших геометрических форм с известным ко-
эффициентом линейного расширения в условиях определенной
стабилизации температур. При производственных измерениях ис-
пользовать приведенную формулу, как правило, нельзя, посколь-
ку неизвестны усредненные по объему температуры измеряемых
деталей и измерительных средств, определяющие изменение их
размеров. Неизвестны обычно и коэффициенты линейного рас-
ширения. Даже изготовленные из одного и того же материала
объекты могут иметь коэффициенты линейного расширения,
различающиеся на 10—20%.
2.	ПОГРЕШНОСТИ ИЗ-ЗА РАЗНОСТИ ТЕМПЕРАТУР ИЗМЕРЯЕМОГО ОБЪЕКТА
И СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЯ
Несмотря на сложность, практически невозможность общего
решения задачи учета температурных деформаций в динамиче-
ских условиях, ряд частных задач может быть решен. Например,
можно определить промежуток времени, в течение которого на-
гретая в процессе обработки и выдерживаемая при нормальной
температуре деталь остынет до температуры, когда остаточная
температурная деформация может считаться пренебрежимо
малой.
89
Канд. техн, наук В. Э. Смирновым [12] была выведена форму-
ла для определения температурных деформаций цилиндрических
деталей:
2 at
—14 “pF
\dt = daO = da90e Л ,	(5)
где \dt — остаточная температурная деформация в ж;
d — диаметр цилиндрической детали в ж;
a — коэффициент линейного расширения материала
детали в \1град;
0 — разность температуры детали и среды в момент
измерения в °C;
0о — разность температуры детали и среды в начальный
момент в °C;
pi — наименьший корень уравнения;
ЦпЛ(Цп) = Bi/о (|1Л);
/o(|in), Л(Нп) —функции Бесселя первого рода нулевого и пер-
вого порядка от аргумента рп;
Bi — безразмерный критерий Био;
а — коэффициент температуропроводности в ж2/сея;
т—время выравнивания температур в сек;
R — радиус детали в м.
Для безграничного цилиндра
В1 = ^-,
%
где £ — коэффициент теплопередачи в ---—-----;
м2-сек-град
% — коэффициент теплопроводности в ---------.
м-сек-град
Под безграничным цилиндром понимается цилиндр такой
длины, чтобы можно было пренебречь теплоотдачей с торцов де-
тали, т. е. в процессе охлаждения теплоотдача с торцов детали не
вносит значительных искажений в форму теплового поля. При
выводе формулы (5) сделано допущение, что после окончания
обработки через некоторое время тепловое поле детали будет
практически равномерным.
Если считать, что все размеры цилиндрической детали, т. е.
расстояния между любыми двумя произвольно выбранными точ-
ками /, изменяются по тому же закону, что и диаметр, то форму-
лу (5) можно записать в следующем виде:
-я? —
Mt = /а60е R2,	(6)
где \lt — остаточная температурная деформация, в м\
I — измеряемый размер в м.
90
С достаточной для данного случая точностью величину
можно определить по приближенной формуле [16]:
Hi = /2ВГ.	(7)
Эта формула справедлива при малых значениях Bi. При под-
счете по более точной формуле [16]
(8)
Н? = (Hi)*
А
Bi*
расхождение не превышает 2—3%.
Формула (8) справедлива при Bi < 0,1 в ней (hi)oo — харак-
теристическое число, связанное с конфигурацией объекта, кото-
рое для безграничного цилиндра равно 2,405; А и k — постоян-
ные; для безграничного цилиндра А = 2,45 и k = 1,04.
Заменяя в формуле (6) рц через }/2Bi и Bi — через по
лучим
-2С —
Mt = la%e .	(9)
Решая уравнение (9) относительно т, получим
т =	• In (• а0о^ .	(10)
В формулах (9) и (10) для стальных деталей принимают сле-
дующие коэффициенты [12]:
а=11,6« 10“6 \)град.,
X =75 дж[мсекград\
= 10,5 дж[м2* сек* грод\
а = 2,05 • 10“5 м2)сек.
Эти коэффициенты не являются абсолютно точными, так
как они могут меняться в широких пределах.
После подстановки значений коэффициентов формулы при
нимают вид
-5,6.10-6 *
Mt = l- 11,6- 1О“60ое	(11)
г= 1,75- 105/? Inf—е0. 11,6- 10“6
\ д/t
(12)
Для удобства пользования формулами (11) и 12) построены
графики (рис. 18), на которых для некоторых значений радиуса
91
цилиндрической детали /? даны величины отношений —-
Z0o
в функции от т (времени выдержки детали при нормальной тем-
пературе).
Порядок пользования графиками и задачи, решаемые с их
Рис. 18. График для определения величины остаточных температурных деформаций цилин-
дрических деталей в процессе выравнивания температуры
чине времени выдержки т определяют величину отношения ——
/Bq
и далее вычисляют величину остаточной температурной дефор-
мации AZf.
Пример. Предварительными исследованиями установлено, что
по окончании термообработки детали имеют температуру 120° С.
Радиус детали R = 10 жж; контролируемая длина детали
120 жж. Требуется определить величину остаточной температур-
ной деформации после выдержки детали в течение 2 ч при тем-
пературе 20° С на нетеплопроводном основании.
92
По графику, приведенному на рис. 18, определяем величину
отношения —- : для кривой R = 10 ордината точки с абсцис-
/Uq
сой 120 мин равна 0,4-10“6 Мград. Величина 0о = 120 — 20 =
= 100 град.
Определяем величину AZ/:
A/z = 0,4 • 10“6 \)град • 120 мм • 100 град =
= 4,8 • 10“3 мм^Ь мкм.
Таким образом, через 2 ч измеряемая деталь имеет остаточ-
ную температурную деформацию 5 мкм.
2. При заданной величине остаточной температурной дефор-
мации hit и известных величинах I и 0О вычисляют величину
отношения —L	и далее при известном R по графику опреде-
/00
ляют величину т (минимальное время выдержки).
Пример. Детали вынимают из сушильного шкафа, где они
выдерживались при температуре 80° С. Контролируемый раз-
мер — длина детали 120 мм с диаметром 20 мм. Требуется опре-
делить время выдержки деталей при нормальной температуре
на нетеплопроводной подставке, после которого температурная
деформация не превысит 5 мкм, т. е. AZt = 5 мкм.
Определяем начальный перепад температур:
60 = 80° — 20° = 60° С;
_Дй = 0,005 = 0 7 ' 10-в 1/г ад
Z0O 120 • 60	F
По графику, показанному на рис. 18, определяем минималь-
ное время выдержки: для кривой R = 10 абсцисса точки с орди-
натой 0,7-10~6 равна 85 мин, т. е. т = 85 мин.
Следует помнить, что теплоотдача с торцов детали, а также
различные отклонения формы детали от цилиндрической, напри-
мер сверления, шпоночные канавки, шлицевые и резьбовые
участки и т. д., при пользовании формулами (11) и (12) приве-
дут к появлению ошибок «в запас точности», т. е. величины
остаточных температурных деформаций и продолжительность
необходимого времени будут получаться завышенными.
Для решения некоторых встречающихся на практике задач
в формулах (11) и (.12) целесообразно заменить произведение
11,6-10~6 /0о, представляющее собой величину температурной
деформации в начальный момент, соответствующим обозначе-
нием A0/f. После подстановки формулы приобретут вид
—5,6ю—6
&lt = \be 	*;	(Па)
т= 1,75 • 105/?1п-^-.	(12а)
д/(
93
В эти формулы не входит температура, т. е. при условии по-
стоянства температуры среды, от которой зависит постоянство
температурной деформации в начальный момент (До/^ = /0о-
•11,6-10“6), нет необходимости знать действительную темпера-
туру детали. Можно ограничиться измерением температурной
деформации Д<Л, которая определяется действующей температу-
рой детали, т. е. температурой, усредненной по ее объему.
Например, можно определить температурную деформацию
деталей, нагретых в процессе обработки. Нагрев детали во
время обработки представляет собой очень сложное явление,
так как выделение тепла в процессе резания зависит от многих
факторов: обрабатываемого материала, скорости резания, вели-
чины подачи, снимаемого припуска, состояния режущей кромки
инструмента, способа охлаждения и т. д. После окончания обра-
ботки детали в процессе стабилизации температуры еще неко-
торое время увеличиваются ее наружные размеры, так как
прогревается середина детали, и только через определенный про-
межуток времени наружные размеры детали начинают сокра-
щаться. Внутренние размеры детали плавно убывают как во
время стабилизации температуры, так и 'при остывании детали.
Для определения температурной деформации детали, нагре-
той в процессе обработки, на ней оставляют не обрабатываемый
контрольный поясок и следят за изменениями его размера.
Поскольку размер контрольного пояска изменяется по тому же
закону, что и размеры обрабатываемых участков детали, то пет
надобности знать их температуру и коэффициент линейного рас-
ширения материала детали. Температурные деформации будут
пропорциональны контролируемым размерам.
Формулы (11) и (12) выведены при условии, что детали,
установленные на теплоизолирующей подставке, охлаждаются
на воздухе. При распространении действия формул на детали
сложной формы температурные деформации и необходимое вре-
мя выдержки деталей можно будет определять только в отно-
шении порядка величины. Более точно температурные деформа-
ции и время выдержки при постоянной температуре опреде-
ляются опытным путем для каждого типоразмера деталей.
Предпринимались попытки вывести на основе экспериментов
более общие формулы для расчета необходимого времени
выдержки контролируемых деталей при нормальной темпера-
туре. Например, была рекомендована [19] формула
(13>
s де
где т — необходимое время выдержки в мин;
kx — коэффициент, зависящий от условий охлаждения;
v—объем детали в см3;
s — площадь поверхности детали в см2;
Д0о и Д0— начальная и конечная разности температур.
94
Величину коэффициента kx определяли экспериментально.
Она составляет для стали при охлаждении на нетеплопроводной
плите 250, при охлаждении на массивной чугунной плите 50,
при охлаждении в эмульсии 15.
Формула (13) носит приближенный характер. В работе [9]
вместо объема детали в формулу введен ее вес и соответственно
изменен коэффициент k\.
Формулы (11) — (13) имеют сходную структуру. Зависимость
между температурными деформациями и временем выдержки
при постоянной температуре экспоненциальная и выражается
уравнением
Mt =	(14)
где Д// — температурная деформация в момент времени т,
определяемая имеющейся разностью температур сре-
ды -и детали ДО;
Д(Л — температурная деформация в начальный момент,
при т = 0, соответствующая разности температур
АоО;
т— время выдержки при постоянной температуре;
k — постоянный для каждой конкретной детали коэффи-
циент, зависящий от ее размеров, формы, материа-
ла и т. д.
Экспериментальная проверка в Бюро взаимозаменяемости
формул (11) — (13) для случая охлаждения деталей на воздухе
(на нетеплопроводной подставке) показала, что скорость охлаж-
дения (или нагрева) деталей зависит от состояния поверхности
детали, вида покрытия и в особенности от цвета поверхности.
Было установлено, что для деталей одинаковой формы и раз-
мера, изготовленных из одного и того же материала, коэффи-
циент k меняется в довольно широких пределах [для экспери-
мента использовались стальные (сталь 40) валики диаметром
32 мм, длиной 380 мм, изготовленные из одного прутка].
Ниже приведены относительные величины коэффициента k
для различных видов обработки поверхности и некоторых видов
покрытий, полученные при указанном эксперименте. Среднее зна-
чение коэффициента k для деталей со шлифованной поверх-
ностью принято за единицу.
Характер обработки поверхности	Относительная вели-
и вид покрытия	чина коэффициента k
Доведенная, V 10 .	0,6 —0,8
Шлифованная, V 7	0,9 —1,1
Точеная, V3 . . .	.	0,75—1,1
Черная (прокат), ио.............. 0,7 —0,9
Шлифованная с блестящим хромо-
вым покрытием ...	.	1,0 —1,1
Шлифованная черненая ............ 0,7 —0,8
Покрыта молотковой эмалью се-
рого цвета...................... 0,6 —0,7
95
На рис. 19 показаны графики, характеризующие скорость
охлаждения деталей в зависимости от состояния поверхности и
вида покрытия.
Экспериментальное определение скорости охлаждения дета-
ли может быть проведено следующим образом. Интересующий
Рис. 19. Экспериментально определенные зависимости (средние значения) между О — разно-
стью температур детали и среды и Т — временем выдержки детали при постоянной темпера-
туре окружающей среды для цилиндрических стальных деталей d = 32 мм и I = 380 мм для
различного состояния поверхности и некоторых видов покрытия:
1 — шлифованная, V 7, хромированная; 2—шлифованная, V 7, без покрытия; 3 — точеная,
V3, без покрытия; 4 — черная ~ (прокат); 5—шлифованная, V 7, черненая; 6 — дове-
денная, V Ю; 7 — шлифованная или точеная с покрытием серой молотковой эмалью
размер детали измеряют несколько раз в процессе ее остывания
при постоянной температуре окружающей среды, отмечая про-
межутки времени между измерениями. Измерения производят
вплоть до стабилизации размера при постоянной температуре
помещения. Таким образом, можно установить зависимость
А^ = /(т) = Л
96
где Д(Л — начальное приращение размера;
Д/t — текущее приращение размера;
т — время охлаждения.
По имеющимся экспериментальным точкам несложно опреде-
лить показатель экспоненты k, для чего нужно иметь не меньше
двух экспериментальных точек.
Строго говоря, зависимость -	= /(т) не является экспо-
Д/^
ненциальной, так как показатель k зависит от температуры де-
тали. Однако если ограничиться областью температур, реально
встречающихся в практике измерений, то этой зависимостью
можно пренебречь и считать k постоянной величиной.
3. ПОГРЕШНОСТИ ИЗ-ЗА КОЛЕБАНИЙ ТЕМПЕРАТУРЫ
ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
Выведенная выше формула (11) позволяет решить еще ряд
частных задач, связанных с учетом температурной погрешности.
Весьма распространены измерительные приборы, представляю-
щие собой сочетание цилиндрической стойки с установленной на
ней отсчетной головкой (опти-
метры, стрелочная отсчетная
головка на стойке, длиномер
и т. д.). Подобные стационар-
ные устройства можно рас-
сматривать как сочетание ци-
линдрической* стойки диамет-
ром D и измерительного стерж-
ня или гильзы диаметром d с
длиной активного участка /
(рис. 20).
Поскольку температурная
деформация определяется не
только длиной, но и диамет-
ром объектов, то соотношение температурных деформаций из-
мерительного стержня и стойки на длине I характеризует влия-
ние температуры на погрешность измерения. В первом прибли-
жении можно считать, что теплоотдача в сечениях, ограничи-
вающих рассматриваемые участки стержня и стойки, не вносит
значительных изменений в .форму температурного поля, и их
можно принимать за отрезки бесконечных стержней.
Пользуясь формулой (11), можно определить температурные
деформации стержней и по их разности — величину температур-
ной погрешности б/j. Формула (11) для данного случая преобра-
зуется следующим образом:
6/,= д/л —Д/Г = Ь 11,6- 10_6e0U R— е	г),
(15)
4 Зак. 373	97
где Д/д и А/г — остаточные температурные деформации стерж-
ней соответственно радиусом R и г\
остальные обозначения те же, что в формуле (11).
Пользуясь формулой (И) непосредственно или в преобразо-
ванном виде [формула (15)], можно решить следующие задачи:
1) определить погрешность, вызванную резким изменением
температуры воздуха в помещении, где производятся измерения;
Рис. 21. График для определения величины температурной погрешности, возникающей за
счет неодинаковой скорости выравнивания температуры параллельно расположенных ци-
линдрических стержней различных диаметров
резким изменением температуры в помещении, достигнет макси-
мальной величины;
3) определить максимальную величину погрешности, которая
может возникнуть при колебаниях температуры среды в опреде-
ленных пределах и, как обратную задачу, максимально допусти-
мый перепад температуры при условии, что вносимая при этом
погрешность не должна превосходить заданную величину;
4) для конкретных приборов (при разном сочетании диамет-
ров стержней) можно построить графики, где в зависимости от
т — времени выдержки прибора при постоянной температуре,
будут показаны температурные погрешности, получаемые как
разность остаточных температурных деформаций стержней
(рис. 21).
На графике, показанном на рис. 21, по оси ординат отложены
величины температурных погрешностей 6Z/, отнесенные к длине
98
активного участка стержней I и величине перепада температуры
среды 0о. График на рис. 21 построен на основании графика, при-
веденного на рис. 18, так как его ординаты равны разности орди-
нат кривых, определяющих температурные деформации стойки и
измерительного стержня.
Ниже приводятся примеры решений конкретных задач с ис-
пользованием графиков, изображенных на рис. 18 и 21.
а)	Температура в помещении при включении кондиционера
изменилась с 23 до 20° С. Требуется определить остаточную тем-
пературную деформацию стойки диаметром D = 50 мм (R =
= 25 мм) на рабочем участке I = 100 мм через 1 ч после вклю-
чения кондиционера.
По графику, показанному на рис. 18, определяем величину
соотношения , оно равно 5,1-10“6 Х/град.
/0о
Определяем остаточную деформацию:
blt = /0о-5,1 • 10“6 i/град = 100 мм  3 град 5,1 • 10"6 \/град =
= 0,00153 мм^ 1,5 мкм.
В начале рабочей смены температура в измерительных лабо-
раториях обычно меняется вследствие прихода в лабораторию
людей, а кроме того, если помещение не термостатировано,
вследствие изменения температуры на улице. Относительная
стабилизация температуры наступает через 2—3 ч, т. е. к 10—
11 ч утра, особенно в весенне-осеннее время. Поэтому ответ-
ственные измерения в таких помещениях следует начинать не в
начале смены, а 2—3 ч спустя.
б)	На стойке диаметром D = 50 мм (/? = 25 мм) установле-
на микронная отсчетная головка с диаметром измерительного
стержня d = 5 мм (г = 2,5 мм). Длина открытого участка изме-
рительного стержня от хомута кронштейна до измерительного
наконечника I = 50 мм. Внешние условия такие же, как в пре-
дыдущем примере.
Требуется определить температурную погрешность прибора,
т. е. разность остаточных температурных деформаций через 5,
20 и 90 мин после включения кондиционера.
По графику, приведенному на рис. 21, для заданных условий
и d/f
определяем величины отношении —
/0О
Получаем соответственно:
ДЛЯ т = 5 мин	_ е , /00	10 6 \!град;
для т = 20 мин	=8,1 /е0	• 10-6 \[град-,
для т = 90 мин	= 3,4 /0О	 10-6 \[град.
99
Определяем величины температурной погрешности:
б/,(т = 5 мин) = 5 • 10-6 • 50 • 3 = 0,00075 мм = 0,75 мкм;
= 20 мин) = 8,1 • 10-6 • 50 • 3 = 0,00123 мм 1,2 мкм;
б/Дт = 90 мин) = 3,4 • 10-6 • 50 • 3 = 0,00051 мм .^0,5 мкм..
в)	Требуется определить максимальную температурную по-
грешность из-за перепадов температур, если прибор, упомянутый
в предыдущем примере, будет находиться в помещении, где под-
держивается температура 20 ± 3° С, т. е. колеблется от 17 до
23° С.
По графику, приведенному на рис. 21, определяем максимум
кривой R = 25 мм, г = 2,5 мм\
-^- = 8,15- 10-6 1/град.
/00
Максимальное изменение температуры окружающей среды
ботах = 6° С.
6G = /90 • 8,15 • Ю-6 = 50 • 6 • 8,15 • 10~6 =
= 0,002445 лшж2,5 мкм.
г)	Требуется определить время выдержки того же прибора
при постоянной, установившейся после резкого перепада темпе-
ратуре, когда температурная погрешность достигнет максимума.
По графику, приведенному на рис. 21, определяют абсциссу
максимума кривой R = 25 мм, г = 2,5 мм, т = 19 мин.
Время, за которое погрешность достигает максимальной вели-
чины, зависит только от соотношения диаметров стержней и не
зависит от перепада температур.
Использование формулы (15) и графика (рис. 21) допустимо
и при небольших отклонениях формы стоек от правильного ци-
линдра, например при наличии шпоночных канавок или винто-
вой нарезки. В этом случае стойки будут более чувствительны
к колебаниям температуры воздуха и выравнивание их темпера-
туры будет происходить быстрее, т. е. действительные темпера-
турные погрешности будут несколько меньше расчетных.
Температурная погрешность прямо пропорциональна длине
активного участка стержней, и поэтому следует стремиться к ее
сокращению.
Приведенные зависимости и графики могут быть применены
только для простейших приборов, воспроизводящих схему ис-
пользования стоек.
Для определения возможных температурных погрешностей у
приборов другой конфигурации (не для введения температурной
100
поправки) необходимо произвести анализ конструкции прибора
и установить, какие элементы его входят в размерную цепь, в
которой замыкающим звеном является контролируемый размер;
затем надо оценить величины их температурных деформаций.
При оценке температурных погрешностей нельзя исходить толь-
ко из размера контролируемого объекта. Иногда это приводит
к большим ошибкам, как, например, в случае с индикаторными
нутромерами. У индикаторных нутромеров с ценой деления
0,01 мм и нутромеров с ценой деления 0,001 и 0,002 мм наиболь-
шие температурные деформа-
ции имеет корпус прибора. Это
никак не учитывается в фор-
муле (3) температурной по-
грешности, поскольку в нее
входит только размер изме-
ряемой детали, равный рас'
стоянию между измеритель-
ными наконечниками прибора
при измерении.
Однако на температурную
погрешность прибора оказы-
вает влияние не только изме-
Рис. 22. Изменения показаний микрокатора с
ценой деления 0,0001 ММ, вызванные повы-
шением температуры среды на 2° С:
А—без экранирования; В — с экранирова-
нием пластмассовой трубкой с толщиной сте-
нок 10 ММ- С — с экранированием сталь-
ной трубкой с толщиной стенок 10 ММ
ряемый размер, но и длина
корпуса прибора от оси изме-
рительных наконечников
(стержней) до места крепле-
ния отсчетного устройства или
вся длина.
Колебания температуры среды, происходящие от тепло-
вого излучения тела оператора и флуктуаций температуры,
возникающих и в термостатированных помещениях, могут быть
причиной температурной погрешности, особенно при работе с
долемикронными приборами. Эксперименты по определению
влияния этих колебаний были проведены в ФРГ [15]. Микрока-
торы с ценой деления 0,0001 мм помещали в термостатированную
камеру, температуру в ней резко меняли на 3—59С; при этом
наблюдали за изменениями показаний прибора. По результатам
экспериментов строили графики (рис. 22), наглядно показываю-
щие величину температурной погрешности и характер ее изме-
нения во времени.
По характеру кривые на рис. 22 сходны с изображенными на
рис. 21, однако к ним трудно применить какие-либо количествен-
ные критерии.
На основании этих экспериментов были сделаны выводы:
1.	Конструкции измерительных приборов с большими пере-
даточными отношениями достаточно сложны, и величина темпе-
ратурной погрешности для них может быть определена только
101
тщательным исследованием всего измерительного устройства,
что также исключает возможность внесения поправки.
2.	Установка приборов с ценой деления менее 1 мкм в тер-
мостатированном помещении еще не исключает температурной
погрешности. Необходимо помещать приборы с ценой деления
0,0001 мм в камеры, где поддерживается постоянная температу-
ра, и экранировать все измерительное устройство от тепловых
излучений. В этих условиях температурная погрешность не пре-
высит доли деления шкалы, оцениваемой невооруженным глазом.
3.	Измерительные приборы с ценой деления 0,001 мм и боль-
ше в лабораторных условиях не обнаруживают заметной темпе-
ратурной погрешности.
К сказанному следует добавить сведения [13] о мерах, при-
нимаемых в лаборатории фирмы Федерал (США) для предот-
вращения возникновения температурных погрешностей при кон-
троле концевых мер. Концевая мера выдерживается в
термостатированном помещении на плите в течение 2—6 ч.
Плита должна находиться на той же высоте, что и столик компа-
ратора, так как воздух даже в термостатированном помещении
имеет тенденцию располагаться слоями, различающимися по
температуре. На плите проверяемую концевую меру располага-
ют в непосредственной близости от образцовой меры, с тем
чтобы избежать влияния флуктуаций температуры воздуха.
4.	НАГРЕВ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СРЕДСТВ ТЕПЛОМ РУК ОПЕРАТОРА
Среди измерительных приборов в машиностроении широко
распространены ручные приборы. В отношении температурного
режима такие приборы находятся в самых неблагоприятных
условиях. В процессе работы ручной прибор непосредственно
контактирует с источником тепла. При этом происходит тепло-
обмен прибора с окружающей средой и нагрев прибора от
источника тепла, которым являются руки оператора. Поскольку
с прибором работают периодически, то наступает момент, когда
прибор кладут на деревянный или металлический предмет, где
происходит его остывание. При таком режиме работы возникают
температурные деформации отдельных звеньев измеритель-
ного прибора, которые оказывают влияние на погрешность изме-
рения.
Работы, проведенные в Бюро взаимозаменяемости [38], пока-
зали, что температурные погрешности могут достигать значи-
тельных величин. Была исследована большая группа ручных
приборов (микрометры различных пределов измерения, глуби-
номеры, нутромеры, микрометры рычажные и т. д.).
Установить зависимость температуры на поверхности прибо-
ра от его деформации пока не представляется возможным, так
как температура оказывается различной в разных местах по-
102
верхносги и не соответствует расчетной величине температурной
деформации.
Погрешности от нагрева руками некоторых приборов приве-
дены в табл. 7.
Процесс нагрева и температурной деформации прибора
можно представить себе следующим образом. Часть поверхности
прибора оказывается в контакте с рукой контролера, имеющей
температуру заметно выше, чем окружающий воздух, и быстро
принимает температуру руки; остальная часть поверхности
охлаждается воздухом. Поскольку температура руки и темпера-
тура воздуха практически постоянны, то при наступлении теп-
лового баланса между различными участками поверхности при-
бора, а также и его объема создается постоянный перепад
температур.
Одни части прибора нагреваются больше, другие—меньше;
соответственно различны и их температурные деформации. Это
приводит к изгибу неравномерно нагретых частей прибора.
Например, если скобу микрометра нагревать рукой с внутренней,
обращенной к детали стороны, то, помимо общего увеличения
размера, произойдет еще ее разгиб, з-а счет того что материал с
внутренней стороны скобы увеличится в размере больше, чем с
наружной стороны. Наоборот, при нагреве с наружной стороны
общее увеличение размера и сжатие скобы частично компенси-
руют друг друга. Если скоба микрометра с большим пределом
измерения изготовлена в виде фермы, то нагрев руками отдель-
ных стержней может привести к деформациям, заметно большим,
чем общий нагрев скобы до температуры человеческого тела.
Величина температурной деформации от местного нагрева зави-
сит от вида источника тепла. При исследовании влияния мест-
ного нагрева измерительные средства нагревались с помощью
руки и специальной грелки. Грелка охватывала такое же про-
странство, как и рука. В контрольных поверхностных точках
нагрев происходил до одинаковой температуры, а деформации,
вызванные нагревом, отличались почти в 2 раза и при нагреве
рукой были выше. Это можно объяснить различием условий
нагрева, т. е. тем, что температурные поля при нагреве рукой и
при нагреве грелкой сильно различаются.
На рис. 23 схематично показан нутромер с отсчетным устрой-
ством. При измерении нутромер держат рукой за корпус, ближе
к линии измерения, так как ручка прибора расположена далеко
от оси измерительных стержней.
При нагреве корпуса прибора от рук контролера изменяется
длина корпуса. Корпус прибора, удлиняясь, перемещает отсчет-
ное устройство, которое в нем закреплено, относительно измери-
тельного стержня. Шток нутромера, защищенный корпусом при-
бора, практически не нагревается и не удлиняется.
103
Наименование прибора	Пределы измерения в мм	Время нагре- ва1 в мин
Штангенциркуль, штан- генрейсмус, штангенглу- биномер	Все типоразмеры	Любое
Микрометры гладкие с ценой деления 0,01 мм	0—25 25—50 50—75 75—100 100—125 150—175 275—300 400-500	5—15 5—15 5—15 1—10 1—10 10 20 15
Глубиномеры микромет- рические с ценой деления 0,01 мм	0-100	Любое
Микрометры рычажные	0-25 (цена деления 0,002 мм)	2—10
	25—50 (цена деления 0,002 мм)	5-15
	75—100 (цена деления 0,005 мм)	5—10
	100-125 (цена деления 0,005 мм)	10
Таблица 7
Погрешность ручных приборов от нагрева руками
Погрешность от нагрева в мкм	Примечание
Незначительна	Погрешностью от нагрева можно прак- тически пренебречь
1—1,5 2—5 2—7 4—9 5—11 15 25 50	Нагрев осуществляется по плоскости скобы. Минимальная погрешность соответ- ствует минимальному времени, а также нагреву около головки Наибольший прогиб при нагреве посре- дине скобы изнутри
Незначительна	Погрешностью от нагрева практически можно пренебречь
0,5—1,8	Нагрев средней части скобы При нагреве около пятки и микровинта погрешность минимальная При нагреве наружной обращенной от детали стороны скобы сначала происхо- дит сжатие скобы, т. е. сближение пятки и микровинта, а потом разгиб
2—4,5	
2—5	
8	
Наименование прибора	Пределы измерения в мм	Время нагре- ва1 в мин
Микрометры рычажные	125—150 (цена деления 0,005 мм)	10
Скобы рычажные	0—25 (цена деления 0,002 мм)	5
	25—50 (цена деления 0,002 мм)	5-10
	50—75 (цена деления 0,002 мм)	10—15
	75—100 (цена деления 0,002 мм)	2-8
	100-125 (цена деления 0,005 мм)	4—10 1
	125—150 (цена деления 0,005 мм)	5—10
Продолжение табл. 7
Погрешность от нагрева в мкм	Примечание
13	»
1	Погрешности указаны максимальные при нагреве скобы с внутренней обращенной к детали стороны. При нагреве с наруж- ной стороны, так же как у рычажного мик- рометра, скоба сначала сгибается, а потом разгибается. При нагреве у пятки и винта (около «яблочек») погрешность меньше
2—3	
2,5—6	
6—9	
14—18	
18—20	
Продолжение табл. 7
Наименование прибора	Пределы измерения в мм	Время нагре- ва1 в мин	Пэгрешность от нагрева в мкм	Примечание
Нутромеры микрометри- ческие с ценой деления 0,01 мм	75—600	15	22	При нагреве двумя руками
Нутромеры индикатор- ные	6—10 (цена деления 0,001 мм)	2-3	—1	Погрешность у всех нутромеров отри- цательная. Нутромеры с ценой деления 0,01 мм и типоразмера свыше 100 мм нагревались обеими руками
	10-18 (цена деления 0,01 мм)	4—5	—6, —10	
	18—50 (цена деления 0,002 мм)	1,5—2	—2, —5	
	100—160 (цена деления 0,01 мм)	3-4	—10, —20	
	160-250 (цена деления 0,01 мм)	3—4	—10, —20	
	250—450 (цена деления 0,01 мм)	5	—25	
1 Максимальная величина времени указана для момента, когда размер практически перестал изменяться.
Перемещение отсчетного устройства относительно измери-
тельного наконечника из-за удлинения корпуса можно опреде-
лить по шкале отсчетного устройства, и эта величина является
ошибкой измерения.
На рис. 24 представлена запись изменения размера нутроме-
ра с ценой деления 0,001 мм, когда оператор держит прибор за
корпус при измерении
отверстия диаметром 20 мм (температура
корпуса 26° С, кольца 20° С). Запись по-
казывает, что под действием тепла рук
быстро происходит изменение размера и
что погрешность измерения из-за нагре-
ва корпуса равняется 0,004 мм.
Если рассчитать температурную по-
грешность измерения диаметра 20 мм на
основании формулы (3), то
Ad = 20 - 12- 10—6 (0 — 6) =—0,0015 мм.
По расчету температурная погреш-
ность получается приблизительно в 3 ра-
за меньше фактической и к тому же имеет
другой знак. Противоположный знак тем-
Рис. 23. Схема индикатор-
ного нутромера
Рис. 24. Изменение размера индикаторного нут-
ромера за счет разности температурных деформа-
ций штока и корпуса при нагреве нутромера ру-
кой оператора
пературной погрешности объясняется разницей между процессом
изменения размера, который предполагается при выводе расчет-
ной формулы Ad, и процессом, который действительно происхо-
дит при нагреве корпуса нутромера.
Нагрев измерительных средств руками оператора происходит
в 5—10 и более раз быстрее, чем остывание на воздухе. В каче-
стве примера можно привести результаты, полученные в Бюро
взаимозаменяемости. Микрометры с пределами измерения в
диапазоне от 175 до 275 мм после пятиминутного нагрева в ру-
ках восстанавливали свой размер на воздухе в течение полу-
часа. Можно считать, что нагрев прибора рукой эквивалентен
107
нагреву лампой мощностью 100 вт. Аналогичные результаты
были получены и другими исследователями [14].
Для уменьшения влияния тепла рук можно рекомендовать
ряд приемов. Одним из таких приемов является выбор места, за
которое держат прибор.
Для снижения величин температурных погрешностей ручных
инструментов можно применить теплоизоляцию. Наиболее на-
дежными теплоизоляторами являются войлок, кошма, капрон.
5.	ВЛИЯНИЕ РАЗНОСТИ КОЭФФИЦИЕНТОВ ЛИНЕЙНОГО РАСШИРЕНИЯ
Разность коэффициентов линейного расширения измеритель-
ного средства и объекта измерения приводит к появлению тем-
пературных погрешностей даже в том случае, если температуры
их равны, но отличаются ог 20° С.
Марна стали
Рис. 25. Коэффициенты линейно-
го расширения конструкционных
и инструментальных сталей
Точные значения коэффициентов линейного расширения, как
правило, неизвестны; справочные данные весьма приближенны.
Например, принято считать, что коэффициент линейного расши-
рения стали равен 11,6-10~6 \]град. Однако в зависимости от
химического состава и термической обработки он колеблется в
пределах (11 ±2)10~6 Х/град.
На графиках, показанных на рис. 25, приведены коэффици-
енты линейного расширения конструкционных и инструменталь-
ных сталей [18]. Из этих графиков следует, что коэффициент ли-
нейного расширения а<11-10“6 Х1град встречается крайне
редко (из всех наиболее распространенных марок сталей только
108
Рис. 26. Алюминиевая установоч-
ная мера со стальными контактны-
ми наконечниками, применяемая
для контроля алюминиевых де-
талей:
1 — алюминиевая мера; 2 —
стальные наконечники! 3 — за-
клепки
сталь 40Г имеет а = 9- 10~6 Х/град). В связи с этим предельную
температурную погрешность нужно рассчитывать исходя из раз-
ности коэффициентов 2- 10~6 Х/град, а не 4 • 10~6 Х/град.
Приборы при относительном методе измерения настраиваются
на размер по установочным мерам. Температурную погрешность
необходимо рассчитывать исходя из температуры и коэффициен-
та линейного расширения уже не прибора, а установочных мер,
если со времени установки на размер до измерения температура
прибора не изменяется. Такой случай наиболее характерен для
стационарных приборов, часто проверяемых по установочной
мере между измерениями. Концевые меры изготовляют из стали
ХГ, которая имеет коэффициент
линейного расширения а = 12 X
X Ю-6 Х/град. Максимальная
разница коэффициентов линейно-
го расширения установочной ме-
ры и измеряемого изделия из
стали не превысит 1 • 10-6 Х/град.
В зависимости от термообработ-
ки коэффициенты линейного рас-
ширения стали могут меняться на
10—15%. Так же могут меняться
и коэффициенты линейного рас-
ширения цветных металлов.
Следует стремиться к тому,
чтобы коэффициенты линейного
расширения измерительного сред-
ства и объекта измерения были приблизительно равны. При аб-
солютном методе измерения должны быть приблизительно
равны коэффициенты линейного расширения измерительного
средства и измеряемого объекта, а при относительном методе —
измеряемого объекта и установочной меры. Необходимо стре-
миться, чтобы установочная мера изготовлялась из того же ма-
териала, что и контролируемая деталь.
Например, установочная мера (рис. 26), изготовленная из
алюминия и снабженная стальными контактными поверхностями,
используется на ряде предприятий при контроле алюминиевых
деталей.
6.	НОРМАЛЬНАЯ ТЕМПЕРАТУРА
Нормальная температура по ГОСТу 9249—59 устанавли-
вается равной 20° С. К нормальной температуре должны приво-
диться результаты измерений мерами и измерительными прибо-
рами. В особо ответственных случаях, как, например, при атте-
стации плоско-параллельных концевых мер, устанавливаются
допуски на отклонения от нормальной температуры и допускае-
109
о
Таблица 8
Рекомендуемые температурные условия контроля размеров металлических изделий измерительными средствами,
изготовленными из того же материала, что и контролируемые изделия, при условии равенства
температур измерительного средства и объекта измерения
Температурные условия								Наибольший измеряемый размер в мм для								объектов измерения						
	<у * н § ° н 5	Допускаемые колебания температуры в °C		азность ростран-	Концевые меры [20]			Гладкие калибры и изделия (указан порядковый номер строки из табл. 4)														
Кате- гория	о Е*			о.с																		
	.опускаемые > ня температз 0° С в °C	течение ^ток	течение ica	к® S °* .S S л° рЕ <У Ise	•й разряд, •й класс	•й разряд, й класс	й разряд	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
	Н. д сч	0 О	Д ЕГ		СО—<	Tf СЧ																
I	0,5	0,5	0,1	0,2	500																—	—.
II	1	1	0,1	0,2	100	500	—	500	500	500												
III	2	2	0,2	0,2	—	30	500	50	260	260	500											
IV	3	2	0,2	0,2	4,5	10	30	10	50	50	260	500										
V	4	3	0,3	0,3		4,5	10	—	10	10	120	500	500									
VI	6	3	0,3	0,3	—	—	4,5	—	—	—	10	180	260	500					—			
VII	8	3	0,3	0,5				—				80	180	260	500	500	—	—	—	—	—	—
VIII	10	4	0,4	0,5				• —				50	80	180	260	260	500	—	—	—	—	—
IX	12	4	0,4	1	—	—	—	—	—	—	—	18	50	80	180	180	260	500	—	—	—	—
X	15	5	1	2					—				18	50	80	80	180	360	500	500	500	500
XI	Не нор- мируется	5	3	3										6	10	10	30	50	80	80	180	360
мые изменения температуры за определенное время [20]. Для
подавляющего большинства измерительных приборов и мер тем-
пературный режим никак не нормируется.
В качестве ориентировочных рекомендаций по выбору темпе-
ратурных условий для проведения измерений можно использо-
вать табл. 8. Соблюдение этих температурных условий обеспе-
чит снижение температурных погрешностей. Однако табл. 8 не
учитывает влияния разности температуры изделий и измери-
тельных средств и разности коэффициентов линейного расшире-
ния; она не учитывает также время выдержки и степень стаби-
лизации температур объектов измерения.
7.	ТЕРМОСТ АТИРОВ АННЕ ПОМЕЩЕНИЙ [17]
В помещениях, где по характеру производимых измерений
отклонения от нормальной температуры не должны превышать
± 1° С, для поддержания постоянства температуры необходимо
устраивать терморегулирующие установки. Целесообразно при-
менять установки для кондиционирования воздуха и термоста-
тические устройства с автоматическим регулированием темпе-
ратуры.
В измерительных лабораториях, где требуется производить
особо точные измерения, связанные с проверкой измерительных
средств и измерением объектов (изделий) производства (кор-
пусных деталей, ходовых винтов и т. д.), должен создаваться
термоконстантный зал (комната точных измерений). Необходи-
мость термоконстантного зала существует в том случае, если
при температурном режиме, предусмотренном в обычных поме-
щениях, возникают погрешности измерения, превышающие до-
пустимые.
Термоконстантный зал размещается в подвальном этаже или
в специальном здании, без окон, на специальном виброустойчивом
фундаменте. Допустимая величина вибраций не должна превы-
шать !/4 цены деления наиболее точного отсчетного устройства,
располагаемого в помещении. В зале создается подпор воздуха
с превышением притока над вытяжкой.
Полезную площадь термоконстантного зала рассчитывают с
учетом устанавливаемого в нем оборудования и требований,
предъявляемых к помещению. Ширина проходов в зале должна
быть не менее 2,5—3 м. Для возможности измерения тяжелых
деталей предусматриваются подъемно-транспортные средства.
Температурный режим восстанавливается и поддерживается
автоматически. Допустимые отклонения температуры от 20° С в
термоконстантном зале в течение суток устанавливаются
±(0,1—0,2)° С или ±(0,5—1)°С, в зависимости от назначения
зала.
111
Воздух, подаваемый в зал, должен быть очищенным от пыли,
грязи, масла, ядовитых газов и с относительной влажностью
55 ± 5%.
Баланс расхода воздуха должен обеспечивать 15—20-крат-
ный обмен в течение часа. Скорость воздуха в рабочей зоне на
уровне и ниже уровня дыхания не должна превышать 0,1 м!сек.
Жалюзи в воздуховодах для выдачи воздуха должны обеспечи-
вать наибольшее рассеяние, исключающее возможность попада-
ния воздушных струй в зону рабочих мест.
Для многих случаев точных измерений одного термостатиро-
ванного помещения недостаточно. Отдельные высокоточные при-
боры с ценой деления 0,0001 мм и меньше нужно заключать в
термостатические кожухи. Такой кожух имеет двойную оболоч-
ку, через которую пропускается вода из термостата. Таким
образом, температура кожуха и температура внутри него может
поддерживаться постоянной со сравнительно жестким допуском
±0,1° С.
Для ограждения прибора от слабых тепловых излучений, на-
пример от тела оператора, применяют термоизоляционные кол-
паки. Колпак, изготовленный из двух слоев фанеры, промежуток
между которыми заполнен пенопластом, надежно экранирует при-
бор от слабых тепловых излучений и кратковременных колебаний
температуры. Испытания такого колпака в Бюро взаимозаменяе-
мости показали, что при колебаниях температуры в течение ра-
бочего дня в помещении от 20 до 23° С температура внутри кол-
пака колебалась в пределах 0,2—0,3° С. Экран предохраняет
прибор не только от непосредственного тепловыделения опера-
тора, но и от потоков воздуха, которые возникают, например,
от хождений по помещению во время измерений. Поэтому при
проведении высокоточных измерений необходимо присутствие
минимального количества работающих и должно быть прекра-
щено хождение не только для предохранения от вибраций, но и
прежде всего для уменьшения циркуляции воздуха и стабилиза-
ции «местных» температурных условий у прибора.
8.	КЛАССИФИКАЦИЯ ПРИБОРОВ ПО ВОЗМОЖНОСТИ ПОЯВЛЕНИЯ
ТЕМПЕРАТУРНЫХ ПОГРЕШНОСТЕЙ
Все измерительные средства с точки зрения влияния на них
отклонений и колебаний температуры можно классифицировать
на несколько групп.
1.	Измерительные средства, практически не чувствительные
к влиянию температуры (штангенинструмент, микрометрические
и индикаторные глубиномеры, индикаторы часового типа и дру-
гие отсчетные головки с ценой деления 0,01 мм, без учета влияния
изменений температуры на стойки и штативы). Температурными
погрешностями таких измерительных средств можно пренебречь.
112
2.	Измерительные средства, температурную погрешность ко-
торых можно в первом приближении оценить по формуле (3)
(плоскопараллельные концевые меры длины, установочные ме-
ры рычажных скоб и микрометров, микрометрические нутроме-
ры). У этих измерительных средств колебания температуры при-
водят только к удлинению или сокращению размера.
Деформации изгиба не наблюдаются.
У рассматриваемой группы измерительных средств можно
оценить температурную погрешность, однако поправку ввести
трудно, так как обычно неизвестны коэффициенты линейного
расширения, а также усредненная по объему температура. При
известных коэффициентах линейного расширения вводятся
поправки.
3.	Измерительные средства, которые имеют форму скобы и
при работе находятся в руках. Местный нагрев их руками опера-
тора приводит к разгибу скобы. Величину этого разгиба даже
приблизительно нельзя оценить по приведенным выше формулам.
К этой группе относятся все виды микрометров, индикаторные
и рычажные скобы.
4.	Ручные приборы, у которых элементы конструкции (стерж-
ни), передающие перемещения измерительного наконечника на
отсчетное устройство, находятся внутри корпуса. В таких прибо-
рах температурная деформация происходит не только от нагрева
участка, соответствующего измеряемому размеру, но также от
деформаций корпуса. Внести поправку на температурную по-
грешность невозможно, так как неизвестна температура штока,
а также температура корпуса на различных участках. К таким
измерительным средствам относятся все виды индикаторных нут-
ромеров.
5.	Стационарные приборы, состоящие из отдельных цилинд-
рических стержней, имеющих различное поперечное сечение.
Стержни образуют звенья размерной цепи, где замыкающим зве-
ном является измеряемый размер. Для этих приборов после опре-
деленной выдержки их в рабочем помещении при постоянной тем-
пературе и относительных методах измерения температурная
погрешность практически не вносится.
Не вносится температурная погрешность и в том случае, если
температура помещения будет равна не 20° С, а любой другой,
но постоянной.
Можно предположить, что температура 24—25° С более бла-
гоприятна для измерений с использованием данных приборов,
поскольку теплоизлучение оператора, находящегося около при-
бора, будет сказываться в меньшей степени.
При резком изменении температуры помещения приборы не
сразу принимают новую температуру. Время, необходимое для
выравнивания температур, и вносимые погрешности могут быть
оценены по формулам (11) и (12) и графику, приведенному на
113
рис. 21, но точность этой оценки недостаточна для введения по-
правок.
К рассматриваемой группе приборов относятся вертикальный
и горизонтальный оптиметры, длиномеры, рычажные и рычажно-
зубчатые головки, устанавливаемые при работе на стойках,
и другие стационарные средства с ценой делений 1 мкм и
грубее.
6.	В отдельную группу должны быть выделены стационарные
измерительные средства с ценой деления менее 1 мкм. Помимо
особенностей, указанных в п. 5, стационарным измерительным
средствам присуща большая чувствительность к изменению тем-
пературы помещения и тепловым излучениям различных источ-
ников тепла, в том числе и оператора, работающего с прибором.
Такие приборы должны находиться в термостатированном поме-
щении и располагаться за специальными экранами или под теп-
лоизолирующими колпаками для дополнительного ограждения
от возможных тепловых излучений. К указанной группе прибо-
ров относятся пружинные головки с ценой деления менее 1 мкм,
ультраоптиметры, индуктивные и емкостные приборы с отсчет-
ным стрелочным устройством.
9.	ОЦЕНКА ВЕЛИЧИНЫ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ ПОГРЕШНОСТИ
ОТ ТЕМПЕРАТУРНЫХ ДЕФОРМАЦИЙ
Источники температурных погрешностей многообразны, и для
того чтобы дать им общую количественную оценку, т. е. оценить
их влияние на погрешность измерения, нужно сформулировать
единый критерий оценки температурного режима. В настоящей
книге предлагается принять критерий — разность температур
объекта измерения и прибора. В данном случае это не реально
существующая в каждом конкретном случае разность темпера-
тур, а условная эквивалентная разность, т. е. такая разность тем-
ператур объекта измерения и детали, которая при определенных
идеальных условиях вызовет ту же температурную погрешность,
что и весь комплекс реально существующих причин.
Идеальные условия сводятся к следующему: измерительное
средство и объект измерения имеют температуру, одинаковую
по всему объему и постоянную во времени; коэффициенты линей-
ного расширения материала измерительного средства и объекта
измерения равны 11,6-Ю"6 \1град. В этом случае температурный
режим обозначает, что допускается разность температур n° С.
Если же какое-либо из условий нарушено, то допустимая раз-
ность температур меньше на такую величину, которая компен-
сировала бы дополнительный источник температурной погреш-
ности.
Исходя из предложенного критерия можно подсчитать темпе-
ратурные погрешности для различных температурных режимов
114
в зависимости от контролируемого размера. Температурные по-
грешности, подсчитанные для средних (средних геометрических)
значений интервалов размеров, приведены в табл. 9 и 10.
Таблица 9
Предельные температурные погрешности при разности температуры прибора
и объекта измерения
Интервал размеров	Погрешность в мкм при разности температуры				
	5° С	2° С	1° с	0,5° С	0,1° с
1—3	0,1	0,04	0,02	0,01	0,002
3-6	0,25	0,1	0,05	0,02	0,005
6—10	0,5	0,2	0,09	0,05	0,01
10—18	0,8	0,3	0,15	0,08	0,015
18—30	1,3	0,5	0,3	0,13	0,03
30—50	2,2	0,9	0,5	0,22	0,05
50—80	3,2	1,3	0,6	0,3	0,06
80—120	5,7	2,3	1,2	0,6	0,12
120—180	8,5	3,4	1,7	0,8	0,17
180—260	12,5	5,0	2,5	1,25	0,25
260—360	18	7,2	3,6	1,8	0,36
360—500	24	9,6	4,8	2,4	0,48
Примечание. Температурные погрешности подсчитаны по среднему значению
интервала (среднему геометрическому).
При определении предельных погрешностей методов измере-
ния различными приборами для каждого метода назначался тем-
пературный режим, причем не в виде допустимых отклонений
температуры среды от 20° С, допустимых колебаний температуры
и т. д., а в виде допустимой «условной разности температур
объекта измерения и измерительного средства» в соответствии
с определением, данным выше.
Чтобы в рекомендованных условиях измерения различные
доминирующие составляющие погрешности метода имели по
возможности равный удельный вес, предлагается связать темпе-
ратурный режим с используемыми разрядами и классами кон-
цевых мер.
Ниже приведена табл. 11, где устанавливается соответствие
между применяемыми разрядами и классами концевых мер и ре-
комендуемыми температурными режимами. При условии квадра-
тичного суммирования составляющих погрешностей нет смысла
стремиться уменьшать отдельные составляющие, если их удель-
ный вес невелик, так как достигаемый при этом эффект будет
ничтожным. В первом приближении снижение суммарной по-
грешности, достигаемое за счет уменьшения отдельной состав-
ляющей, равно величине этого уменьшения, умноженной на
удельный вес составляющей. Ниже, в таблице 59, где при-
ведены предельные погрешности измерения, при назначении
115
Таблица 10
Предельные температурные погрешности при разности температуры прибора
и объекта измерения
Интервалы раз- меров В ММ	Погрешности в мкм при разности температуры								
	5° С			2° С			1° С		
0-25 25—50	0,7 2,2	1,4		0,3 0,9	0,6		0,1 0,4	0,3	
50—75 75—100	3,6 5,0	4,3		1,4 2,0	1,7		0,7 1,0	0,9	
100-125 125-150 150—175 175—200	6,5 8,0 9,4 10,9	8,7		2,6 3,2 3,8 4,3	3,5		1,3 1,6 1,9 2,2	1,	/
200—225 225—250	12,8 13,8	13,3	14,6	5,1 5,5	5,3	5,8	2,6 2,8	2,7	2,9
250—275 275-300	15,2 16,7	16,0		6,0 6,7	6,4		3,0 3,3	3,2	
300—400 400—500	20,0 26,0	23,0		8,0 10,4	9,3		4,0 5,2	4,6	
0—5 0—10	0,15 0,3			0,06 0,12			0,03 0,06		
Примечания: 1. Температурные погрешности подсчитаны по среднему значению
интервала (среднему геометрическому).
2. Для каждой разности температур во второй и третьей колонках приведены величины
погрешностей, относящихся к выделенным суммарным интервалам размеров, например, 0—50,
50—100, 100—200 и т. д.
температурных режимов выдерживалось соответствие, установ-
ленное в табл. 11.
Оценка температурного режима и, следовательно, темпера-
турной погрешности в каждом конкретном случае представляет
собой сложную задачу, для решения которой можно дать общие
рекомендации.
Формула (3) пригодна для случая, когда точно известны дей-
ствующие температуры и коэффициенты линейного расширения
контролируемой детали и частей прибора, образующих размер-
ную цепь, где замыкающим звеном является контролируемый
размер.
В действительности величины коэффициентов линейного рас-
ширения а и отклонения Д/ действующей температуры от 20° С
принимаются или определяются с какой-то погрешностью 6а
и 6t. Таким образом, параметры, определяющие величину тем-
116
пературной погрешности, включают в себя две составляющих:
«постоянную» (аг-, Д/г) и «случайную» 6аг-, 6/г).
Погрешность определения действующей температуры 6/, по-
добно погрешности при линейных измерениях, подчиняется за-
кону нормального распределения, поскольку она зависит от мно-
гих факторов: погрешности термометров, ошибки при выборе
точек измерения температуры, ошибки при определении связей
между температурой на поверхности и действующей температу-
рой, колебания температуры внешней среды, субъективных оши-
бок контролеров И Т. Д., И Дей-	Таблица 11
ствительно, погрешности как
положительные, так и отрица-
тельные равновероятны, а по-
грешности, меньшие по абсо-
лютной величине, встречаются
чаще, чем большие.
Коэффициенты линейного
расширения зависят от хими-
ческого состава, структуры,
термообработки материала и
многих других причин. Обыч-
но в таблицах указывают од-
но или два граничных значе-
ния коэффициента и не приво-
дят рекомендаций для выбора
того или иного промежуточно-
го значения. Поэтому при
Рекомендуемый температурный
режим в зависимости от разрядов
и классов концевых мер
Применяе- мые плос- копарал- лельные меры длины		Рекомендуемый температур- ный режим в °C при интер- валах контролируемых раз- меров в мм		
раз- I ряд I	класс	1-30 |	30—120	120-500
1			1	0,5	о,1
2	—	1	0,5	0,1
3	0	1	0,5	0,2
4	1	2	0,5	0,2
5	2	2	1	0,5
—	3	5	2	1
—	4	5	5	2
—	5	5	5	5
наличии двух граничных значений целесообразно в качестве ко-
эффициента линейного расширения для расчетов принимать
среднее значение между табличными данными, а вероятную по-
грешность определения коэффициента считать равной полураз-
ности приведенных в таблице граничных значений. Если же мы
располагаем только одним граничным значением, то вероятную-
погрешность, если она не может быть оценена опытным путем,
следует принять равной 10%. Можно принять, что погрешность
определения коэффициентов линейного расширения ба подчиня-
ется закону равной вероятности.
При пользовании таблицами коэффициентов линейного рас-
ширения следует помнить, что коэффициент линейного расшире-
ния является функцией температуры. При отсутствии структур-
ных фазовых превращений коэффициент линейного расширения
металла непрерывно возрастает по мере повышения температуры.
В таблицах, как правило, даются средние значения коэффициен-
тов для перепада температур. Среднее значение окажется завы-
шенным для нижней границы интервала и заниженным для верх-
ней, если в пределах этого интервала не происходит структурных
фазовых превращений. Поэтому табличными данными следует
117
пользоваться с известной осторожностью. Наиболее достоверны
коэффициенты, указанные для 20° С. Коэффициентами, данными
для большого перепада температур (такие коэффициенты слу-
жат, как правило, для расчета литейных форм) и тем более
данными без указания температур, следует пользоваться только
для ориентировки.
Исходя из этих предпосылок и в соответствии с законами тео-
рии вероятности формула температурной погрешности может
быть написана в виде
i=N
дг< = - 2
i=l
, (16)
где Д/г — температурная погрешность измерения размера;
I — измеряемый размер;
1г — размеры звеньев размерной цепи измерительного сред-
ства;
он— коэффициенты линейного расширения звеньев измери-
тельного средства;
аа — коэффициент линейного расширения детали;
Д/г—отклонение действующей температуры звеньев измери-
тельного средства от 20° С;
Д/а —отклонение действующей температуры детали от 20° С;
бщ — погрешность определения коэффициентов линейного
расширения звеньев измерительного средства;
баа — погрешность определения коэффициента линейного
расширения детали;
б/г — погрешность определения действующей температуры
звеньев измерительного средства;
б/а — погрешность определения действующей температуры
детали;
N — число звеньев в размерной цепи измерительного сред-
ства.
В этой формуле суммируются как постоянные, так и случай-
ные величины, подчиняющиеся различным законам распределе-
ния. Первые два члена в скобках в правой части формулы пред-
ставляют собой постоянную составляющую погрешности и соот-
ветствуют величине температурной погрешности, определяемой
по формуле (3), а третий член представляет собой сумму всех
случайных составляющих. Суммирование случайных составляю-
щих производилось методом сложения дисперсий.
Если измерения происходят номинально при 20° С и темпера-
118
туры детали и звеньев измерительного средства также номиналь-
но равны 20° С, постоянная составляющая температурной погреш-
ности обращается в ноль.
Под понятием «температурный режим» в данной книге (как
указывалось выше) принимается разность температур объекта
измерения и измерительного средства, коэффициент линейного
расширения которых равен точно 11-6-10~6 \1град, вызываю-
щая ту же температурную погрешность, что и весь комплекс ре-
ально существующих причин. Исходя из этого определения тем-
пературный режим может быть определен по формуле
,&t =-----—----- град,	(16а)
I • 11,6 • 10“6
где A/f — температурная погрешность измерения размера /;
I — контролируемый размер.
Если вводится поправка на постоянную составляющую темпе-
ратурной погрешности, температурный режим, приводимый в
табл. 59 и 68, определяется только случайной составляющей.
Если же такая поправка не вносится, то следует учитывать как
постоянную, так и случайную составляющую.
Определение температурного режима будет показано на при-
мерах при рассмотрении частных случаев! применения форму-
лы (16). Наибольший интерес представляют три частных случая
применения формулы (16).
1.	Производятся абсолютные измерения при температуре, от-
личной от 20° С; прибор рассматривается как одно целое. Коэф-
фициенты линейного рнсширения прибора и детали ап и аз могут
быть оценены с погрешностями бап и баз, а отклонения темпе-
ратуры прибора и детали от 20° С Д/п и Д/з — соответственно
с погрешностями 6tn и Ыд- Для этого случая формула (16) запи-
шется в виде
Д/^ = 1[адМд — апМп ±
-ж f 4-<б2апД2/«+б^
±31/
г	+-^(бЧб2/п + б2М2^
Если при прочих равных условиях температура детали
бора номинально равна 20° С, формула примет вид
.(166)
и при-
± I Идб21п + «зб2/д + — (б2аЛ62/ п + б2ад6%)	(16в)
Пример 1. Детали из серого чугуна контролируются микро-
метром, закрепленным в стойке; температура помещения
119
20 ± 2Э С. Детали поступают из цеха, где температура колеблется
в пределах 23 ± 3° С, и Мп = 0; Ып = 2° С; Мд = 3° С; Ы9 = 3° С.
Коэффициенты линейного расширения определяют по спра-
вочнику [39]: ап = 11,5-Ю-6 l/град; бап = 1.5-10”6 \/град\ аз =
= 11 • 10"6 \/град; баз = 1-Ю-6 1/град.
Поскольку марка стали, из которой сделан микрометр,
неизвестна, принимаем ап = (Ю—13) 10“6 \!град или
(11,5 ± 1,5) 10-6 1/град.
Температурную погрешность определяем по формуле (166):
11  3± 3
Alt = I • 10-6
— I2 • З2 + —- (11,52 • 22+ II2 • 32) +
3	9
+ ^-(1,52 • 22 Н-I2 • З2)
= /. 10~6(33 ± 40,5) = I-33- 10”6 + /-40,5. 10“6,
причем первый член соответствует постоянной, а второй — слу-
чайной составляющей погрешности. Постоянную составляющую
можно компенсировать внесением соответствующей поправки.
Температурный режим для табл. 59 при условии внесения по-
правки на постоянную составляющую составит
а . I  40,5 • 10~~6 = 3,5о с.
I • 11,6 • 10~6
если же поправка не вносится,
„ Z (33 + 40,5) - 10~6 йооГ
ТГ —	— 0,0	.
/-11,6-10—6
Пример 2. Детали из бронзы Бр. ОЦ-4-3 измеряются микро-
метром, закрепленным в стойке. Детали выдержаны длительное
время в помещении, где происходит измерение. Температура по-
мещения поддерживается в пределах 20 ± 1° С. Коэффициент
линейного расширения микрометра (11,5 ± 1,5) 10-6 l/град; ап =
= 11,5-Ю"6 \/град; Ьап= 1,5-10-6 \/град. Коэффициент линей-
ного расширения детали 18,0-10"6 \/град. Коэффициент проверен
опытным путем; аэ = 18-Ю-® \/град, баз « 0. Отклонение темпе-
ратуры прибора и детали от 20° С Д/п = Д/э = 0. Погрешность
определения температуры детали и прибора 5tn = dig = 1°С.
Температурная погрешность определится по формуле (16в):
Ы(=±1- 10-6 1/ 11,52 • 12 + 182 - 12 + —• 1,52- I2 =
= ±/-21,4-10-6.
120
В этом случае погрешность не содержит постоянной состав-
ляющей. Температурный режим для этого случая составит
ь 21’4~ 10~* 6 * В. * = 1,85° С 2° С.
I • 11,6  IO-6
2.	Производят относительные измерения. Отклонение темпе-
ратуры прибора от 20° С не влияет на результат измерения»
однако изменения температуры прибора от момента настройки
до момента измерения 6tn внесут дополнительную погрешность
в результат измерения. Эти изменения, как правило, неизвестны,
поскольку, если обнаруживается, что температура прибора с мо-
мента настройки изменилась, то целесообразнее произвести по-
вторную настройку прибора, чем вводить какие-либо поправки в
результат измерения. Для этого случая формула (16) запишется
в виде
blt= l[adbtd — aMbtM±
+ 62адД/д) + | (а2б2/ж + <z262/„ + a|6%) +
о	У
(62«Л62^ + 6Чб2/„ + 62ad62^ 1.	(16г)
В. этой формуле 6tn соответствует изменению температуры
прибора от момента настройки до момента измерения. Индек-
сом м обозначены величины, относящиеся к установочной мере.
Если при прочих равных условиях температура среды, меры и
детали номинально равна 20° С, формула примет вид
, / «П +	+ а|62^ + 4 (6ЧЖ +	(16д)
М -+/1/	3
~ Г	+62аЖ + б2аЛ)-
Пример 3. Детали из стали 40Г измеряют на оптиметре с на-
стройкой по концевым мерам, изготовленным из стали 50Х. Ко-
эффициенты линейного расширения будут: аз = 9,9-10"6 \/град\
баз = 0,5-10"6 \/град; ам = 12,8-10-6 \/град; 6ам = 1 • 10~6 \1град\
ап = 11,5-10-6 1/град\ бап = 1,5-10"6 \!град.
Температуру в помещении, где производится измерение, под-
держивают в пределах 23 ± 2° С. Контролируемые детали вы-
держивают длительное время в этом помещении. Отклонение тем-
пературы деталей от 20° С может колебаться в пределах 3 ± 2° С.
Отклонение температуры детали и меры от 20° С равно Д^ =
=	= 3° С. Погрешность определения температуры детали и
меры Ыд = Ым = 2° С.
Возможное изменение температуры прибора от момента на-
стройки до момента измерения равно бЛг = 4° С (температура
121
при настройке могла быть 21° С, а при измерении 25° С, или на-
оборот).
Температурная погрешность определяется по формуле (16г):
AZz = /
9,9-3 — 12,8- 3±
/ 1 (12.32±0,52-32)±-(12,82 • 22 + 11,52 • 42 ±
iSl/ 3	9
F ± 9,92 • 22) ± — (I2  22 ± 1,52 • 42 ± 0,52 • 22)110—6 =
= /- 10-б(—5,7 ±56,6).
Удельный вес «постоянной» составляющей (—Z-5,7-10~6) по-
грешности в данном случае невелик, и вводить какую-либо по-
правку не имеет смысла.
Температурный режим в данном случае составит
/(±7 + 56^ =	5оС
/.Ц,6*1(Г6
Нетрудно заметить, что установление в помещении темпера-
туры 20° С с тем же допуском на ее колебание не даст заметного
повышения точности. Реальное повышение точности может быть
достигнуто за счет периодической проверки настройки, т. е. за
счет сокращения величины б/п — изменения температуры прибо-
ра от момента настройки до момента измерения.
Если при прочих равных условиях проверку настройки при-
бора производить чаще и тем самым сократить величину б/п до
0,5° С, то температурная погрешность уменьшится:
Mt = I ‘9,9 • 3—12,8 • 3 ± 3	(I2 - З2 ± 0,52 • З2) ±
->----------------------------------------------------------►
± X (12,82 • 22 ± 11,52 • 0,52 ± 9,92 • 22) ± -^-(12 • 22 ± 1,52 • 0,52 ±
0,52 • 22)] 1(Г6 = (—5,7 ± 33,4) I - 10~6.
Температурный режим в данном случае составит
а Z (5,7 +33,4) 10~6	3 О£
1	7-11,6- 10“6
3.	Осуществляют относительные измерения. Настройку про-
веряют непосредственно перед измерением (колебания темпера-
туры прибора можно не учитывать). Проверяемая деталь и уста-
новочная мера выдерживаются или на столе прибора или на пли-
122
те в непосредственной близости друг от друга, и можно быть
уверенным в том, что их температуры равны.
Таким образом, нам известны аз; си; баз; бои; А/з = Мм = А/
и б/з = б/лс = 6Л
В этом случае формула температурной погрешности примет
вид
А/, = I [Af (ad — аи) 4-
± 3 1/(62«л. + 62«а) +	(«а - «J2 +	(64 + 62aj];(lбе)
г О	У	2/
при А/ = 0 формула упростится:
= ± I8t 1/ (ад - амУ + ± (62ad + 62aJ .
(16ж)
Пример 4. Деталь из бронзы Бр.КН 1-3 контролируют на
оптиметре с настройкой по концевым мерам из стали 50Х.
Коэффициенты линейного расширения равны ам =
= 12,8-10~6 Х/град', ба.м=1-10_6 Х/град', аэ=18-10-6 Х/град',
баа = 0,5-10-6 Х/град.
Измерение производят в помещении, где поддерживается тем-
пература 20 ± 0,5° С. Деталь и мера перед измерением выдержи-
ваются на плите непосредственно возле прибора. Настройку
проверяют непосредственно перед измерением: А/э = Д/ж = 0;
66 =	= 6/ = 0,5° С; Ып = 0.
Температурную погрешность определяют по формуле (16ж):
А/, = + /•(),5 • 10-6I/ (18 —12,8)2 + 1(0,52 + 12)=±/-2,6.10“6.
Температурный режим в этом случае составит
/ . 9 fi .
=-------------- = 0,224° С^0.2° С.
I  11,6 • 10~б
выводы
1.	Температурная погрешность всегда сопутствует измере-
ниям; ее удельный вес среди других составляющих погрешности
растет с увеличением размера и, как правило, начиная с размера
150—200 мм она становится доминирующей.
2.	Расчетные формулы для определения температурной по-
грешности, приводимые обычно в технической и учебной лите-
ратуре, на практике чаще всего не могут найти применения, по-
скольку неизвестны значения входящих в них параметров, а так-
же потому, что эти формулы описывают статическое состояние,
123
в то время как в действительности происходит динамический
процесс.
3.	Наиболее действенный способ сокращения температурной
погрешности — выравнивание температур до такого уровня, что-
бы остающийся перепад температур вызвал только такие темпе-
ратурные деформации, какими можно было бы пренебречь. Вре-
мя выравнивания температур зависит от материала, массы, фор-
мы, цвета и состояния поверхности объектов и может быть
приближенно определено расчетным путем. Время выравнивания
температур крупных деталей значительно и может достигать не-
скольких часов и даже суток.
4.	Различное время выравнивания температур объектов с
различной массой приводит к появлению температурных погреш-
ностей в приборах, построенных по схеме «отсчетная головка
на стойке», в тех случаях, когда температура воздуха в помеще-
нии, где находится прибор, изменяется резко.
5.	Приборы с ценой деления 1 мкм и более при обычных ме-
рах предосторожности (термостатированное помещение, стаби-
лизация температур измеряемых объектов) не обнаруживают за-
метной температурной погрешности.
6.	Приборы с ценой деления менее 1 мкм, даже находясь в
термостатированном помещении, требуют принятия дополнитель-
ных мер, а именно помещения их под теплоизоляционные колпа-
ки или в термостатические кожухи для экранирования приборов
от слабых тепловых излучений и устранения возможных флук-
туаций температур.
7.	Влияние тепла рук оператора значительно сказывается на
погрешности ручных приборов. Величина этой составляющей по-
грешности непостоянна во времени и потому не может быть ис-
ключена из результатов измерения. Единственный способ сокра-
щения влияния тепла рук — введение теплоизоляционных накла-
док, рукояток и т. д.
8.	Для снижения температурной погрешности следует стре-
миться применять измерительные средства или установочные ме-
ры, изготовленные из того же материала, что и контролируемые
изделия; но следует помнить, что коэффициенты линейного рас-
ширения металлов в зависимости от химического состава и тер-
мообработки могут меняться в широких пределах.
9.	Результаты измерений должны приводиться к нормальной
температуре; но при этом неизбежны погрешности, оценить кото-
рые чаще всего невозможно, поэтому следует нормировать тем-
пературные условия измерений.
10.	Для поддержания температуры в пределах ±1°С необ-
ходимо термостатированное помещение; для поддержания тем-
пературы в более узких пределах ± (0,5 4-0,1)° С нужны тепло-
изолирующие колпаки и термостатические кожухи.
124
11.	Эффективным методом сокращения погрешности от тем-
пературных деформаций является создание условий измерения,
при которых этими погрешностями можно пренебречь.
В. ПОГРЕШНОСТИ ОТ ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО УСИЛИЯ
Измерительное усилие и его колебания являются источника-
ми погрешностей измерения, зависящих от условий применения
приборов: размеров, формы и материала контролируемых дета-
лей; жесткости установочного узла (штатива или стойки), где
установлены прибор и деталь; жесткости корпуса самого прибо-
ра и т. д.
1. ХАРАКТЕРИСТИКА ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО УСИЛИЯ
Если бы измерительный прибор обладал постоянным измери-
тельным усилием, то это привело бы к деформации всей системы
в соответствии с величиной нагрузки и эта деформация остава-
лась бы постоянной во время всего процесса измерения. Однако
измерительное усилие не остается постоянной величиной в про-
цессе измерения, а меняется в зависимости от положения и на-
правления перемещения измерительного стержня.
Диаграмма измерительного усилия Р, снятая при всех рабо-
чих перемещениях I измерительного стержня, представлена на
рис. 27. Приведенные на диаграмме параметры измерительного
усилия в той или иной степени отражают реально существующие.
Для измерительного прибора основными показателями измери-
тельного усилия являются: максимальная величина измеритель-
ного усилия Ртах; полная величина перепада измерительного
усилия ДРв; перепад измерительного усилия на прямом или об-
ратном ходе АР1 или ДР/; максимальный перепад измеритель-
ного усилия в момент реверса ДР2; местные перепады измери-
тельного усилия в пределах двух-трех делений шкалы при пря-
мом или обратном ходе ДР3.
Площадь диаграммы измерительного усилия характеризует
работу по преодолению сил трения в механизме прибора при пе-
ремещении измерительного стержня в крайние положения.
Погрешности от измерительного усилия могут быть разделе-
ны на три вида: погрешности, возникающие в результате упру-
гих деформаций в зоне контакта измерительного наконечника
прибора с контролируемой деталью; погрешности, возникающие
в результате упругих деформаций детали, исключая зону кон-
такта, и погрешности, появляющиеся в результате упругих де-
формаций установочного узла и деталей самого прибора.
При абсолютных измерениях первые два вида погрешностей
определяются величиной действующего в момент измерения уси-
125
Рис. 27. Диаграмма измерительного усилия
измерительного прибора
лия, а третий — разностью этого усилия и усилия, действовавше-
го при установке прибора на ноль.
При относительных измерениях все три вида погрешностей
определяются перепадом измерительного усилия на используе-
мом участке хода измерительного стержня.
В нормативных документах на измерительные приборы обя-
зательно нормируется величина измерительного усилия. Далеко
не во всех случаях это нормирование является подробным и до-
статочным. Чаще всего ограничиваются предельными значения-
ми измерительного усилия Ртах и Ртш и допускаемым перепадом
измерительного усилия в од-
ном приборе, причем инструк-
циями по поверке этот перепад
трактуется как перепад усилия
при прямом ходе ДРь
По максимальной величине
измерительного усилия Ртах
можно определить величину
контактной деформации, а так-
же установить величину про-
гиба тонкостенных и малога-
баритных деталей.
Перепады измерительного
усилия АЛ или Д/\, которые
с небольшим приближением
могут быть приняты равными,
показывают как изменяется
при использовании определен-
а. Величина перепада измери-
тельного усилия определяет также изменение прогиба всей систе-
мы, где установлен прибор, прогиба детали и величины контакт-
ной деформации.
Изменение измерительного усилия ДР3 характеризует мест-
ные скачки, которые могут привести к значительным отжимам
измерительной системы при использовании небольших участков
по отсчетному устройству.
Важной характеристикой измерительного усилия является
перепад этого усилия в момент перехода с прямого хода на об-
ратный, или наоборот (ДР2), который можно назвать перепадом
измерительного усилия в момент реверса. Перепад измеритель-
ного усилия на небольшом участке измерения и перепад усилия
в момент реверса определяют эксплуатационные возможности
измерительных средств. Измерительные головки, обладающие
общей большой величиной перепада измерительного усилия и
особенно большим перепадом измерительного усилия в момент
реверса, оказываются менее точными в работе. В рычажно-зуб-
чатых головках завода ЛИЗ почти вся величина нормируемого
126
величина измерительного усилия
ных пределов измерения прибор
Таблица 12
Полные характеристики измерительных усилий для некоторых приборов (рис. 28) в н (гс)
№ по пор.	Наименование прибора	^тах	^min	APS	APi	д₽;	ДР2	ДРа
1	Индикаторы часового типа (КРИН)	1,5-1,8	0,6-0,9	0,8-1,1	0,7—1,0	0,5—0,8	0,15-0,6	0,05-0,15
	с ценой деления 0,01 мм, предел из- мерения 0 — 10 мм	(150-180)	(60-90)	(80—110)	(70-100)	(50-80)	(15-60)	(5-15)
2	Индикаторы часового типа (КРИН)	1,2-1,6	0,7—1,0	0,4—0,6	0,35-0,6	0,3—0,5	0,1-0,2	0,02-0,08
	с ценой деления 0,01 мм, предел из- мерения 0 — 5 мм	(120—160)	(70—100)	(40—60)	(35-60)	(30—50)	(10-20)	(2-8)
3	Индикаторы часового типа (КРИН)	0,9—1,4	0,6-0,9	0,3-0,6	0,25—0,4	0,2-0,4	0,05—0,35	0,03—0,2
	с ценой деления 0,01 мм, предел из- мерения 0 — 2 мм	(90-140)	(60-90)	(30-60)	(25-40)	(20—40)	(5—35)	(3—20)
4	Головки измерительные рычажно-зуб-	1,4—2,1	0,8—1,1	0,4-1,1	0,2—0,7	0,2—0,5	0,2—0,8	0,05—0,2
	чатые (ЛИЗ) с ценой деления 0,001 мм, предел измерения ± 0,05 мм (1 МКМ)	(140—210)	(80—110)	(40—110)	(20—70)	(20—50)	(20—80)	(5-20)
5	Головки измерительные рычажно-зуб-	0,9-1,8	0,5—1,2	0,35-0,7	0,15—0,35	0,2—0,5	0,1-0,5	0,03-0,1
	чатые (ЛИЗ) с ценой деления 0,002 мм, предел измерения 4 0,10 мм (2 МКМ)	(90-180)	(50—120)	(35—70)	(15-35)	(20-50)	(10-50)	(З-Ю)
6	Индикаторы многооборотные (ЛИЗ)	1,7—2,3	0,4—1,0	0,9—1,8	0,6-1,2	0,4—1,4	0,4—1,0	0,05-0,3
	с ценой деления 0,001 мм, предел из- мерения 0— 1 мм (1-ИГМ)	(170—230)	(40—100)	(90—180)	(60-120)	(40—140)	(40—100)	(5—30)
7	Головка измерительная пружинная (микрокатор ЛИЗ) с ценой деления 0,005 мм, предел измерения ± 0,150 мм (5-ИГП)	2,3—2,5 (230-250)	1,1—1,3 (110-120)	1,2—1,3 (120-130)	1,2—1,3 (120—130)	1,2—1,3 (120—130)	0	0
8	Головка измерительная пружинная (микрокатор) с ценой деления 0,002 мм, предел измерения ± 0,06 мм (2-ИГП)	1,3—1,5 (130—150)	0,8—1,2 (80—120)	0,3-0,5 (30-50)	0,3—0,5 (30—50)	0,3-0,5 (30—50)	0	0,01-0,04 (1-4)
по пор.	Наименование прибора	Лпах
9	Головка измерительная пружинная (микрокатор) с ценой деления 0,001 мм, предел измерения ± 0,030 лш(1-ИГП)	0,7—1,5 (70—150)
10	Головка измерительная пружинная (микрокатор) с ценой деления 0,0005 мм, предел измерения±0,015 мм (0,5-ИГП)	1,0—1,6 (100—160)
11	Головка измерительная пружинная (микрокатор) с ценой деления 0,0002 мм, предел измерения^ 0,006 мм (0,2-ИГП)	1,0—1,6 (100—160)
12	Головка пружинная малогабаритная (микатор) с ценой деления 0,001 мм, предел измерения ± 0,05 мм (ЛИЗ)	1,4—1,9 (140—190)
13	Головки измерительные пружинно-оп- тические (оптнкаторы) с ценой деления 0,0001 мм, предел измерения —0,012 мм (ЛИЗ)	1,4-2,3 (140-230)
14	Трубка оптиметра с ценой деления 0,001 мм, предел измерения ±0,1 мм	1,8-2,7 (180—270)
15	Индикаторы рычажно-зубчатые (ИРБ) КРИН с ценой деления 0,1 мм, предел измерения 0,8 (± 0,4) мм	0,15-0,2 (15-20)
16	Индикаторы рычажно-зубчатые (ИРТ) КРИН с ценой деления 0,01 мм, предел измерения 0,8 (±0,4) мм	0,2—0,25 (20—25)
Продолжение табл. 12
р . min		ДР1	Др;	ДР2	др»
0,5—1,0	0,2-0,3	0,2—0,3	0,2—0,3	0	0,01—0,04
(50-100)	(20—30)	(20—30)	(20—30)	0	(1-4)
0,8—1,5 (80—150)	0,15—0,3 (15-30)	0,15—0,3 (15-30)	0,15—0,3 (15—30)	0	0-0,04 (0-4)
0,9—1,4 (90-140)	0,1—0,15 (10—15)	0,1—0,15 (10—15)	0,1—0,15 (10—15)	0	0,01—0,02 (1-2)
1,1 —1,6 (110—160)	0,2—0,4 (20—40)	0,2—0,4 (20—40)	0,2—0,4 (20—40)	0	0,01—0,1 (1-10)
1,3—2,0	0,1-0,3	0,1—0,3	0,1—0,3	0—0,1	0,02—0,1
(130—200)	(10-30)	(10—30)	(10—30)	(0-10)	(2-Ю)
1,6—2,4	0,15-0,35	0,15—0,25	0,15—0,2	0-0,2	0,02—0,1
(160—240)	(15—35)	(15—35)	(15-20)	(0-20)	(2-Ю)
0,05—0,1	0,1—0,15	0,05—0,15	0,1—0,15	0—0,05	0,01—0,015
(5-10)	(10—15)	(5-15)	(10—15)	(0-5)	(1-1,5)
0,1—0,15	0,1—0,15	0,5—0,15	0,5—0,1	0-0,05	0,01—0,015
(10—15)	(10—15)	(5-15)	(5-Ю)	(0-5)	(1-1,5)
перепада измерительного усилия проявляется всего на одном
делении шкалы в момент реверса. Эти головки обладают боль-
шой погрешностью при контроле отклонений геометрической
формы. Пружинные головки (типа микрокатора), выпускаемые
тем же заводом, не имеют практически перепада измерительного
усилия в момент реверса и обладают высокой точностью при
контроле погрешности геометрической формы детали.
Влияние перепада измерительного усилия при реверсе сказы-
вается при относительных методах измерения и особенно сильно
при контроле геометрической формы. При контроле геометриче-
ской формы, когда произведена первоначальная установка нако-
нечника на детали, под действием измерительного усилия, возни-
кающего для данного положения измерительного стержня,
произойдет изгиб кронштейна, где установлено отсчетное уст-
ройство.
При вращении детали или других взаимных перемещениях
контактного наконечника и контролируемой детали, когда изме-
нение размера детали меняет свой знак, т. е. проходит через
максимум или минимум на измеряемом участке, изменяется на-
правление перемещения стержня, происходит реверс механизма
отсчетной головки. Изменение направления перемещения стерж-
ня равносильно тому, что нагрузка на кронштейн, где установле-
но отсчетное устройство, изменится на величину ДР2- Следова-
тельно, под действием этого изменения нагрузки изменится про-
гиб кронштейна на определенную величину и измерительный
стержень, вместо того чтобы воспринять через наконечник изме-
нение размера, вместе со всем механизмом и кронштейном, не
отрываясь от детали, сместится в пространстве на величину про-
гиба кронштейна под действием перепада измерительного усилия
в момент реверса.
В табл. 12 приведены подробные характеристики измеритель-
ного усилия для ряда измерительных приборов. Основным отли-
чием новых показателей измерительного усилия является приве-
дение нескольких величин колебания измерительного усилия,
которые влияют на погрешность измерения. Эти величины изме-
рительных усилий получены экспериментально по результатам
измерения образцов приборов.
2. КОНТАКТНЫЕ ДЕФОРМАЦИИ
В месте соприкосновения измерительного наконечника с по-
верхностью детали возникает упругая деформация — сжатие.
Величина этой деформации зависит от материала наконечника и
детали и их формы. Для сферических и ножевидных (с цилинд-
рической измерительной поверхностью) наконечников величина
контактной деформации определяется по известным из сопротив-
ления материалов формулам Герца.
5 Зак. 373
Для частного случая шар — плита, т. е. сферический измери-
тельный наконечник и плоская поверхность проверяемой детали,
представляющего наибольший интерес при измерениях, величина
контактных деформаций может быть определена по форму-
ле [25]
\'1р = 0,33 уГрг (^+^2)\,	(17)
где	Р — усилие в н;
г— радиус сферы в м\
th и Ог — коэффициент эластичности материала.
О., 4(1	,Н_ M'-Hi)-,
^2
где и — коэффициент Пуассона материала сжимаемых тел;
Е\ и Е2 — модуль упругости сжимаемых тел в н/м2.
Для большинства черных и цветных металлов в пределах не-
обходимой точности коэффициент Пуассона может быть принят
равным Уз; тогда
и формула примет вид
а при одинаковом материале наконечника и детали
Д’(,_ 1,22	(19)
Эти формулы были экспериментально проверены канд. техн,
наук И. Т. Уверским [5], и на основании экспериментов им было
предложено увеличить коэффициенты формул, определяющих ве-
личины контактных деформаций при сближении сферического
наконечника и плоской поверхности детали на 23%.
После корректировки формулы принимают вид
Д7р = 0,4 |/Л- (1&1 + м;	(17а)
А7р = 0,93 I / Г-(± + 1Лм;	(18а)
у Г \ Г]	/
3 Г pi
Д7р = 1,461/ —^—м,	(19а)
130
Для измерительной техники наибольший интерес будут пред-
ставлять три случая: а) деталь и измерительный наконечник
стальные; б) деталь стальная, измерительный наконечник из
искусственного корунда; в) деталь стальная, измерительный на-
конечник из твердого сплава.
Если принять модуль упругости стали Естали равным
2- 1011 н/м2; модуль упругости искусственного корунда ЕКОрУнда =
= 3-5-10и н/м2 [5]; модуль упругости твердого сплава
ЕТв.сплава = 6- 1011 нДи2, формулы для определения величин кон-
тактных деформаций приобретут вид:
когда измерительный наконечник и деталь стальные,
3 Г pi
=	(20)
когда измерительный наконечник из искусственного корунда,
а деталь из стали,
3 Г pi
Д7р = 0,37|/	(21)
когда измерительный наконечник из твердого сплава, а деталь
стальная,
3 Г рч
Д7^ = 0,35|/	(22) В * * *
В формулах (20) — (22) Р — измерительное усилие в н\
г — радиус измерительного наконеч-
ника в мм;
&'1р— величина контактной деформа-
ции в мкм.
Графики, построенные по формулам (20) — (22), представ-
ляют собой полукубические параболы и характеризуют величины
контактных деформаций, происходящих при использовании из-
мерительных средств с различным измерительным усилием.
На рис. 28 и в табл. 13—15 даны величины контактных дефор-
маций для радиусов измерительных наконечников г, наиболее
часто употребляемых в приборах. Наконечники с радиусом 0,6;
1,6; 5; 10; 14 и 20 мм предусмотрены ГОСТом 11007—64, а нако-
нечники с радиусом 0,2; 0,5; 1; 16 и 50 мм находят применение в
импортных приборах.
Весьма интересные данные о величинах контактных деформа-
ций были получены при исследовании величин измерительного
усилия при контроле зубчатых колес [24]. В табл. 16 приведены
величины контактных деформаций для случая контакта алмаз-
ного сферического наконечника с плоской поверхностью детали
из твердого сплава в зависимости от величины измерительного
131
усилия и радиуса сферы. В табл. 17 даны поправочные коэффи-
циенты для других материалов.
При контроле деталей из цветных металлов или пластических
масс для определения величин контактных деформаций следует
пользоваться формулой (17а) или, когда коэффициент Пуассона
близок к 7з либо неизвестен, формулой (18а).
Величины контактных деформаций, определенные по табл. 16
и 17, несколько не совпадают с величинами, приведенными в
Рис. 28. Величины контактных деформаций в зависимости от величины измерительного уси-
лия и радиуса измерительного наконечника. Измерительный наконечник и контролируемая
деталь — из закаленной стали
по формулам Герца без поправочного коэффициента, предложен-
ного И. Т. Уверским. Однако практически расхождение невелико
и выражается в сотых долях микрометра.
Порядок пользования табл. 13—17 можно пояснить на приме-
рах. Плоская деталь из твердого сплава измеряется микрокато-
ром 01-ИГП. Микрокатор настраивается по стальной концевой
мере. Наконечник из твердого сплава, радиус сферы 0,6 мм. Из-
мерительное усилие 1,3—1,5 н. Требуется определить погреш-
ность измерения, вносимую контактными деформациями.
Для определения величин контактных деформаций восполь-
зуемся табл. 16 и 17. По табл. 16 находим, что при материалах
контактирующих тел — алмаз и твердый сплав — контактные де-
формации составили бы 0,26 мкм при усилии 1,5 я и 0,236 мкм при
усилии 1,3 н. (Величины получены интерполяцией табличных
значений.) Используя поправочные коэффициенты из табл. 17,
132
Таблица 13
Величины контактных деформаций (измерительный наконечник и проверяемая
деталь из закаленной стали)
Величина деформации в мкм при радиусе измерительного
наконечника в мм
в н (кгс)	0,2 |	0,5	0,6 |	1.0 |	1,6	5	10	14	16	20	50
0,01 (0,001)	0,035	0,025	0,025	0,020	0,015	0,010	0,009	0,008	0,008	0,007	0,005
0,05(0,005)	0,10	0,07	0,07	0,06	0,05	0,035	0,025	0,025	0,025	0,02	0,02
0,1(0,01)	0,16	0,12	0,11	0,09	0,08	0,05	0,04	0,04	0,035	0,035	0,025
0,2(0,02)	0,25	0,18	0,16	0,15	0,13	0,09	0,07	0,06	0,06	0,05	0,04
0,4(0,04)	0,4	0,30	0,28	0,23	0,20	0,14	0,11	0,10	0,09	0,09	0,06
0,6(0,06)	0,52	0,38	0,36	0,30	0,26	0,18	0,14	0,13	0,12	0,11	0,08
0,8(0,08)	0,63	0,47	0,44	0,37	0,32	0,22	0,17	0,15	0,14	0,13	0,10
1,0(0,1)	0,73	0,54	0,50	0,43	0,36	0,25	0,19	0,18	0,17	0,16	0,11
2,0(0,2)	1,16	0,86	0,81	0,68	0,58	0,40	0,31	0,28	0,27	0,25	0,18
3,0 (0,3)	1,52	1,12	1,06	0,90	0,76	0,52	0,41	0,37	0,35	0,32	0,24
4,0(0,4)	1,85	1,36	1,28	1,08	0,92	0,63	0,50	0,45	0,43	0,40	0,29
5,0 (0,5)	2,14	1,58	1,48	1,25	1,06	0,73	0,58	0,52	0,50	0,46	0,34
6,0(0,6)	2,42	1,78	1,68	1,42	1,21	0,83	0,66	0,59	0,56	0,52	0,37
7,0(0,7)	2,68	1,98	1,86	1,56	1,34	0,92	0,73	0,65	0,62	0,58	0,43
8,0(0,8)	2,93	2,16	2,04	1,71	1,47	1,00	0,80	0,71	0,68	0,63	0,47
9,0(0,9)	3,18	2,34	2,20	1,85	1,58	1,08	0,86	0,77	0,73	0,68	0,50
10,0(1,0)	3,40	2,51	2,36	1,99	1,70	1,16	0,92	0,82	0,79	0,73	0,54
Таблица 14
Величины контактных деформаций (измерительный наконечник
из искусственного корунда, деталь из закаленной стали)
Измеритель- ное усилие в н. (кес)	Величины деформации в мкм при радиусе измерительного наконечника в мм										
	0.2	0.5	0,6	1 ,0	1,6	5,0	10.0	14,0	16,0	20,0	50,0
0,01	,001)	0,03	0,02	0,02	0,017	0,014	0,009	0,008	0,007	0,006	0,006	0,005
0,0Г ,005)	0,08	0,06	0,05	0,05	0,04	0,03	0,02	0,02	0,018	0,018	0,010
0J ,01)	0,13	0,10	0,09	0,08	0,06	0,04	0,03	0,03	0,03	0,03	0,02
0/	,02)	0,22	0,16	0,15	0,13	0,10	0,07	0,06	0,05	0,05	0,04	0,03
0,4 J,04)	0,34	0,25	0,23	0,20	0,17	0,11	0,09	0,08	0,07	0,07	0,05
0,6(0,06)	0,45	0,33	0,31	0,26	0,22	0,15	0,12	0,11	0,10	0,09	0,07
0,8(0,08)	0,54	0,39	0,37	0,32	0,27	0,18	0,14	0,13	0,12	0,11	0,08
1,0(0,1)	0,63	0,45	0,44	0,37	0,31	0,21	0,17	0,15	0,14	0,13	0,10
2,0(0,2)	1,00	0,73	0,69	0,58	0,50	0,34	0,27	0,24	0,23	0,21	0,15
3,0(0,3)	1,32	0,95	0,91	0,77	0,64	0,44	0,35	0,32	0,30	0,28	0,20
4,0(0,4)	1,59	1,16	1,10	0,93	0,79	0,54	0,38	0,39	0,37	0,34	0,25
5,0(0,5)	1,85	1,35	1,28	1,08	0,93	0,63	0,50	0,45	0,43	0,39	0,29
6,0(0,6)	2,08	1,53	1,45	1,22	1,04	0,71	0,56	0,51	0,48	0,45	0,33
7,0(0,7)	2,30	1,70	1,60	1,35	1,15	0,78	0,63	0,56	0,53	0,49	0,36
8,0(0,8)	2,53	1,85	1,76	1,48	1,25	0,86	0,68	0,61	0,58	0,54	0,40
9,0(0,9)	2,73	2,00	1,89	1,6	1,36	0,93	0,74	0,65	0,63	0,58	0,43
10,0(1,0)	2,93	2,15	2,02	1,71	1,46	1,00	0,79	0,70	0,68	0,63	0,46
133
Таблица 15
Величины контактных деформаций (измерительный наконечник из твердого
сплава, деталь из закаленной стали)
Измеритель- ное усилие в н (кгс)	Величины деформации в мкм при радиусе измерительного наконечника в мм										
	0,2	0,5	0,6	1 ,00	1,6	5	10	14	16	20	| 5а
0,01(0,001)	0,03	0,02	0,019	0,016	0,013	0,009	0,007	0,006	0,006	0,005	0,004
0,05(0,005)	0,08	0,06	0,05	0,047	0,04	0,03	0,02	0,02	0,018	0,017	0,012
0,1(0,01)	0,13	0,09	0,09	0,07	0,06	0,04	0,035	0,03	0,03	0,02	0,02
0,2(0,02)	0,20	0,15	0,14	0,13	0,10	0,07	0,05	0,05	0,05	0,04	0,03
0,4(0,04)	0,32	0,24	0,22	0,19	0,16	0,11	0,09	0,08	0,07	0,06	0,05
0,6(0,06)	0,42	0,31	0,29	0,24	0,21	0,14	0,11	0,10	0,09	0,09	0,06
0,8(0,08)	0,51	0,37	0,35	0,30	0,27	0,17	0,14	0,12	0,11	0,11	0,08
1,0(0,1)	0,59	0,44	0,41	0,35	0,29	0,20	0,16	0,14	0,13	0,12	0,09
2,0(0,2)	0,94	0,70	0,65	0,55	0,47	0,32	0,26	0,22	0,21	0,20	0,15
3,0(0,3)	1,24	0,91	0,86	0,72	0,61	0,42	0,34	0,30	0,28	0,26	0,19
4,0(0,4)	1,50	1,11	1,04	0,87	0,75	0,51	0,40	0,36	0,35	0,32	0,23
5,0(0,5)	1,74	1,29	1,21	1,02	0,87	0,59	0,47	0,42	0,40	0,37	0,27
6,0(0,6)	1,97	1,45	1,36	1,15	0,98	0,67	0,53	0,48	0,45	0,42	0,31
7,0(0,7)	2,18	1,61	1,51	1,27	1,09	0,74	0,59	0,53	0,50	0,47	0,34
8,0(0,8)	2,39	1,75	1,65	1,39	1,19	0,81	0,65	0,57	0,55	0,51	0,37
9,0(0,9)	2,58	1,90	1,79	1,51	1,29	0,88	0,70	0,62	0,59	0,55	0,41
10(1,0)	2,76	2,04	1,92	1,62	1,38	0,94	0,75	0,67	0,64	0,59	0,43
Таблица 16
Величины контактных деформаций сферического алмазного наконечника
и плоской детали из твердого сплава
Измеритель- ное усилие в н (кгс)	Величины деформации в мкм при радиусе сферы в мм										
	0,2	0,5’	0,6	1 ,о	1,6	1 5 1	1 101	14	16	20 *	50
0,01 (0,001)	0,015	0,010	0,009	0,008	0,007	0,005	0,004	0,003	0,003	0,003	0,002
0,05 (0,005)	0,04	0,03	0,03	0,025	0,02	0,015	0,01	0,01	0,01	0,009	0,006
0,1 (0,01)	0,06	0,05	0,04	0,04	0,03	0,02	0,02	0,015	0,015	0,015	0,01
0,2(0,02)	0,10	0,07	0,07	0,06	0,05	0,03	0,025	0,025	0,025	0,02	0,015
0,4(0,02)	0,16	0,12	0,11	0,09	0,08	0,05	0,04	0,04	0,04	0,03	0,025
0,6(0,06)	0,20	0,15	0,15	0,12	0,10	0,07	0,06	0,05	0,05	0,04	0,03
0,8(0,08)	0,25	0,20	0,17	0,15	0,13	0,09	0,07	0,06	0,06	0,05	0,04
1,0(0,1)	0,29	0,22	0,20	0,17	0,15	0,10	0,08	0,07	0,07	0,06	0,05
2,0(0,2)	0,47	0,34	0,32	0,27	0,23	0,15	0,13	0,11	0,11	0,10	0,07
3,0(0,3)	0,61	0,45	0,42	0,36	0,30	0,21	0,17	0,15	0,14	0,13	0,10
4,0(0,4)	0,74	0,55	0,51	0,43	0,37	0,25	0,20	0,18	0,17	0,16	0,12
5,0(0,5)	0,86	0,63	0,60	0,50	0,43	0,29	0,23	0,21	0,2	0,18	0,14
6,0(0,6)	0,97	0,71	0,67	0,57	0,49	0,33	0,26	0,24	0,22	0,21	0,15
7,0(0,7)	1,08	0,79	0,75	0,63	0,54	0,37	0,29	0,26	0,25	0,23	0,17
8,0(0,8)	1,18	0,87	0,82	0,69	0,59	0,40	0,32	0,29	0,27	0,25	0,19
9,0(0,9)	1,27	0,94	0,88	0,75	0,64	0,43	0,35	0,31	0,29	0,27	0,20
10,0(1,0)	1,35	1,00	0,94	0,80	0,68	0,47	0,37	0,33	0,32	0,30	0,22
134
учитывающие, что наконечник из твердого сплава, определим
величины контактных деформаций: при настройке Ьнастр =
= 0,26- 1,580 = 0,41 мкм\ при измерении 6изм = 0,236- 1,042 =
= 0,24 мкм. Погрешность, вносимая за счет разности контакт-
ных деформаций, составит 0,41 —0,24 = 0,17 мкм.
Стальной шарик диаметром 3,2 мм измеряется рычажной ско-
бой. Определим погрешность, вносимую контактными деформа-
Таблица 17
Поправочные коэффициенты к табл.
16 для определения величин
контактных деформаций при других
материалах контактирующих тел [24]
циями. Измерительное усилие
скобы составляет 5—7 я, коле-
бание его может достигать
1,5 н. В наихудшем варианте
усилие при измерении соста-
вит 7 я, а величина контактной
деформации (по табл. 13)
1,34 мкм. Так как в данном
случае имеются две точки
контакта, то погрешность, вно-
симая контактными деформа-
циями, составит 2-1,34 =
= 2,7 мкм, т. е. больше цены
деления. При настройке ско-
бы по концевой мере контакт-
ные деформации отсутствуют,
поскольку контакт происходит
по плоскостям.
Формулы (20) — (22) и гра-
фики, показанные на рис. 28,
могут быть с достаточной для
практики достоверностью ис-
пользованы и для случая про-
верки сферическим наконечни-
ком цилиндрической стальной
детали диаметром свыше
10 мм.
Материал контактирующих тел		Поправоч- ный коэффи- циент1
Плоская деталь	Сферический наконечник	
Твердый сплав	Алмаз	1,000
	Твердый сплав	1,042
	Сталь	1,379
Сталь	Алмаз	1,546
	Твердый сплав	1,580
	Сталь	2,038
Формулы (17) — (22) спра- 1 Величины из табл. 16 умножаются на
г Л	' г поправочный коэффициент,
ведливы только при выполне- ___________________ ___________________
нии следующих условий: мате-
риал детали и измерительного наконечника должен быть одно-
родным во всех направлениях и подчиняться закону Гука; из-
мерительное усилие направлено по общей нормали к обеим
поверхностям; поверхности соприкасающихся тел идеально
гладки.
Если первые два условия при использовании контактных из-
мерительных средств обычно соблюдаются, то последнее условие
часто не обеспечивается. При исследовании влияния шерохова-
тости поверхности на величину деформации было установлено,
что величина деформации увеличивается с увеличением поверх-
135
ностных неровностей [21]. Поверхностные неровности на конце-
вых мерах бывают значительно меньше, чем на поверхности кон-
тролируемой детали. Разности контактных деформаций могут
достигать нескольких десятых долей микрометра (табл. 18) [21].
При арретировании измерительного стержня контакт с контро-
лируемой поверхностью происходит с ударом, и величина дина-
мического измерительного усилия значительно превышает вели-
чину статического.
Были проведены исследования по определению величины ди-
Таблица 18
Влияние шероховатости поверхности
на величины
контактных деформаций
Измеритель- ное усилие в н (гс)	Разность величин контактных деформаций в мкм при кон- такте измерительного на- конечника с концевой мерой (класс чистоты v 14) и изделием класса чистоты	
	V 9	|	V 7
1,5(150)	0,06	0,1
2 (200)	0,1	0,14
2,5(250)	0,13	0,16
4(400)	0,2	0,25
8(800)	0,28	0,36
намического усилия и сравне-
нию его со статическим [22].
В табл. 19 приведены статиче-
ские и динамические измери-
тельные усилия ряда прибо-
ров.
Из приведенной таблицы
видно, что величины динами-
ческих измерительных усилий
колеблются в достаточно ши-
роких пределах. Зависит это
от скорости опускания изме-
рительного наконечника на
контролируемую поверхность,
т. е. скорости, при которой
происходит соприкосновение
контактных точек.
Таблица t?
Сопоставление статического и динамического измерительных усилий
некоторых приборов [22]
Наименование прибора	Измерительное усилие в н (гс)	
	Статическое	Динамическое
Длиномер (масса пино- ли 2 кг) 	 Малый миллимесс . . Большой миллимесс Оптикатор	 Индикатор часового типа 		2 (200) 1,25(125) 1,5—2(150—200) 1,1-1,8(110-180) 0,7-1,3(70-130)	71 (7.100) 1,85-110(185-11 000> 2,5—9(250—9000) 1,4-50(140-5000) 2—7,4(200—7400)
Таким образом, контактные деформации при использовании
различных приборов при относительном методе контроля вносят
определенные погрешности, которые при измерении точных де-
талей следует учитывать.
При измерении деталей из сравнительно мягких материалов,,
136
а также при использовании приборов с большим измерительным
усилием важно быть уверенным, что контактные деформации
имеют упругий характер. Для того чтобы убедиться в этом, целе-
сообразно воспользоваться формулами Герца [25].
Максимальное напряжение в центре площадки деформации
при контакте шара и плиты вычисляют по формуле
Р	з Г р	* Г р
Gmax = 1,5 — = 1,46 1/ n п = 0,63 1 / ------------------- ,
’ла2	у Г2(йх + д2)2	1/	/1	1 \2 ’
|/ Г2 ---- + -
Г \Е1	Е21
(23)
где а — радиус площадки контактной деформации в м; осталь-
ные обозначения те же, что в формулах (17) — (22).
Пользуясь этими формулами, можно подсчитать величину
максимального измерительного усилия, исходя из условия, что
максимальное напряжение не должно превосходить предел упру-
гости материала, т. е. атах < ое.
И. Т. Уверский [5] рекомендует назначать измерительное уси-
лие таким, чтобы максимальное напряжение в центре площадки
деформации составляло 25% предела упругости материала из-
делия.
Для контакта между плоскостью и сферой допустимое изме-
рительное усилие может быть подсчитано по предложенной им
формуле:
Р = уу 0,25с, = 0,073аЗ г2 (&х + &2)2 н.	(24)
Эта формула учитывает поправочный коэффициент, введен-
ный И. Т. Уверским в формулу максимального напряжения при
контактных деформациях.
3.	ДЕФОРМАЦИЯ ДЕТАЛИ ПОД ДЕЙСТВИЕМ ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО УСИЛИЯ
При измерении деталей небольшого поперечного сечения,
расположенных на двух (или более) опорах или консольно, а
также при измерении тонкостенных деталей или изделий из мяг-
ких материалов, например пластмасс, возможен прогиб детали
под действием измерительного усилия. Если имеются опасения,
что величина прогиба может быть сопоставима с допустимой по-
грешностью измерения, необходимо произвести расчет по соот-
ветствующим формулам сопротивления материалов.
В табл. 20 для простейших наиболее употребительных слу-
чаев измерения даны схемы приложения нагрузки и формулы
для определения величин прогибов.
137
Таблица 20
Определение деформации деталей
под действием измерительного усилия [28]
Схема приложения нагрузки	Формула для определения величины деформации	Примеры
Л	РА Д —	мм, EF где Р — усилие в н\ h — высота детали в мм\ F — площадь поперечного сече- ния детали в мм2\ Е — модуль упругости мате- риала детали в н/мм2\	Измерение приз- матических деталей
Измерение кон-
сольных деталей
\р
ph "to
Д = —----мм,
3EJ
момент инерции попереч-
ного сечения в мм*
Р/3	\ lab f
EJ	3 \ Z2 /
0.135Р/?2
Eh3
Контроль детали
на двух опорах;
контроль радиаль-
ных размеров в цен-
трах; контроль ра-
диального биения
Измерение диа-
метра тонкостенной
трубы
4.	УПРУГИЕ ДЕФОРМАЦИИ УСТАНОВОЧНОГО УЗЛА
В этом разделе рассматриваются только деформации устано-
вочных узлов (стоек или штатитов, где установлено отсчетное
устройство), поскольку упругие деформации деталей самого при-
бора, также являющихся звеньями размерной цепи, незначитель-
ны по сравнению с прогибами стоек и штативов.
Величины возможного прогиба штативов и стоек, в которых
закрепляется отсчетное устройство, под действием перепада из-
мерительного усилия часто достигают ощутимой величины. До-
пустимые величины /прогибов приведены в ГОСТе 10197—62 на
стойки и штативы для измерительных головок. На основании
указанного стандарта в табл. 21 приведены прогибы стоек и шта-
тивов при использовании различных измерительных головок.
138
Таблица 21
Прогибы стоек и штативов при использовании
____________________измерительных головок
Интервалы контролируе- мых разме- ров в мм	Нагрузка 2н ( ~ 200 гс)				Нагрузка 1 н ( ~ 100 гс)	
	Прогибы в мм для стоек и			штативов п	о ГОСТу 10197 — 62	
	С-1	с-п	С-Ш	С-IV	Ш-ПН, Ш-1, |Ш-1Н, ШМ-ПН	ш-пв, шм-пв
1-10	0,0002	0,0002	0,0002	0,002	0,001	0,004
10-30	0,0002	0,0003	0,0003	0,003	0,001	0,004
30—80	0,0002	0,0004	0,0004	0,003	0,001	0,004
80-120	0,0002	0,0005	0,0005 (до 100)	0,003	0,002	0,004
120-180	0,0002 (до 160)	0,0005 (до 160)	—	0,004	0,002	0,004
180—260	—	—	—	0,004	0,002	0,005
260—360	—	—	—	—	—	0,007
360—500	—	—	—	—	—	0,008
При составлении таблицы принимали, что максимальная ве-
личина прогиба возникает при наибольшем вылете кронштейнов
и соответствует предельным требованиям стандартов. Величина
прогиба меняется в зависимости от вылета кронштейна, и при
минимальном вылете она составляет половину от максимального
прогиба. Величина прогиба складывается из деформации изгиба
стойки и кронштейна и из выборки люфтов в местах крепления.
Поэтому не может быть строгой линейной зависимости между
прогибом и контролируемым размером при использовании стан-
дартных стоек.
Необходимость экспериментального определения величин
прогибов кронштейнов, стоек и штативов объясняется тем, что
многочисленные попытки аналитического расчета величин про-
гибов не дают удовлетворительного результата, поскольку слож-
но учесть при расчетах всевозможные люфты, имеющиеся в кре-
пежных соединениях. Например, в стойках тяжелого типа (С-1)
полная величина прогиба наступает в момент приложения уси-
лия не только 2 н (~ 200 гс), но и 1 н (~ 100 гс).
В табл. 21, как уже упоминалось, приведены величины проги-
бов, которые могут иметь штативы в соответствии с требованием
ГОСТа 10197—62. В настоящее время штативы, находящиеся в
употреблении и выпускаемые заводом КРИН, имеют значитель-
но большие прогибы. Таким образом, существующие в настоящее
время штативы не могут быть использованы с рычажно-зубчаты-
ми головками с ценой деления 0,001 и 0,002 мм из-за недостаточ-
ной жесткости кронштейнов и больших перепадов измеритель-
ного усилия головок, особенно в момент реверса.
При исследовании универсальных штативов установлено, что
прогиб под грузом 0,5 н (50 гс) в направлении линии измерения
139
составляет 3 мкм, а при грузе 1 н (100 гс) 7 мкм. Для штативов
с магнитным основанием прогиб соответственно равен 11 и
27 мкм. Если исходить только из величины перепада усилия в мо-
мент реверса у рычажно-зубчатых головок, которая, в соответст-
вии с табл. 12, достигает 0,2—0,8 н (20—80 гс), то величина из-
менения прогиба может внести погрешность от 1,5 до 6 мкм при
пользовании универсальным штативом и от 5 до 22 мкм при
пользовании штативом с магнитным основанием. При работе с
индикатором часового типа погрешность будет меньше, посколь-
ку меньше величина перепада измерительного усилия. Она будет
составлять 1—3 мкм при использовании универсального штатива
и 3—15 мкм при использовании штатива с магнитным основа-
нием.
Приведенный пример указывает на парадоксальный с перво-
го взгляда факт, что измерение отклонений геометрической фор-
мы с помощью индикатора часового типа производится значи-
тельно точнее, чем измерение таких же отклонений с помощью
рычажно-зубчатой головки с ценой деления, в 10 раз меньшей.
Рычажно-зубчатые индикаторы ИРБ и ИРТ наиболее часто
используются для контроля погрешности геометрической формы.
Благодаря малой величине измерительного усилия их устанав-
ливают на шарнирных подвесках. Однако шарнирные подвески
даже при небольшом перепаде измерительного усилия могут вне-
сти значительную погрешность.
В табл. 22 приведены величины прогиба подвески в микро-
метрах на один сантиньютон нагрузки при различных положе-
Таблица 22
140
ниях подвесок в пространстве. Сравнивая эти данные с величи-
нами перепадов усилий в головках (табл. 12) можно видеть, что
и в этих головках с очень малым усилием погрешность может
достигать в худшем случае 10—15 мкм, в зависимости от исполь-
зования участка шкалы прибора и способа установки подвески.
В приборах осевого действия в большинстве случаев можно
ограничиться учетом только осевой составляющей измерительно-
го усилия. Если же по условиям измёрения прибором осевого
действия нельзя арретировать измерительный наконечник и де-
таль подсовывается под него, создаются значительные нагрузки
в направляющих измерительного стержня, что может привести к
дополнительным прогибам установочного узла, неравномерной
выборке люфтов и в конечном счете к смещению настройки при-
бора. Для уменьшения величины этих нагрузок можно преду-
смотреть на детали заходную часть или применить смазку для
снижения коэффициента трения. Если такие меры неприемлемы,
а влияние боковой нагрузки на измерительный стержень недо-
пустимо велико, следует изменить схему измерения.
5.	УСТРОЙСТВА ДЛЯ УМЕНЬШЕНИЯ ВЕЛИЧИНЫ ПОГРЕШНОСТИ
ОТ ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО УСИЛИЯ
Для сохранения постоянства измерительного усилия в изме-
рительных приборах применяются устройства, обеспечивающие
наименьший перепад усилия на всем пределе измерения [9], [11],
например, трещотки и фрикционы, применяемые для стабилиза-
ции измерительного усилия микрометрических головок и различ-
ные устройства для стабилизации измерительного усилия инди-
каторов часового типа. В индикаторах измерительное усилие
создается винтовой пружиной растяжения.
Для компенсации увеличения усилия пружины применяют
промежуточные профилированные рычаги различных конструк-
ций, передающие усилие пружины на стержень или пружину
выбирают достаточно длинной, чтобы относительное изменение
ее длины на расходе индикатора было невелико. Известна кон-
струкция индикатора, где пружина заменена грузом в виде коль-
ца, закрепленным на стержне; но в этом случае индикатор
можно применять только в вертикальном положении.
Измерительное усилие можно стабилизировать заменой не-
подвижного измерительного наконечника чувствительным упо-
ром, так что каждому его положению соответствует определен-
ное измерительное усилие. Простейшим примером чувствитель-
ного упора является отсчетная головка, установленная в инди-
каторной скобе. Имеются конструкции, когда чувствительный
упор через рычажную систему соединен с уровнем. Положение
упора и, следовательно, измерительное усилие определяют по по-
ложению пузырька в ампуле. Возможна установка специальных
шкал для указания и подбора необходимого усилия.
141
Другим путем устранения погрешности измерения от изме-
рительного усилия является сокращение его до минимального
значения, практически до нуля.
В настольном микрометре «Элеконт-Микрометр», модель
ЕА-2, японской фирмы Азума Сангио имеется магнитная муфта,
резко тормозящая шпиндель при замыкании электрической цепи.
В момент соприкосновения измерительного наконечника с де-
талью шпиндель стопорится, а приводной винт вращается вхоло-
стую. Измерительное усилие микрометра практически равно
нулю. Недостатками его являются: неудобство отсчета из-за не-
большого интервала деления и большие массы движущихся час-
тей. Последнее обстоятельство приводит к тому, что показания
прибора зависят от скорости вращения шпинделя при подходе к
точке контакта и, таким образом, увеличивается вариация пока-
заний. У контролера средней квалификации вариация показаний
может достигать 2 мкм при цене деления 1 мкм.
Измерение деталей практически без измерительного усилия
возможно с применением электронной лампы (именуемой иногда
«магическим глазом») в качестве индикатора, фиксирующего мо-
мент контакта измерительного наконечника с деталью.
Принцип использования электронного индикатора заключает-
ся в том, что лампа, измерительный наконечник прибора и деталь
включаются в одну электрическую цепь. Электронный индикатор,
применяемый в радиотехнике как индикатор настройки, служит
для визуального определения момента контакта измерительного
наконечника с деталью по изменению ширины сектора.
Измерительное усилие в момент контакта измерительного на-
конечника с деталью, определяемого по электронному индикато-
ру, не превышает нескольких миллиграммов, и практически его
можно считать равным нулю.
Момент контакта наконечника с деталью можно определять
по электронному индикатору тремя способами:
а)	при подводе измерительного наконечника к детали (или
детали к наконечнику) замыкается электрическая цепь и одно-
кратно изменяется ширина сектора лампы;
б)	при замыкании электрической цепи добиваются не одно-
кратного изменения ширины сектора лампы, а периодического
изменения ширины — «мерцания», что свидетельствует о перио-
дическом контакте наконечника с деталью;
в)	при отводе измерительного наконечника от детали размы-
кается электрическая цепь и однократно изменяется ширина сек-
тора лампы.
Первый способ не исключает перегрузки измерительного на-
конечника после контакта, так как ширина сектора лампы
остается неизменной, что соответствует надежному контакту с
любым измерительным усилием.
142
При втором способе создания контакта измерительного нако-
нечника с деталью мерцание лампы гарантирует, что измери-
тельный наконечник не будет с большим измерительным усилием
контактировать с деталью. Такой способ определения момента
контакта является оптимальным.
Третий способ не может гарантировать, чтобы после размы-
кания контакта измерительный наконечник не отходил от детали
на значительную величину. Размыкание электрических контак-
тов происходит более неопределенно, чем замыкание [26], поэто-
му погрешность определения момента контакта увеличивается.
Исследование механизма процесса мерцания сектора лампы
при контакте измерительного наконечника с деталью показало,
что мерцание обусловлено микровибрациями измерительного
наконечника и детали.
В настоящее время электронный индикатор применяют в ряде
измерительных приборов: в универсальном длиномере народного
предприятия К. Цейсс (ГДР); на горизонтальном оптиметре в
виде приставки ГК-3 для измерения малых диаметров отверстий*;
в горизонтальном длиномере
объединения ЛООМП; на уни-
версальном микроскопе в виде
приставки, изготовленной за-
водом ЧИЗ [27]; в приборе БВ
для контроля диаметра под-
шипников.
Сопоставление и оценка вы-
шеуказанных схем электрон-
ных индикаторов по метроло-
гическим параметрам и эксплу-
атационным данным показали,
Рис. 29. Схема электронного индикатора
что наилучшие показатели имеет схема электронного ин-
дикатора Бюро взаимозаменяемости (рис. 29).
Схема построена на малогабаритной электронносветовой ин-
дикаторной лампе 6Е1П. Питание анода напряжением +250 в
осуществляется от трансформатора с последующим выпрямле-
нием. Измерительный наконечник прибора подключается к сетке
электронной лампы-индикатора, измеряемая деталь — к общей
шине питания. При разомкнутых контактах на сетке лампы соз-
дается потенциал, близкий к нулевому: лампа открыта, и на ее
экране наблюдается узкая освещенная полоса.
При замыкании контактов лампа запирается отрицательным
напряжением, что визуально соответствует широкому освещенно-
му сектору. При соответствующем подборе сеточного и катодного
сопротивлений схема обеспечивает работу как на сходящемся,
так и на расходящемся секторе.
Оптимальные величины напряжения и силы тока должны
удовлетворять трем основным требованиям: обеспечить «мерца-
143
ние» сектора электронной лампы при контакте измерительного
наконечника с деталью в процессе измерения, обеспечить макси-
мально высокую точность определения момента контакта изме-
рительного наконечника с деталью, предупредить электроэро-
зионный износ измерительного наконечника и детали.
Оптимальная величина напряжения составляет 4—6 в. При
увеличении напряжения свыше 6 в мерцание сектора лампы по-
лучить крайне трудно, так как ширина сектора в момент контак-
та измерительного наконечника изменяется мгновенно даже при
крайне незначительном изменении расстояния между наконечни-
ком и деталью (в пределах 0,01 мкм). При уменьшении напря-
жения менее 3 в ширина сектора лампы изменяется медленно,
неопределенно, при различных расстояниях между измеритель-
ным наконечником и деталью (в пределах 0,2—0,4 мкм). При
напряжении 4—6 в сила тока через контакты в приведенной схе-
ме составляет 2—3 мка, что практически не вызывает электро-
эрозию измерительного наконечника и детали [26].
* Приведенная выше схема обеспечивает при оптимальных па-
раметрах напряжения и силы тока точность определения момен-
та контакта 0,01—0,02 мкм при мерцании сектора электронной
лампы.
При однократном изменении ширины сектора лампы в момент
контакта измерительного наконечника с деталью точность опре-
деления момента контакта находится в пределах 0,02—0,03 мкм
при условии исключения перегрузки измерительного стержня
после контакта с деталью. При использовании индикаторной
лампы изменение радиуса наконечника от 1 до 10 мм практичес-
ки не влияет на точность контакта.
В связи с высокой точностью измерения при применении
индикаторной лампы, шероховатость поверхности должна быть
не ниже 9-го класса чистоты. Когда деталь имеет неровности
9-го класса чистоты, погрешность определения момента контакта
увеличивается до 0,1--0,15 мкм. У деталей с неровностями, соот-
ветствующим 10—12-му классу чистоты, влияние шероховатости
не обнаруживается, так же как и у наконечников с такими же
поверхностными неровностями.
При использовании индикаторной лампы в приборах для
внутренних измерений на погрешность оказывает влияние соот-
ношение между радиусом измерительного наконечника и радиу-
сом контролируемого отверстия. Проведенные в Бюро взаимо-
заменяемости исследования показали, что при разности
Rore — гнак = 0,05 -4- 0,06 мм погрешность определения момента
контакта находится в пределах 0,2—0,3 мкм при измерении до-
веденных отверстий 10—11-го класса чистоты.
Такая погрешность получается только тогда, когда наконеч-
ник перемещается по диаметру, а не по хорде контролируемого
отверстия.
144
При смещении измерительного наконечника с диаметра на ве-
личину 0,01 мм погрешность определения момента контактов до-
стигает 1—2 мкм. При Rare — гнак = 0,1 4- 0,15 мм и при смеще-
нии наконечника с диаметральной плоскости на 1—2 мкм по-
грешность определения момента контакта достигает 0,1 —
0,15 мкм, а при смещении до 0,01 мм — уже 0,2—0,4 мкм. При
Rots — Гнак = 0,3 ч- 0,5 мм погрешность определения момента
контакта находится в пределах 0,03 мкм даже при смещении
с диаметральной плоскости до 0,01 мм.
Помимо того, что схема с индикаторной лампой позволяет по-
лучать контакт практически с нулевым усилием при высокой точ-
ности, она может использоваться в качестве критерия плавности
подачи измерительного наконечника, если обеспечивается мер-
цание лампы.
выводы
1.	Погрешность от измерительного усилия прибора и от его
перепада может достигать значительной величины из-за контакт-
ных и упругих деформаций всей системы.
2.	Существующее нормирование в стандарте 1величины изме-
рительного усилия не охватывает всех параметров, которые опре-
деляют погрешности, вносимые в условиях эксплуатации.
3.	При выборе отсчетных головок необходимо иметь пред-
ставление о полной диаграмме измерительного усилия и учиты-
вать его влияние.
4.	При пользовании штативами и стойками необходимо знать
возможную величину прогиба их под действием перепада усилия
отсчетного устройства на используемом участке.
5.	Наилучшими отсчетными устройствами с точки зрения
влияния измерительного усилия на погрешность измерения явля-
ются головки с пружинным механизмом (микрокаторы), а наи-
худшими — рычажно-зубчатые головки, что определяется вели-
чинами перепада измерительного усилия, особенно в момент ре-
верса.
6.	Следует стремиться к увеличению радиусов сферических
измерительных наконечников контактных устройств.
7.	Контактные деформации могут быть несколько снижены
при использовании измерительных наконечников из твердого
сплава.
8.	Практически существующие штативы, не соответствующие
ГОСТу 10197—62, нельзя использовать с рычажно-зубчатыми го-
ловками.
9.	Для исключения влияния перепада измерительного усилия
при реверсе следует проводить измерение при одном направле-
нии перемещения измерительного наконечника, которое можно
создать, например, арретированием измерительного стержня.
145
Необходимо помнить, что при этом динамическое усилие оказы-
вается в несколько раз выше статического.
10.	При использовании отсчетных головок в контрольных при-
способлениях необходимо обеспечить жесткость устройств, в ко-
торых они устанавливаются.
11.	Следует стремиться к максимальной стабилизации изме-
рительного усилия. Значительного повышения точности можно
достигнуть, сократив измерительное усилие до величин, близких
к нулю, т. е. при измерениях практически без измерительного
усилия, например при использовании электронных индикаторов.
Г. ПОГРЕШНОСТИ ОТ СУБЪЕКТИВНОСТИ ОПЕРАТОРА
Из самого названия погрешности следует, что она вызвана
присутствием «субъекта» в лице контролера, рабочего и связана
с проявлением физико-психологических свойств человека. В раз-
ряд субъективных ошибок нельзя относить ошибки, связанные с
недостатком квалификации оператора, с недостаточным опытом
его работы на том или ином измерительном средстве. Однако вы-
делить ошибки, возникающие от недостаточного навыка работы
с прибором и недостаточности квалификации, практически нель-
зя, так же как нельзя в полной мере установить степень квалифи-
кации оператора при работе на определенном измерительном
средстве.
В субъективных ошибках оператора определенную часть со-
ставляют ошибки, связанные с недостаточным навыком работы
на приборе. Степень субъективности оператора проявляется не
одинаково на всех приборах. Например, допуская большие
субъективные ошибки при работе с микрометрическим инстру-
ментом, оператор может иметь очень небольшие субъективные
ошибки при работе на универсальном микроскопе. На величину
вносимой субъективной ошибки большое влияние оказывает на-
вык работы оператора. Практически нет квалифицированных
операторов, которые имели бы минимальные субъективные по-
грешности на всех приборах, поэтому в условиях машинострои-
тельных предприятий специализируют контролеров для работы
на определенных измерительных средствах.
Влияние навыка на появление субъективных ошибок особен-
но заметно, когда опытный оператор имел некоторый перерыв в
работе на том или ином измерительном средстве. Чтобы восста-
новить былой навык, необходимо затратить некоторое время.
Таким образом, субъективные ошибки и ошибки от недостаточно-
го опыта очень тесно переплетаются, и не всегда их возможно
легко разделить.
Ранее было указано на трудность разделения ошибок на от-
дельные составляющие. Частично это подтверждается и на при-
мере субъективных ошибок. В предыдущих составляющих по-
146
грешности измерения были некоторые виды субъективных оши-
бок, например из-за нагрева измерительных средств руками или
при тепловыделении, зависящие от индивидуальных особенно-
стей операторов. Одни нагревают прибор быстро, и проходит не-
большое время до того момента, как установится тепловой ба-
ланс и прекратится приращение -размера; другие нагревают при-
бор значительно медленнее. Рычажную скобу с размером 100—
125 мм один оператор, держащий ее в руке, нагревает за 15 мин
до максимальной (величины деформации; другой нагревает ее до
такой же деформации за 5—7 мин.
Второй пример проявления субъективности при рассмотре-
нии предыдущих составляющих связан с измерительным уси-
лием. Статическая величина усилия, которую обычно нормируют
и проверяют, значительно меньше, чем динамическая; поэтому в
табл. 19, где приведены величины динамических ошибок, даются
два значения. В зависимости от индивидуальных свойств опера-
тора арретирование производится по-разному. Отличие заклю-
чается в подъеме на различную высоту, с которой опускается на-
конечник, в частоте арретирования. При пользовании автомати-
ческими измерительными средствами, приборами активного
контроля и другими средствами которые работают без участия
оператора, все равно проявляется субъективность.
Для проведения измерений оператор настраивает прибор,
подготавливает объект измерения или установочные меры, пере-
мещает измерительные наконечники при контактных методах до
контролируемой поверхности либо перемещает измеряемый
объект под наконечником и т. д. Возникающие при этом субъек-
тивные ошибки могут быть названы субъективными
ошибками действия.
Для оценки получаемых результатов оператор отсчитывает
показания по шкале и индексу. Вносимые при этом ошибки мо-
гут быть названы субъективными ошибками наблю-
дения.
1. СУБЪЕКТИВНЫЕ ОШИБКИ ДЕЙСТВИЯ
Ошибки действия зависят от квалификации оператора и его
навыка в работе с определенным видом прибора. Величина вно-
симой ошибки действия также в большой мере связана с конст-
рукцией и состоянием используемого измерительного средства.
Чем больше операций совершит контролер в процессе проведе-
ния измерений, тем большее количество ошибок войдет в резуль-
таты измерения. Например, если при измерении необходимо
стопорить какой-либо измерительный узел, а конструкция его не-
достаточно тщательно отработана, то разные контролеры с раз-
личным усилием совершают закрепление и величина ошибки
также меняется. Характерным примером таких ошибок является
147
использование синусных механизмов, настраиваемых по конце-
вым мерам. В ряде специальных приборов, особенно когда ли-
нейка синусного механизма располагается в горизонтальной пло-
скости и нет механических устройств для стабилизации поджима,
операторы допускают большие ошибки, в несколько микромет-
ров, оттого что поджим совершается с различным усилием.
Субъективные ошибки проявляются при установке оправки
или изделия в центрах. В зависимости от усилия, с которым опе-
ратор поджимает оправку центрами, происходит ее деформация;
следовательно, субъективная ошибка действия имеет различную
величину. Рассмотреть все виды субъективных ошибок действия,
которые возникают при пользовании измерительными средства-
ми, выпускаемыми инструментальной промышленностью, не
представляется возможным. В следующей главе, где рассматри-
ваются ошибки измерения при пользовании различными измери-
тельными средствами, будет указано на ряд характерных оши-
бок действия.
В настоящем разделе остановимся еще на ряде характерных
субъективных ошибок, связанных с действием оператора при из-
мерении.
Для стабилизации величины измерительного усилия во мно-
гих видах микрометрического инструмента предусматривают
специальное устройство в виде трещотки или фрикциона. Субъек-
тивный характер проявляющейся ошибки связан прежде всего
с тем, что микровинт вращается с разной скоростью и усилие при
ударе оказывается больше, чем при статическом измерении.
Субъективная ошибка действия другого вида возникает в связи
с тем, что повсеместно распространено измерение микрометриче-
ским инструментом без использования трещотки или фрикциона,
Таким образом, в зависимости от субъективности оператора, от
имеющегося у него навыка, может быть внесена ошибка значи-
тельной величины.
Измерительное усилие микрометра по стандарту нормируется
величиной 700 ± 200 гс (7 ± 2 я), т. е. может колебаться от 500 до
900 гс (5—9 н). Было установлено, что даже квалифицированные
операторы, имеющие опыт работы с микрометром, при использо-
вании его без трещотки создают усилие от 500 до 3000 гс
(5—30 я). Операторы же невысокой квалификации производили
измерение с усилием, доходящим до 5000—7000 гс (50—70 я).
Величина создаваемого оператором усилия является величиной
постоянной, т. е. имеет систематический характер; для группы
операторов эта величина является случайной.
Создаваемое оператором усилие, значительно превышающее
нормируемое, не всегда вносит ошибку в результаты измерения.
Когда с помощью микрометра производятся относительные изме-
рения, например определение погрешности геометрической фор-
мы, то дополнительная погрешность не возникает (при этом под-
148
разумевается, что податливость детали во всех направлениях ее
измерения одинакова). При абсолютных измерениях величина
ошибки может быть значительна. Например, в микрометре с пре-
делом измерения 75—100 мм при приложении нагрузки вдоль
линии измерения 10 н (1 кгс) скоба разгибается на 2,5—3 мкм,
что допускается ГОСТом 6507—60. Но поскольку, как было ука-
зано выше, даже квалифицированные операторы могут созда-
вать усилие при работе без трещотки до 30 н (3 кгс), от разгиба
скобы может возникнуть ошибка в 0,01 мм, т. е. равная величине
отсчета. У недостаточно квалифицированных операторов ошибка
может достигать 0,02—0,03 мм. Появление ошибки вызвано тем,
что, как правило, операторы, хотя и не пользуются трещоткой
при проведении измерения, используют ее при установке микро-
метра на ноль.
Субъективные ошибки действия возникают и при пользова-
нии концевыми мерами длины.
Для оценки возможной величины ошибки, возникающей в
процессе собирания блока, в Бюро взаимозаменяемости была
проведена следующая работа. Было собрано несколько пар бло-
ков концевых мер, состоящих из 2 и 3 шт. В каждой паре один
блок не разбирался и являлся контрольным, а другой много-
кратно разбирался разными операторами. Измерение произво-
дили на контактном интерферометре, и размер снимали только
тогда, когда прекращались температурные деформации, связан-
ные с остыванием мер после их притирки руками. В результате
определяли разброс размеров блока мер, который возникал как
у одного оператора, так и у группы операторов.
В табл. 23 приводятся данные, полученные у нескольких опе-
раторов. Как видно из таблицы, при притирке двух концевых мер,
погрешность может быть до 0,2 мкм, а при притирках трех мер —
до 0,3 мкм. С увеличением количества притираемых мер в блоки,
которые удерживаются только силами сцепления, погрешность
Таблица 23
Погрешность блоков концевых мер от притирки различными операторами
Операторы	Погрешность в мкм для проверяемого размера		
	6,47 (две меры)	26,44 (две меры)	101,38 (три меры)
1	От +0,05 до +0,15	От 0 до +0,05	От —0,25 до —0,3
2	>0	» -j-0,05	» 0 » +0,05	» —0,25 » —0,3
3	+0,15	» 0 » +0,1	»• 0	> +0,1
4	От +0,15 до +0,2	» 0 » +0,1	» —0,1	» —0,25
5	» +0,15 » +0,2	» 0 » +0,2	» —0,1	» —0,15
6	» +0,05 » +0,15	» 0 » +0,05	» +0,05 » +0,2
7	» +0,03 » +0,1	» 0 » +0,1	» —0,1	» +0,1
14»
блока увеличивается. Вполне обоснованно можно принять, что
для размеров блоков до 500 мм погрешность может достигать
0,5 мкм. Точность притирки блоков в большой мере зависит от
опыта работы с ними. Погрешность притирки блока как у одного
оператора, так и у группы операторов носит явно случайный ха-
рактер. Характерно, что погрешность возникает в основном на
концевых мерах небольших размеров (до 2 мм). У мер больших
размеров погрешность от притирки меньше. Таким образом, ис-
пользовать в блоках концевые меры 1 и 2-го разрядов нецелесо-
образно, поскольку погрешность от собирания их в блоки будет в
ряде случаев значительно больше, чем погрешность при их аттес-
тации.
Субъективные ошибки действия проявляются также и при
других процессах измерения. Часто при измерениях необходи-
мо перемещать контролируемую деталь или измерительный при-
бор, чтобы определить максимальные или минимальные откло-
нения. Оператор, неоднократно перемещая деталь или прибор,
проходит через размер, и отсчетное устройство показывает изме-
нение направления перемещения измерительного стержня. Один
оператор проводит измерение с очень небольшим размахом и
быстро «находит размер», другой дает размах больше, затрачи-
вает больше времени на измерение, и возможны смещения при-
бора или детали с линии измерения, а следовательно, внесение
субъективной ошибки в результаты измерения.
На рис. 30 записан процесс измерения тремя операторами
приблизительно равной квалификации одного и того же отвер-
стия одним и тем же прибором при постоянной настройке. Пря-
молинейные участки записи соответствуют моментам, когда опе-
ратор считает, что определил размер. Показаны три характер-
ных случая работы оператора. Так оператор I делает очень много
колебаний относительно размера, и размах колебаний прибо-
ра достигает большой величины. Эти резкие движения затруд-
няют фиксирование момента получения размера. Из проведен-
ных оператором четырех измерений результаты оказываются и
•больше и меньше действительного размера. Следовательно, у
данного оператора имеется субъективная случайная составляю-
щая ошибка.
Оператор III также совершает относительно большое коли-
чество колебаний, но эти резкие колебания приводят к тому, что
при поиске минимального и максимального размеров прибор сме-
щается с диаметральной плоскости и определяет заниженный
размер отверстия. Следовательно, у оператора III имеется систе-
матическая субъективная ошибка, которая ведет к определению
уменьшенного размера.
Оператор II более устойчиво проводит измерение. Он очень
немного смещает линию измерения от действительного размера
и, обнаружив уход, быстро находит действительный размер.
150
Однако и этот оператор, когда произвел резкое движение, также-
сместил линию измерения с диаметра отверстия.
Аналогичные смещения имеют место и при других видах из-
мерений. Например, если приходится в процессе измерения пере-
мещать контролируемую деталь под измерительным наконечни-
ком, то один оператор определяет размер в тот момент, когда
перемещает деталь от себя, а другой — к себе. Часто у двух опе-
раторов возникают устойчивые, но различные результаты изме-
рения поскольку в зависимости от способа настройки прибора^
оказывают влияние, например, радиальные люфты измеритель-
ного стержня. Опытный оператор стремится производить на-
стройку и измерение при одном направлении перемещения изме-
ряемого и настроечного элемента под наконечником прибора.
В настоящем разделе приведены только некоторые субъек-
тивные ошибки действия. В действительности их значительно
больше и зависят они часто от конструктивных особенностей из-
мерительных средств. Конструкторы приборов и контрольных
приспособлений должны стремиться к созданию таких узлов в-
измерительных средствах, при которых субъективные ошибки
действия проявлялись бы незначительно. С этой целью созда-
ются приспособления, перемещающие детали под наконечником,
устройства для механизированной установки на измерительную*
позицию, устройства для стабилизации всевозможных зажимных
механизмов и т. д.
15b
2. СУБЪЕКТИВНЫЕ ОШИБКИ НАБЛЮДЕНИЯ
К субъективным ошибкам наблюдения относятся погреш-
ности, вносимые оператором как при отсчете показаний, так и при
визировании штриха в случае использования бесконтактных
оптикомеханических измерительных средств.
Субъективные ошибки наблюдения имеют несколько основ-
ных источников: физиологическое состояние органов зрения опе-
ратора, физические возможности человеческого глаза, состояние
и вид конструкции применяемого измерительного средства
и т. д.
Ошибки от физиологического состояния органов зрения чело-
века весьма многообразны, как многообразны виды искажений
нормального зрения человека.
Ошибки наблюдений связаны с необходимостью определять
совпадение индекса с делением шкалы. Возможности человечес-
кого глаза в отношении определения такого совпадения зависят
от остроты зрения или разрешающей способности глаза, т. е.
способности различать раздельно две точки, лежащие близко
одна к другой. Если принять, что наиболее благоприятное рас-
стояние от глаза до объекта равно 250 мм, то человеческий глаз
в состоянии увидеть две раздельные точки, расположенные друг
от друга на 0,075 мм. Это обстоятельство используют для уста-
новления интервала шкал показывающих устройств. Оптималь-
ным считается интервал, равный 1 мм. Он принят из предполо-
жения, что оператор ’при работе с прибором должен оценивать
0,1 от интервала между делениями. Поскольку наименьшее рас-
стояние между различными точками составляет 0,075 мм, то де-
сять таких интервалов должны составлять 0,75 мм. С учетом
толщины штрихов и указателя принимают интервал между деле-
ниями, равный 1 мм. Максимальную величину интервала прини-
мают обычно не более 2,5 мм, хотя в ряде приборов для цехового
использования она достигает и 10—15 мм.
Таким образом, интервал между штрихами был установлен из
условия обеспечения оценки десятых долей деления. Однако та-
кая оценка в большинстве случаев является неполноценной.
Интервал между штрихами не разделен на отдельные точки,
чтобы можно было определять совпадения, а оценку части деле-
ния оператор делает ориентировочно и ошибается больше чем на
десятую часть интервала. К тому же оценка доли деления прак-
тически не повышает точность измерения. Как было показано в
предыдущих разделах, погрешность прибора в пределах одного
деления в ряде случаев близка к цене деления, и если прибор
вносит большую ошибку, то не имеет смысла оценивать дробные
деления. Для большинства измерительных средств, где норми-
руется вариация показаний, ее устанавливают равной 0,2—0,3 от
цены деления.
152
Практика определений долей деления получила широкое рас-
пространение. В очень многих иностранных каталожных мате-
риалах, технической литературе, особенно в выставочных про-
спектах совершенно не приводятся данные о погрешности прибо-
ра или погрешности измерения прибором (это не особенно
выгодно для рекламы, так как погрешность будет близка или
больше цены деления), но даются сведения о «погрешности от-
счета», за которую принимают десятую долю от цены деления.
Вот таким очень простым приемом часто в рекламных данных
прибор с ценой деления 1 мкм превращается в прибор с погреш-
ностью 0,1 мкм.
Погрешность отсчета у каждого оператора'в определенной
мере является систематической ошибкой. Обычно оператор по-
стоянно вносит либо отрицательную, либо положительную ошиб-
ку. Для группы операторов погрешности отсчета являются ошиб-
ками случайными.
Многочисленными исследованиями показано [29], что погреш-
ность отсчета по шкалам с индексом может быть принята в сред-
нем равной 0,2 от цены деления шкалы, по которой производят
измерение. Погрешность отсчета зависит как от способности че-
ловеческого глаза оценить степень совпадения, так и от влияния
параллакса. Поэтому величина погрешности в 0,2, которая вер-
на для большинства измерительных приборов, несколько ме-
няется для отдельных измерительных средств. В отдельных не-
удачных приборах, где имеется большое расстояние между шка-
лой и стрелкой, ошибка от параллакса достигает 0,3 от цены
деления, а там, где параллакс исключается (например, в оптика-
торах) погрешность отсчета может достигать 0,1 от цены деле-
ния или совсем отсутствует.
Субъективность оператора проявляется и при наведении
штриха в бесконтактных оптикомеханических приборах. Величи-
на возникающей погрешности зависит от формы и состояния
контролируемой детали. Например, при работе на микроскопе-
наведение на край прямолинейной детали один оператор произ-
водит с разбросом приблизительно 1 мкм, несколько операторов
2 мкм. При наведении штриха на край отверстия разброс у одно-
го оператора достигает 2 мкм, а у нескольких 3 мкм. Приведен-
ные данные относятся к условиям производственных измерений,
когда, помимо отсчета, учитывается и производительность кон-
троля. Отдельные измерения могут производиться со значитель-
но большей точностью.
Субъективные ошибки наблюдения, кроме того, что они носят
систематический характер у отдельных операторов, сохраняются
долго во времени. По наблюдениям Бэкстрема [29] установлены
факты сохранения одинаковой погрешности отсчета у операто-
ров в течение 10 лет.
15&
выводы
1.	Субъективные погрешности, которые'возникают от участия
в измерении оператора, бывают ошибками действия и наблю-
дения.
2.	Субъективные ошибки действия в большинстве случаев
связаны с недостатками конструкций измерительных средств или
их состоянием.
3.	Субъективные ошибки наблюдения при пользовании боль-
шинством измерительных средств составляют 0,2 от цены де-
ления.
4.	Субъективные ошибки для группы операторов носят слу-
чайный характер, поэтому при высокоточных измерениях при от-
сутствии запаса точности у измерительных средств, рекомендует-
ся, чтобы измерение производили несколько операторов и прини-
малось среднее значение.
5.	В тех случаях, когда погрешность измерительных средств
•больше, чем цена деления, оценка долей делений не имеет прак-
тического смысла.
6.	При разработке новых измерительных средств необходимо
оценивать его отдельные узлы и прибор в целом в отношении
возможных субъективных ошибок.
Д. ПОГРЕШНОСТИ, ВНОСИМЫЕ УСТАНОВОЧНЫМИ МЕРАМИ
Погрешности от установочных мер или установочных образ-
цов вносят ошибку в результаты измерения, когда определяют
размер детали относительным методом или, как его иногда на-
зывают, «сравнительным методом». Если для настройки какого-
либо измерительного средства используют цилиндрический ва-
лик, то погрешность определения его размера войдет системати-
ческой ошибкой в результаты измерения деталей на приборе, где
этот валик будет использован как установочная мера. Однако
если этот валик имеет еще и погрешность геометрической формы,
то величина вносимой систематической ошибки будет иметь слу-
чайный характер.
Установочные меры используются либо в виде плоско-парал-
лельных концевых мер длины, либо в виде аттестованных дета-
лей, являющихся полным или частичным прототипом контроли-
руемой.
Концевые меры длины наиболее удобны, просты. Для конце-
вых мер достаточно подробно разработана система их аттеста-
ции с высокой степенью точности. Одной из основных частей по-
грешности, вносимых при пользовании концевыми мерами длины,
является погрешность их аттестации, т. е. когда принимается дей-
ствительный размер с определенной достоверностью. Возникают
также погрешности от притирки, которые для некоторых видов
концевых мер превышают погрешность аттестации.
154
Квалифицированный оператор, имеющий большой опыт рабо-
ты (особенно ежедневный) с концевыми мерами длины, может
собрать блок с практически нулевой погрешностью или с величи-
ной в пределах 0,05 мкм, и то на небольших размерах притирае-
мых мер (до 2 мм). В то же время даже опытные контролеры, но
не занимающиеся ежедневно притиркой концевых мер длины,
притирают их с погрешностью в среднем 0,2 мкм для размеров
до 100 мм при использовании двух мер и 0,3 мкм при использова-
нии трех мер.
Для размеров до 500 мм погрешность от притирки составляет
до 0,5 мкм. Для ряда измерений такие ошибки являются сущест-
венными и соизмеримы с погрешностями разрядной аттестации.
Для малых размеров погрешность притирки в несколько раз
больше, чем погрешность аттестации. Указанное обстоятельство
обязывает сделать вывод, что концевые меры I и 2-го разрядов
должны применяться только в виде отдельных мер, например для
аттестации относительным методом более грубых разрядов, а
также для настройки приборов, но без сборки их в блок.
В настоящей работе при определении предельной погрешно-
сти измерения различными измерительными средствами погреш-
ность от притирки принималась по табл. 24. Степень нагрева при-
Таблица 24
Погрешность блоков концевых мер в связи с их притиркой
Интервалы размеров в мм	до 50	50—80	80—260	260—360	360-500
Погрешность блока в мкм	0,2	0,25	0,3	0,4	0,5
тираемого блока концевых мер в руках зависит в определенной
мере от особенностей оператора и от состояния концевых мер в
отношении притирки. Если концевые меры плохо притираются,
то оператор вынужден их притирать несколько раз; при этом
концевые меры находятся больше в руках и, естественно, больше
нагреваются. Эксперименты показывают, что при притирке бло-
ка из трех-четырех мер размером до 100 мм размер его от нагре-
ва увеличивается на величину до 1 мкм. Было установлено, что
блоки размером до 100 мм остывают после притирки в течение
3 ч и более, пока не примут окончательный размер. .
Доминирующей погрешностью при использовании концевых
мер длины является погрешность аттестации или допустимая по-
грешность на изготовление. Допустимые отклонения в зависи-
мости от класса концевых мер приведены в ГОСТе 9038—59, а
погрешности аттестации разрядов даны, кроме того, в инструк-
ции 100—60 Комитета стандартов, мер и измерительных прибо-
155
ров. Следовательно, при определении возможной суммарной по-
грешности измерения относительным методом необходимо в об-
щем виде принимать погрешности, возникающие от притирки, и
погрешности аттестации (для разрядов) или допуски на изготов-
ление (для классов).
В табл. 25 приведены величины, которые использовались при
расчете предельных суммарных погрешностей измерения раз-
личными измерительными средствами. По таблице для каждого
диапазона размеров и количества мер, из которых составляет-
Таблица 25
Погрешность блоков концевых мер вместе с погрешностью аттестации
Погрешность в jm/cjw
Интервалы размеров в мм	Состав блока наименее благоприятных размеров в мм	Разряд концевых мер					Класса концевых мер		
		1	2	3	4	5	3	4	5
1—10	Две меры до 10 .	0,21	0,22	0,25	0,35	0,60	1,15	2,84	5,65
10—30	Две меры до ПО, одна мера 10—18 . .	0,22	0,24	0,27	0,43	0,78	1,53	4,13	8,25
30—50	Две меры до 10, одна мера 30—50, две меры до 10	0,22	0,25	0,32	0,46	0,78	1,53	4,5	9,8
50-80	Одна мера 50—80, две меры до 10	0,27	0,30	0,38	0,55	0,86	1,9	4,9	10,6
80—120	Одна мера 10, одна мера 100, две меры до 10		0,33	0,36	0,46	0,68	1,10	2,43	6,08	13
120—180	Одна мера 50—80, одна мера 100, две меры 10		0,33	0,37	0,51	0,76	1,19	2,85	7,00	15,3
180-260	Одна мера 30—50, одна мера 180—250, две меры до 10	0,35	0,45	0,63	1,13	1,70	3,42	8,3	17
260—360	Одна мера 80—50, одна мера 300, две меры до 10	....	0,46	0,55	0,76	1,38	2,18	3,95	9,15	18,9
360—эОО	Одна мера 80—120, одна мера 400, две меры до 10		0,57	0,70	1,00	1,69	2,72	4,6	10,7	21,8
ся блок, выбирали погрешность аттестации разряда или допуск
на изготовление класса. К этим данным квадратически добавля-
лись данные из табл. 24, содержащие погрешности, возникающие
от притирки. При расчете суммарной погрешности измерения,
когда используются концевые меры длины, приводятся их разря-
ды и классы. По существующим соотношениям погрешностей во
всех случаях, где указано применение концевых мер длины 3, 4 и
5-го разрядов, они могут быть заменены концевыми мерами со-
ответственно О, 1 и 2-го классов. Но с экономической точки зре-
156
ния такая замена нецелесообразна. Высокоточные меры должны
применяться с аттестованными размерами, и при работе должны
использоваться данные аттестата.
Следует еще раз обратить внимание на необходимость пра-
вильного использования концевых мер длины. Такие простейшие
меры многие не всегда правильно применяют. Обычно вопрос о
смазке мер рассматривают не с точки зрения эксплуатации, а
с точки зрения предупреждения коррозии. Однако опыт эксплуа-
тации показал, а эксперименты на заводе «Калибр» подтвердили,
что режим смазки оказывает влияние на сохранение притирае-
мости концевых мер длины. Для сохранения притираемости мер
в течение долгого времени при ежедневной работе необходимо
ежедневно промывать и смазывать их на ночь, иначе они быстро
теряют притираемость.
Для притирки блоков концевых мер длины необходим боль-
шой навык. Когда притирку начинают накладыванием уголка
одной меры на другую, то часто возникают риски на поверхно-
сти меры и наступает потеря притираемости.
Аттестованные детали для настройки наиболее часто исполь-
зуют в специальных измерительных средствах. При пользовании
настроечной деталью значительные трудности возникают в отно-
шении изготовления и аттестации образца. Для показывающих
приборов создать образцы несколько легче, потому что нет необ-
ходимости добиваться номинального размера, поскольку можно
ввести поправку на приборе; требуется только при тщательном
изготовлении выдержать постоянство геометрической формы
детали и аттестовать ее размер. При использовании уста-
новочных деталей в измерительных средствах с автоматической
регистрацией не представляется возможности ввести поправку в
настройку, особенно при точных измерениях с погрешностью
1—2 мкм.
При использовании установочных мер в виде детали наибо-
лее трудно установить допустимые погрешности на эти меры.
Единые рекомендации по установлению таких допустимых по-
грешностей дать затруднительно, поскольку они зависят от общей
схемы и условий измерения, т. е. от значения других составляю-
щих погрешности измерения. Если исходить из того, что домини-
рующими погрешностями являются три составляющие (прибор,
температура и установочная мера), то за погрешность установоч-
ной меры следует принимать 7з погрешности измерения. В зави-
симости от допустимой погрешности измерения, конфигурации и
размеров деталей и т. д. это соотношение может меняться в ши-
роких пределах как в сторону увеличения, так и в сторону
уменьшения.
Значения погрешностей установочной меры можно рекомендо-
вать такие же, как и при использовании концевых мер длины,
т. е. по табл. 25. Значения погрешностей, 'приведенные в табл. 25,
157
являются предельными и в то же время гарантированными. Та-
ким образом, погрешность измерения при аттестации указанных
деталей должна входить в погрешность, указанную в таблице,,
и необходимо вводить производственный допуск с учетом по-
грешности измерения либо применять такой метод аттестации,
погрешностью которого можно пренебречь. Погрешность аттес-
тации содержит те же составляющие, что и при обычных изме-
рениях. Большое влияние на погрешность измерения, а также на
аттестацию оказывает погрешность геометрической формы кон-
тролируемой детали, что более подробно будет рассмотрено в.
следующем разделе.
выводы
1.	Установочными мерами являются либо плоско-параллель-
ные концевые меры длины, либо аттестованные детали, пред-
ставляющие собой полный или частичный прототип контролируе-
мой. Первые используются в универсальных приборах, вторые —
в специальных, в том числе и автоматических.
2.	Во всех случаях, где представляется возможность, необхо-
димо отдавать предпочтение настройке по концевым мерам.
3.	Концевые меры 1 и 2-го разрядов практически нецелесооб-
разно использовать в блоках, так как погрешность от притирки
может превышать погрешность аттестации.
4.	Аттестация настроечных деталей должна производиться с
точностью, принятой для аналогичных размеров концевых мер
длины.
Е. ПОГРЕШНОСТИ ПРИ ОТКЛОНЕНИЯХ ОТ ПРАВИЛЬНОЙ
ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ ФОРМЫ
Влияние отклонений от правильной геометрической формы на
погрешность измерения в настоящем разделе рассматривается
исходя из условий двухточечного измерения, которые приняты у
большинства измерительных средств, применяемых для линейно-
го контроля.
С точки зрения метрологии погрешность геометрической фор-
мы детали приводит к тому, что у детали нет единого -размера и
по контролируемому параметру она имеет бесчисленное множе-
ство размеров, отличающихся один от другого. В большинстве
случаев правильная геометрическая фигура отсутствует и, следо-
вательно, каждый измеряемый размер является как бы разме-
ром случайным, присущим данному положению прибора и дета-
ли. При повторении измерения, как правило, размер может ока-
заться другим. Отклонения от правильной геометрической
формы оказывают влияние на погрешность измерения в той мере»
158
в какой при разовом измерении можно определить размер кон-
тролируемой фигуры.
Всякий процесс измерения, как известно, преследует цель
определения действительного размера. В принятом по стандарту
определении действительного размера, под которым понимают
тот, который определен с допустимой погрешностью, не учиты-
вается влияние отклонений от геометрической формы, и можно
считать, что они входят в погрешность измерения. При произ-
водственных измерениях выясняют «действующий размер», т. е.
тот размер, который будет «действовать» в машине и выполнять
свое служебное назначение. Отклонения от правильной геомет-
рической формы контролируемой детали при использовании
двухточечной схемы измерения вносят большие искажения в ре-
зультаты измерения и определение действующих размеров
детали.
Поскольку при измерении детали с искаженной геометричес-
кой формой каждый измеренный размер с точки зрения оценки
действующего размера является случайным, то результаты из-
мерения по-разному оказывают влияние на обнаружение «дей-
ствующего» размера. Например, у производственной детали при
разовом измерении определяют случайный размер, по которому
судят о степени годности его для эксплуатации. В этом случае
погрешность геометрической формы повлияет на искажение «дей-
ствующего» размера одной контролируемой детали и внесенная
ошибка будет иметь случайный характер.
При измерении образцовых, настроечных деталей, оценка и
настройка по случайному размеру приводит к тому, что прибор
настраивается на случайный размер, и если он оказался невер-
ным, то ошибка отразится на всех последующих измеренных
размерах. Следовательно погрешности, вызванные отклонениями
от геометрической формы у установочной детали, носят система-
тический характер в отношении деталей, измеренных на приборе,
настроенном по этой детали. Поэтому для установочных деталей
необходимо нормировать искажения геометрической формы в тех
пределах, в которых этими искажениями можно пренебречь. Од-
ними из возможных значений отклонений от правильной геомет-
рической формы, которые можно принимать за допустимые, яв-
ляются значения, существующие у концевых мер длины. Если,
как было рекомендовано в предыдущем разделе, за допустимые
отклонения размера установочной детали принять допуски, при-
меняемые в классах точности на концевые меры длины в ГОСТе
9038-^-59, то и отклонения от правильной геометрической формы
следует брать в пределах тех допустимых отклонений, которые
приводятся для этих концевых мер в отношении плоскостности.
При случайности выявления размера детали в случае нали-
чия в ней отклонений от требуемой геометрической формы вно-
симые в результаты погрешности не всегда равны полной вели-
159
чине искажения формы. При двухточечном измерении величина
погрешности зависит от вида отклонений геометрической формы.
В табл. 26 приводятся возможные погрешности при различных
видах отклонений формы.
Таблица 26
Возможные погрешности от отклонений геометрической формы
Вид погрешности формы	Какая часть отклонений формы влияет на погрешность
Овальность и огранка четная	От 0 ДО 1
Огранка нечетная	1
Волнистость		От 0 до 1
Конусность (при измерении в среднем сечении) .	0,5
То же (при измерении на концах)		От 0 до 1
Бочкообразность (при измерении в среднем сечении)	0
То же (при измерении на концах)		1
Корсетность (при измерении в среднем сечении)	1
То же (при измерении на концах)		0
Изогнутость оси		0
При изменении схемы измерения детали, например при изме-
рении между плоскостями с различной протяженностью или из-
мерительными наконечниками специальной формы, представляю-
щими собой, например, охватывающий контур контролируемой
детали, вносимые погрешности будут отличаться от величин, при-
веденных в таблице.
Погрешность геометрической формы в значительной мере
влияет на эксплуатационные данные механизмов. Как правило,
искажение геометрической формы сокращает срок службы дета-
лей. Поэтому в процессе изготовления деталей уменьшение иска-
жений геометрической формы детали является одним из резер-
вов повышения долговечности и надежности работы механизмов.
Ниже приведены рекомендации, которыми следует пользоваться
при измерении деталей с целью учета возможного появления от-
клонений от геометрической формы.
а)	В связи со случайностью измерения размеров в одном се-
чении необходимо производить измерение в нескольких сечениях
контролируемой детали. Практически установлено, что наибо-
лее достоверно учитывается погрешность геометрической формы
при измерении диаметров в шести сечениях. В результатах из-
мерения всегда необходимо указывать не один размер, а крайние
размеры в контролируемом сечении, с тем чтобы обратить вни-
мание на искажение геометрической формы.
б)	У установочных деталей перед аттестацией необходимо
измерить отклонения от геометрической формы, чтобы решить
вопрос о целесообразности и достоверности определения размера.
160
в)	Если не представляется возможности получить образцо-
вую деталь с незначительными отклонениями по геометрической
форме, то следует выделить и маркировать участок, затем аттес-
товать его и по нему производить настройку.
г)	При выяснении «действующих» размеров деталей следует
стремиться использовать измерительные наконечники, по конфи-
гурации идентичные сопрягаемой детали.
В настоящей работе при определении погрешностей измере-
ний конкретными приборами отклонения от геометрической фор-
мы и погрешности во взаимном расположении поверхностей ус-
тановочных или контролируемых деталей не учитывались. Эти
дополнительные источники погрешности должны быть учтены по-
требителем в конкретных условиях измерения. В проведенных
расчетах только в микрометрическом инструменте и скобах было
учтено влияние непараллельности и неплоскостности измеритель-
ных поверхностей.
выводы
1.	Отклонения от геометрической формы установочных дета-
лей создают систематическую ошибку в настройке прибора.
2.	Отклонения геометрической формы контролируемых дета-
лей при разовом измерении оказывают влияние на погрешность
определения действующего размера, которая является случайной
составляющей погрешности измерения и проявляется в зависи-
мости от схемы измерения и характера отклонений в геометри-
ческой форме.
3.	У установочных деталей можно выбрать ограниченную по-
верхность, на которой производится ат гестация и установка.
4.	Для выяснения ограничивающих размеров деталей кругло-
го сечения проверку следует производить в шести сечениях.
Ж. ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ПОГРЕШНОСТИ ПРИ ИЗМЕРЕНИИ
ВНУТРЕННИХ РАЗМЕРОВ
В приборах для линейных измерений особую группу состав-
ляют устройства для контроля внутренних размеров.
Между приборами для измерения внутренних и наружных
размеров имеются принципиальные отличия.
При измерении внутренних размеров прибор (или измери-
тельные стержни) необходимо вводить в деталь; при измерении
наружных размеров весь прибор находится вне детали.
Приборы для измерения внутренних размеров, исходя из
условий контакта измерительных наконечников с измеряемой
вогнутой цилиндрической поверхностью детали, оснащаются
сферическими измерительными наконечниками.
Приборы для измерения наружных цилиндрических поверх-
ностей, исходя из условий контакта измерительных наконечников
6 Зак. 373	161
с измеряемой выпуклой цилиндрической поверхностью детали,
как правило, оснащаются плоскими измерительными наконечни-
ками с параллельными рабочими поверхностями.
Приборы для измерения внутренних размеров отличаются
большей сложностью конструкции и метода измерения по срав-
нению с приборами для наружных измерений для тех же преде-
лов и с той же точностью.
При измерении диаметра наружных цилиндрических поверх-
ностей благодаря применению плоских измерительных наконеч-
ников прибор практически самоустанавливается относительно
диаметра детали. При измерении диаметра внутренних цилинд-
рических поверхностей прибор не самоустанавливается относи-
тельно измеряемого диаметра, поэтому при измерении диаметра
отверстия осуществляют сложный процесс совмещения измери-
тельных наконечников прибора (линии измерения) с диаметром
отверстия в контролируемом сечении. Это часто является основ-
ным источником дополнительных погрешностей измерения внут-
ренних размеров деталей.
Все известные приборы для измерения внутренних размеров
можно разделить на ручные (переносные) и стационарные.
Ручные приборы, которые при измерении вводятся в контро-
лируемое отверстие, называются нутромерами. Обычно один тип
нутромера отличается от другого применяемым отсчетным уст-
ройством или конструкцией измерительного узла, например ин-
дикаторные и микрометрические нутромеры, цанговые и шари-
ковые нутромеры и т. д. Для краткости изложения в дальнейшем
все нестационарные приборы будут называться просто «нутро-
меры», если речь будет идти о всех типах этих приборов.
Принципиальное отличие методов измерения нестационарны-
ми и стационарными приборами заключается в том, что при из-
мерении нутромерами прибор устанавливают в деталь и все пе-
ремещения, необходимые для совмещения линии измерения с
диаметром, производятся перемещением всего прибора относи-
тельно измеряемой детали; при измерении стационарными при-
борами деталь устанавливают на приборе и весь процесс изме-
рения осуществляют перемещением детали или только измери-
тельных наконечников с помощью специальных механизмов. Это
различие методов измерения обусловливает существенную раз-
ницу погрешностей измерения указанными приборами.
Несмотря на принципиальное различие между ручными и ста-
ционарными приборами, они имеют ряд общих составляющих
погрешностей измерения. Некоторые составляющие погрешности
аналогичны тем, которые появляются при измерении наружных
диаметров; другие составляющие присущи только измерению
внутренних размеров деталей. К специфическим относятся по-
грешности, возникающие при смещении линии измерения относи-
тельно контролируемого диаметра. Это смещение может быть в
162
плоскости, перпендикулярной к оси контролируемого отверстия,
или в осевой плоскости отверстия. В первом случае вследствие
смещения линии измерения измеряется хорда вместо диаметра,
во втором — диаметр эллипса вместо окружности.
Поскольку в процессе измерения производится как бы поиск
диаметра отверстия, то на погрешность измерения оказывает
влияние шероховатость поверхности отверстия, особенно у руч-
ных приборов.
Для повышения точности измерения необходимо знать все
специфические составляющие погрешности измерения внутрен-
них размеров. В Бюро взаимозаменяемости были проведены
соответствующие исследования отдельных составляющих погреш-
ностей измерения внутренних размеров деталей. Ниже будут
рассмотрены некоторые специфические погрешности, присущие
внутренним измерениям.
Составляющие погрешности выявлялись регистрацией про-
цессов измерения при помощи электрического записывающего
устройства.
На приборе (рис. 31), которым исследовали процесс измере-
ния, устанавливали индуктивный датчик, соединенный с само-
писцем БВ-662. Измерительный наконечник датчика контактиро-
вал со стержнем отсчетного устройства, и все перемещения из-
мерительных наконечников, а следовательно, и все изменения
размера в процессе измерения прибором записывались самопис-
цем на бумажную ленту, которая перемещалась равномерно.
При исследовании процесса измерения на стационарных при-
борах измерительный наконечник датчика контактировал со
столиком прибора, на котором находилась измеряемая деталь
(рис. 32). Все перемещения столика прибора в процессе измере-
ния также записывались на ленте самописца.
Таким образом, удалось записать и исследовать процесс из-
мерения приборами.
Многократные записи измерений контролерами одного и того
же объекта показали, что каждый квалифицированный контро-
лер имеет свой характерный «почерк» измерения, в определен-
ной мере влияющий на точность измерения, т. е. имеется элемент
субъективности.
Недостаточно квалифицированные контролеры имеют неус-
тойчивый, непостоянный «почерк», изменяющийся даже при
одних и тех же условиях измерения. Поэтому изучение влияния
различных факторов на погрешность измерения производили
с контролерами, имеющими свой стабильный «почерк» изме-
рения.
Сравнивая записи процесса измерений при различных пара-
метрах контролируемого отверстия или прибора, можно по ха-
рактеру записи судить об изменении процесса измерения и о
влиянии различных изменяющихся факторов.
163
Запись процесса измерения позволяет быстро определить
влияние какого-либо фактора на погрешность измерения и, вы-
Рис. 31. Индикаторный
нутромер с индуктивным
датчиком:
1 — индикатор; 2 — ин-
дуктивный датчик; 3 —
провод к самописцу; 4 —
кожух
делив исследуемую составляющую по-
грешность измерения, исключить по-
грешность отсчетного устройства при-
бора.
Применение индуктивного датчика
с самописцем позволяет записать про-
цессы измерения всеми имеющимися
приборами для измерения внутренних
размеров.
Метод может быть также использо-
ван при исследовании процессов изме-
рения приборами для измерения на-
ружных размеров.
Основными специфическими по-
грешностями измерения внутренних
размеров являются: погрешность от
совмещения линии измерения с кон-
тролируемым диаметром отверстия:
погрешность, обусловленная динами-
кой процесса измерения; погрешность
настройки прибора на размер; погреш-
ность, обусловленная шероховатостью
поверхности отверстия. Помимо пере-
численных специфических погрешно-
стей при пользовании измерительны-
ми средствами для внутренних изме-
Рис. 32. Горизонтальный оптиметр с ин-
дуктивным датчиком:
I—провод к самописцу; 2 — индук-
тивный датчик; 3 — столик; 4 — трубка
оптиметра; 5 — кольцо
164
рений возникают и другие погрешности, которые были рассмот-
рены в предыдущих разделах (погрешность прибора, температур-
ные погрешности, субъективные погрешности и т. д.).
1. ПОГРЕШНОСТИ ОТ ТОЧНОСТИ СОВМЕЩЕНИЯ ЛИНИИ ИЗМЕРЕНИЯ
С КОНТРОЛИРУЕМЫМ ДИАМЕТРОМ ОТВЕРСТИЯ
ПРИ ИЗМЕРЕНИИ НУТРОМЕРАМИ 1
При контроле диаметра отверстия линия измерения должна
быть совмещена с диаметром. Совмещение производят в двух
плоскостях: в плоскости, перпендикулярной к оси отверстия, ког-
да находят максимальный размер, и в осевой плоскости отвер-
стия, когда находят минимальный размер. Смещение линии
измерения относительно диа-
метра в какой-либо плоскости
приводит к соответствующей
погрешности.
а) Совмещение линии
измерения с диаметром в
плоскости, перпендикулярной
к оси отверстия
При измерении нутромера-
ми такое совмещение можно
осуществлять следующими спо-
собами.
Рис. 33. Смещение линии измерения относи-
тельно диаметра отверстия
1. Измерительные наконечники прибора, в котором отсутст-
вует центрирующее устройство, перемещаются относительно не-
подвижного отверстия в плоскости, перпендикулярной к оси ци-
линдра. По показанию отсчетного устройства находят максималь-
ный размер отверстия; при этом линия измерения совмещается с
диаметром отверстия в одной плоскости. Такой метод применяют,
например, при измерении индикаторными нутромерами без цен-
трирующего мостика.
2. Измерительные наконечники прибора специальным центри-
рующим устройством совмещаются с диаметром отверстия (на-
пример, индикаторные нутромеры с центрирующим мостиком).
Имеется группа приборов, у которых роль центрирующего
устройства выполняют измерительные стержни.
Если в процессе совмещения линии измерения указанными
способами она оказалась смещенной относительно диаметра на
величину С (рис. 33), то возникает погрешность измерения
так как вместо диаметра измеряется хорда.
1 В дальнейшем для краткости будет указываться «погрешность совме-
щения».
165
В некоторых расчетах [30] погрешность измерения \cd от сме-
щения линии измерения рекомендуется определять по следующей
формуле:
bed = -%- ,	(26)
Л
где С — величина смещения линии измерения от контролируемо-
го диаметра в мм\
R — радиус измеряемого отверстия в мм.
Из приведенной формулы следует, что на погрешность измере-
ния Acd оказывает влияние только величина смещения С и ради-
ус измеряемого отверстия. В действительности на погрешность
&cd также оказывает влияние радиус сферы измерительной по-
верхности наконечников прибора и соотношение радиусов кон-
тролируемого отверстия и наконечника.
Необходимо отметить, что само смещение линии измерения
зависит от ряда факторов: диаметра отверстия, шероховатости
поверхности и т. п.
Совмещение линии измерения с диаметром отверстия нутро-
мером без центрирующего устройства производится нахождением
максимального размера. При смещении измерительных стержней
прибора измерительные наконечники коснутся поверхности отвер-
стия в точке К (рис. 33), лежащей на прямой, проходящей через
центры окружности с радиусами R и г, и отстоящей от диаметра
параллельно оси стержней на величину
Погрешность Дс^ можно выразить следующим образом:
С2	С2
AC1d = Adi — Ad2; Adj =— ; Ad2 = —;
1	R	r
C2 = rsina; sin a = C2 = r--^-;
c2	c2	c2
Ac.d = Ad! — Ad2 = —!--------- • r = — (R — r);
R	R2	R2
c2
^d = -^(R-r).	(27)
R2
Из формулы видно, что погрешность измерения Дс^ зависит
от соотношения радиусов измеряемого отверстия и измеритель-
ного стержня; с увеличением радиусов отверстия и измеритель-
ного стержня погрешность уменьшается.
В связи с тем что при смещении линии измерения относитель-
но диаметра отверстия прибор измеряет меньший размер, по-
грешность &cxd берется со знаком минус.
166
Рис. 34. Распределение погрешностей изме-
рения диаметра доведенных отверстий диа-
метром 6 ММ (кривая 1) и 10 ММ (кривая 2)
индикаторными нутромерами без центрирую-
щего мостика
Погрешности ДсД возникающие при измерении нутромера-
ми, например индикаторными нутромерами завода «Калибр» с
пределами измерения 6—10 и 10—18 мм, которые ранее выпуска-
лись без центрирующего мостика, могут достигать значительной
величины. На некоторых производствах центрирующие мостики
снимаются при эксплуатации, когда они не обеспечивают требуе-
мой точности центрирования. Однако, при измерении без мостика
ошибки могут быть значитель-
но больше, чем при измерении
с мостиком.
На рис. 34 представлены
распределения погрешностей
измерения доведенных отвер-
стий диаметром 6 и 10 мм нут-
ромерами без центрирующих
мостиков (в этих нутромерах
вместо индикаторов часового
типа с ценой деления 0,01 мм
были установлены отсчетные
устройства с ценой деления
0,001 мм). Как видно из гра-
фика, подавляющая часть по-
грешностей имеет знак минус,
что свидетельствует об изме-
рении хорды вместо диаметра
отверстия.
Запись с помощью индук-
тивного датчика процесса из-
мерения нутромерами без цен-
трирующего устройства пока-
зывает (рис. 35), что в процес-
се измерения оператор производит несколько (4—8) покачива-
ний нутромера в плоскости, перпендикулярной к оси отверстия.
При этом линия измерения смещается относительно диаметра и
вместо диаметра определяется размер хорды. Сделанные записи
позволяют лучше понять и объяснить распределение погрешно-
стей измерения на рис. 34.
При совмещении линии измерения с диаметром преодолевает-
ся действие силы трения, препятствующей перемещению измери-
тельных стержней по поверхности цилиндра.
На рис. 36 показана схема действия сил при измерении нут-
ромером.
Измерительное усилие прибора Ризм раскладывается на нор-
мальную силу N и силу Р, стремящуюся сдвинуть измерительные
стержни к диаметральной плоскости отверстия. Однако, этому
перемещению препятствует сила трения FTP. При этом могут
быть три случая: Р > FTP; Р = FTP\ Р < FTP.
167
Если Р > FTP или Р < FTp, измерительные стержни занима-
ют неустойчивое положение, при котором сила Р или FTp сдви-
гает их до тех пор, пока силы не будут равны, т. е. Р = FTP. Та-
кое положение измерительных стержней устойчиво. Из равенст-
ва сил Р и FTP следует
Fa3M sin а = fFU3M cos а,
откуда f = tg а, где f — коэффициент трения поверхностей изме-
рительного стержня и цилиндра.
Очевидно, что измерительные стержни под действием сил Р и
FTP занимают устойчивое положение на расстоянии от диа-
метральной плоскости. Из чертежа (рис. 33) следует, что =
= /?sin а, при малых углах a sin a = tga; тогда Ci = 7?tg a.
MKM
Рис. 35. Запись процесса измерения отверстий диаметром 10 ММ индикаторным нутромером
без центрирующего мостика
Заменяя tga = f, получим С\ = fR\ С! является максималь-
ным смещением линии измерения относительно диаметра (при
постоянных R и /), так как при любом другом Сг- > Сь сила
Р > FTp и, следовательно, измерительные стержни не будут
иметь устойчивого положения.
Когда измерительные стержни будут точно совмещены с диа-
метром контролируемого отверстия, тогда Ci = 0; sin a = 0;
Р = 0 и положение измерительных стержней будет также устой-
чивым.
На величину смещения оказывает влияние коэффициент
трения Д зависящий, в частности, от смазки поверхностей тру-
щихся тел (измерительных наконечников и детали).
В зависимости от смазки поверхностей трущихся тел встре-
чаются два вида трения: граничное и жидкостное. Граничное тре-
ние возникает при промывке и обезжиривании поверхностей, ког-
да трущиеся поверхности разделены слоем смазки незначитель-
ной толщины (не более 0,1 мкм).
Жидкостное трение проявляется при наличии слоя жидкости
(смазки), трущиеся поверхности полностью разделены слоем
168
жидкости, внешнее давление вследствие специфической формы
зазора воспринимается слоем вязкой движущейся жидкости.
В зависимости от вида трения резко изменяется коэффициент
трения, достигая минимальной величины при жидкостном трении.
Коэффициент трения © значительной степени зависит от шерохо-
ватости поверхности. Кроме того, на коэффициент трения суще-
ственно влияет скорость перемещения. При малых скоростях
коэффициент трения возрастает [31].
В Бюро взаимозаменяемости экспериментально изучали влия-
ние коэффициента трения на результаты измерения отверстий
нутромерами в зависимости от
смазки и шероховатости поверх-
ностей.
Обычно перед измерением до-
веденных колец их поверхность
промывают бензином и насухо
протирают, что приводит к повы-
шению коэффициента трения.
В отличие от такой методики, при
экспериментах для уменьшения
коэффициента трения на поверх-
ность колец был нанесен тонкий
слой вазелиновой смазки. Ре-
зультаты измерения диаметра
доведенных колец показали, что
распределение погрешностей из-
мерения симметрично относи-
тельно нуля, т. е. исчезло доми-
нирующее влияние смещения Ci
линии измерения относительно
диаметральной плоскости. Этим
смещения Сь а следовательно, i
Рис. 36. Силы, действующие на измери-
тельный стержень нутромера
подтверждается зависимость
погрешности измерения от
трения.
Точное измерение диаметра отверстий незакаленных деталей
и деталей из мягких металлов более затруднительно, так как они
имеют высокий коэффициент трения.
Совмещение линии измерения с диаметром отверстия нутро-
мером с центрирующим устройством. Для совмещения линии из-
мерения с контролируемым диаметром в плоскости, перпендику-
лярной к оси отверстия, не требуется перемещать измерительные
стержни относительно отверстия.
Точность совмещения центрирующим устройством линии из-
мерения с диаметром отверстия нормируется в стандартах или
технических условиях допустимой погрешностью центрирования.
Погрешность центрирования © соответствии с инструкциями по
проверке нутромеров определяют как разность показаний при-
бора при его перестановке из блока концевых мер с боковиками
169
Рис. 37. Смещение линии
измерения при наклоне
индикаторного нутромера
(когда центрирующее устройство в работе не участвует) в атте-
стованное кольцо, диаметр которого равен размеру блока. Такой
метод проверки погрешности центрирования определяет прежде
всего симметричность расположения контактных точек центри-
рующего устройства относительно оси измерительных стержней,
но при этом не проверяется положение оси измерительных стерж-
ней в плоскости YY (рис. 37) относительно центрирующего уст-
ройства. Однако взаимное положение оси измерительных стерж-
ней и центрирующего мостика влияет на точность центрирования
нутромера. На рис. 37 представлен нутромер, у которого измери-
тельные стержни смещены по оси YY относительно точек кон-
такта мостика с поверхностью контроли-
руемого отверстия на величину е.
При измерении диаметра отверстия
нутромером с центрирующим устройст-
вом для совмещения линии измерения с
диаметром в плоскости, перпендикуляр-
ной к оси отверстия, делают несколько
покачиваний нутромера только в осевой
плоскости YY, поскольку мостик должен
самоцентрироваться, и определяют по
отсчетному устройству минимальный
размер. При покачивании нутромера в
плоскости YY он может отклониться от
оси отверстия в плоскости, перпендику-
лярной к линии измерения.
На рис. 37 представлено одно из по-
ложений нутромера при измерении, ког-
да ось нутромера наклонена к оси отвер-
стия на угол а. Измерительные наконеч-
ники смещаются относительно диаметра
на величину С, где С = е sin а. Это смещение линии измерения,
как было показано выше, приводит к появлению минусовой по-
грешности измерения Acd. Практически при измерении нутроме-
ром угол а достигает 3—5°, а смещение С в некоторых конструк-
циях нутромеров с качающимся центрирующим мостиком дости-
гает 0,5—1 мм. Погрешность Acd из-за смещения линии измере-
ния для диаметров отверстий 6—10 мм может достигать 0,003—
0,005 мм.
Если при измерении диаметра нутромер с центрирующим уст-
ройством не наклонен к оси отверстия на угол а, то погрешность
Acd, обусловленная смещением линии измерения, не будет пре-
вышать нормируемую погрешность центрирующего устройства.
Имеется группа нутромеров, у которых роль центрирующего
устройства выполняют измерительные наконечники.
Нутромеры с тремя измерительными стержнями (например,
пассиметры) не нашли широкого распространения, так как слож-
170
ны по конструкции, устанавливаются на размер только по уста-
новочным кольцам (не могут устанавливаться по микрометрам
и блокам концевых мер), не могут точно контролировать геомет-
рическую форму детали.
Наличие трех измерительных стержней приводит к непропор-
циональному изменению передаточного отношения в пределах из-
мерения [30, 9].
У цанговых нутромеров центрирование производится двумя
измерительными стержнями. Цанговые нутромеры не получили
широкого распространения из-за ряда недостатков [30]. Они име-
ют технологически сложный передаточный механизм, передаточ-
ное отношение в преде-
лах измерения изменяет-
ся непропорционально,
большая длина дуги кон-
такта поверхности изме-
рительных стержней с
измеряемым отверстием
исключает точный кон-
троль геометрической
формы измеряемого от-
верстия.
В Бюро взаимозаменя-
емости предложен новый
метод центрирования
прибора в отверстии при
помощи двух измеритель-
ных стержней, причем ра-
диус сферы измеритель-
Рис. 38. Центрирование нутромера, у которого
измерительный стержень имеет радиус сферы
больше радиуса измеряемого отверстия
ной поверхности одного
стержня несколько больше радиуса измеряемого отверстия [32].
На рис. 38 схематично представлен такой метод центрирова-
ния прибора. Один измерительный стержень имеет радиус сферы
/?Сдб, несколько больший радиуса измеряемого отверстия, и кон-
тактирует с измеряемым отверстием в точках п и Пр Второй из-
мерительный стержень имеет радиус сферы меньше радиуса из-
меряемого отверстия и контактирует с отверстием в точке п".
Таким образом, два измерительных стержня обеспечивают трех-
точечное центрирование прибора в отверстии.
Прибор с двумя измерительными стержнями вместо трех име-
ет преимущества: установку на размер производят по блоку кон-
цевых мер и микрометру, прибором можно точно измерить гео-
метрическую форму отверстия.
Было установлено, что для точного центрирования нутромера
в отверстии расстояние между точками контакта п и щ должно
быть не менее 0,3—0,4 мм при контроле отверстий диаметром от
5 до 20 мм. Как следует из рисунка, при таком методе центриро-
171
вания может возникнуть погрешность Acd. При расстоянии
щп = 2С{ = 0,4 мм (/?Сдб — Rk~ 0,9 мм) погрешность Acd не бу-
дет превышать 0,0007 мм. Величина Acd меньше допустимой по-
грешности центрирования по ГОСТу 9384—60 для приборов с це-
ной деления 0,001 и 0,002 мм.
Исследования, показали, что погрешность центрирования нут-
ромеров с Rc$ > RK не превышает 0,001 мм.
В ГОСТе 868—63 «Нутромеры индикаторные с ценой деления
0,01 мм» имеется указание об изготовлении индикаторных нутро-
меров с пределами измерения 6—10 и 10—18 мм со сменными из-
мерительными стержнями, у которых Rc$ > RK-
В табл. 27 даются величины минусовых погрешностей
возникающих у отечественных конструкций нутрометров от сме-
щения линии измерения в плоскости, перпендикулярной к оси от-
верстия при наличии центрирующего устройства.
Таблица 27
Погрешности от совмещения линии измерения нутромеров
с контролируемым диаметром отверстия в плоскости,
перпендикулярной к оси отверстия (&cd)
Тип прибора	Погрешности в мм для интервалов диаметров отверстий в мм				
	6—18	18-50	50—120	120-260	260—500
Нутромеры индикатор- ные с ценой деления 0,01 мм		0,003				
Нутромеры индикатор- ные с отсчетным устрой- ством с ценой деления 0,001 и 0,002 мм . . . .	0,002				
Нутромеры повышенной точности с ценой деления 0,001 и 0,002 мм . . . .	0,001 (3—10 мм) 0,002 (10—18 мм)	0,002	—	—	—
Нутромеры микрометри- ческие 		—	—	0,01		
б) Совмещение линии измерения с диаметром в осевой
плоскости отверстия
Такое совмещение осуществляют следующим образом. Изме-
рительные стержни перемещают в осевой плоскости отверстия от-
носительно образующих цилиндра, и по отсчетному устройству
172
нутромера находят минимальный размер, при котором положение
линии измерения считают совмещенным с диаметром отверстия.
Если в процессе совмещения линии измерения она оказалась
смещенной относительно сечения I—I (рис. 39) на угол а, то по-
явится погрешность измерения Aad, которую иногда [30] рассчи-
тывают по формуле
Aad = a2/?,	(28)
где a — угол наклона линии измерения относительно контроли-
руемого диаметра отверстия в рад;
R — радиус измеряемого отверстия в мм.
Из приведенной форму-
лы следует, что на погреш-
ность измерения Aad оказы-
вает влияние только угол
наклона а и радиус измеря-
емого отверстия. В действи-
тельности на погрешность
Aad оказывает влияние так-
же радиус сферы измери-
тельной поверхности нако-
нечников прибора и соотно-
шение радиусов контролиру-
емого отверстия и наконеч-
ника.
Угол наклона а линии
измерения также зависит от
ряда факторов: диаметра
отверстия, шероховатости
Рис. 39. Смещение линии измерения относитель-
но диаметра в осевой плоскости отверстия
поверхности и т. п.
При наклоне линии измерения на угол а вместо диаметра D
измеряется Db погрешность измерения &ad =	— D,
D1=-^^ + 2r; Aad = -^=^ + 2r-D;
cos a	cos a
= 1~ cosa. (D — 2r).
cos a
Для малых углов с достаточной точностью можно принять
1 — cos a   a2
cos a	2
тогда
Aad = a2(7? — r).	(29)
Из формулы видно, что погрешность измерения Aad зависит
от соотношения радиусов измеряемого отверстия и измеритель-
ного стержня и с увеличением радиуса сферы стержня погреш-
ность Aуменьшается.
173
В связи с тем что при наклоне линии измерения определяется
диаметр вместо D, погрешность Aad имеет знак плюс.
На рис. 40 представлены распределения погрешностей изме-
рения доведенных отверстий диаметром 35 мм нутромерами с от-
счетным устройством с ценой деления 0,001 мм. Условия измере-
ния подобраны такими, что все существенные погрешности, кро-
ме Aad, практически исключены. Поэтому указанные распределе-
ния погрешностей обусловлены в основном наклоном линии изме-
рения на угол а.
Из графиков видно также
влияние радиуса сферы измери-
тельного наконечника на распре-
деление погрешности измерения
Aad: с увеличением радиуса
уменьшается предельная погреш-
ность Aad и смещение центра
группирования распределения
погрешностей k^d.
Запись процесса совмещения
в осевой плоскости (рис. 41) по-
казывает, что в процессе совме-
щения оператор производит не-
сколько (в среднем от 2 до 6)
покачиваний нутромера в осевой
плоскости отверстия, находя при
этом по отсчетному устройству
минимальный размер.
Оператор сначала резко на-
клоняет нутромер в осевой плос-
кости, размер увеличивается
(точка 5); затем наклоняет нут-
ромер в другое положение, нахо-
дя минимальный размер (точка
Л1), и снова повторяет процесс
(точка 5Ь Д2 и т. д.). При этом
Рис. 40. Распределение погрешностей из-
мерения диаметра отверстия индикатор-
ными нутромерами с измерительными на-
конечниками различных радиусов сферы:
1— радиус наконечников R — 5 ММ;
2— радиус наконечников R в 1 ММ
совмещения линии измерения
линия измерения большей частью смещается относительно диа-
метра на угол а, что приводит к плюсовым погрешностям изме-
рения Aad.
Наклон линии измерения на угол а вызывает разложение из-
мерительного усилия FU3M на две составляющие: N и Р (см.
рис. 39). Сила Р стремится сместить измерительные стержни от
горизонтальной плоскости (диаметра); смещению стержней
препятствует сила трения FTP. При некотором угле сц силы Р и
FTp будут равны и измерительные стержни займут устойчивое по-
ложение, при котором смещению стержней в любую сторону бу-
дут препятствовать силы FTP или Р. Если FTP = Р, то
FU3Msin ai = Fu3Mf cosax; f = tgax.
174
При угле си, когда tgcn = f, измерительные стержни займут
устойчивое положение. Для малых углов можно принять он =
= tgai; тогда щ = f. Подставив это значение щ в формулу
получим
Aad = /2(/?-r).
Из формулы видно, что практически Aad не должна превы-
шать указанную величину, так как при угле ai>f измеритель-
ные стержни будут находиться в неустойчивом положении и бу-
дут стремиться занять положение, при котором си = f.
Рис. 41. Запись процесса измерения отверстий диаметром 35 ММ индикаторными нутромерами
с центрирующим мостиком
Второе устойчивое положение измерительных стержней будет
при угле си = 0, т. е. когда линия измерения будет совмещена
с диаметром.
Наибольшие погрешности от несовмещения линии измерения
с диаметром отверстия в вертикальной плоскости возникают при
измерении микрометрическими нутромерами. Это объясняется
в основном двумя причинами: пределами измерения и процессом
совмещения. Из формулы (29) видно, что указанная погрешность
увеличивается пропорционально диаметру контролируемого от-
верстия, а микрометрические нутромеры наиболее часто приме-
няют для контроля отверстий диаметром 100 мм и более.
Совмещение нутромера с диаметром отверстия производят
при отсчете по микрометрической головке, которая во многом ус-
тупает стрелочному отсчетному устройству индикаторных нутро-
меров. По микрометрической головке нельзя непрерывно следить
за изменением размера в процессе совмещения; по микропаре
175
можно устанавливать только отдельные дискретные значения, а
соответствие установленного размера нутромера диаметру отвер-
стия контролер определяет по ощущению при введении нутромера
в отверстие.
На рис. 42 представлена запись индуктивным самописцем
процесса измерения микрометрическим нутромером отверстия
диаметром 200 мм. Точка Б — начало измерения; нутромер уста-
новлен на размер меньше диаметра отверстия, чтобы обеспечить
легкое введение в измеряемое отверстие. Нутромер вводят в от-
верстие и постепенно с помощью микропары увеличивают размер
нутромера до ощущения надежного контакта (точка В), после
чего размер нутромера несколько уменьшают (точка Б\) и снова
повторяют процесс совмещения линии измерения (точка BJ.
Рис. 42. Запись процесса измерения отверстий диаметром 200 ММ микрометрическим нутромером
Этот процесс является предварительным; размер нутромера из-
меняют в больших интервалах.
После предварительной установки точно совмещают линию
измерения нутромера с диаметром отверстия; размер нутромера
изменяют постепенно, с небольшими интервалами, до тех пор,
пока по ощущению оператор находит минимальный диаметр от-
верстия в осевой плоскости (площадка /). После этого начина-
ется повторный процесс совмещения линии измерения (точки Аь
В2, В2) до нахождения минимального размера (площадка Г).
Обычно нахождение минимального размера микрометрическим
нутромером производят два — четыре раза, пока оператор не
176
убедится в стабильности получаемого размера. В зависимости от
диаметра измеряемого отверстия погрешность Aad колеблется
от 0,01 до 0,02 мм.
Величины плюсовых погрешностей измерения, возникающих
от совмещения линии измерения с контролируемым диаметром
в осевой плоскости для отечественных нутромеров приведены
в табл. 28.
Таблица 28
Погрешности от совмещения линии измерения
с контролируемым диаметром в осевой плоскости отверстия
Тип прибора	Погрешности в мм для интервалов диаметров отверстий в мм				
	1 6-18	|	18-50	50-120	120-260 1 1	260-500 1
Нутромеры индикаторные с ценой деления 0,01 мм . .	0,002	0,003	0,004	0,005	0,008
Нутромеры индикаторные с отсчетным устройством с ценой деления 0,001 и 0,002 мм		0,001	0,0015	0,0025	0,004	0,005
Нутромеры повышенной точности с ценой деления 0,001 и 0,002 мм 		0,001	0,0015			
Нутромеры микрометриче- ские 		—	—	0,01	0,015	0,02
в) Погрешности измерения, обусловленные динамикой процесса
совмещения линии измерения
Совмещение линии измерения — динамический процесс, при
котором происходит относительное перемещение измерительных
стержней и поверхности изделия.
Изменение динамики процесса совмещения линии измерения
приводит к изменению величины смещения С относительно диа-
метральной плоскости и величины смещения а в осевой плоскости
отверстия.
Динамика процесса совмещения линии измерения характери-
зуется величинами смещения С и а и числом пробных совмеще-
ний перед окончательным совмещением линии измерения.
Величины смещения С и а могут оцениваться величиной пере-
мещения измерительного стержня в процессе совмещения
по записям с помощью индуктивного датчика на ленте само-
писца.
Чтобы судить о динамике процесса совмещения, достаточно
определить по записи величину изменения показаний отсчетного
устройства прибора в процессе совмещения.
Исследования процессов и результатов измерения нутромера-
ми выявили закономерность: с увеличением амплитуды С и а
177
в процессе совмещения линии измерения увеличиваются погреш-
ности Acd и Aad. Следовательно, при сравнении динамики про-
цессов совмещения линии измерения прежде всего необходимо
сравнивать и оценивать амплитуды смещений С и а.
Зная, что увеличение амплитуды С и а приводит к увеличе-
нию погрешностей измерения, необходимо установить те факто-
ры, которые влияют на амплитуду С и а.
При измерении диаметра отверстия нутромерами линию изме-
рения прибора совмещают с диаметром в двух плоскостях (нахо-
дят минимальный и максимальный размеры). Совмещая линию
измерения в одной плоскости, необходимо -сохранить положение
линии измерения в другой плоскости. Однако при переходе от
измерения в одной плоскости к измерению во второй смещается
положение линии измерения в первой плоскости, что приводит к
значительным амплитудам смещения линии измерения и соответ-
ствующим погрешностям Acd и Aad.
Записи процесса измерения нутромерами подтверждают ска-
занное. Таким образом, специфика измерения нутромерами за-
ключается именно в том, что, совместив линию измерения в од-
ной плоскости, нельзя зафиксировать в этом положении прибор,
чтобы не сместить его положение в процессе измерения во второй
плоскости.
Для того чтобы проанализировать динамику процесса совме-
щения нутромерами, необходимо дифференцировать совмещения
в плоскостях измерения с помощью центрирующего мостика, что
позволит выделить процесс совмещения линии измерения только
в осевой плоскости отверстия.
Процесс совмещения линии измерения в осевой плоскости
принципиально не отличается от процесса совмещения в другой
плоскости, поэтому результаты исследования динамики этого
процесса являются общими для всего процесса совмещения ли-
нии измерения.
Исследованиями установлено, что цена деления отсчетного
устройства существенно влияет на величину амплитуды Си а.
В процессе совмещения линии измерения измерительные стерж-
ни прибора перемещаются относительно поверхности отверстия
на некоторую величину С или а, которая вызывает изменение
показаний отсчетного устройства. Как правило, размер в процес-
се совмещения колеблется в пределах трех — пяти делений от-
счетного устройства от нулевого положения стрелки независимо
от цены деления. При меньшем колебании размера по отсчетному
устройству трудно найти правильное положение линии изме-
рения.
Для исследования динамики процесса совмещения линии из-
мерения нутромерами с разными ценами делений отсчетного
устройства были произведены записи процесса совмещения этими
приборами при измерении доведенного отверстия диаметром
178
35 мм (рис. 43). Анализ приведенных записей показывает, что
изменение цены деления отсчетного устройства (0,001 мм вместо
0,01 мм) в одном и том. же нутромере приводит к резкому умень-
шению амплитуды смещения линии измерения, что обеспечивает
более точное совмещение линии измерения. При цене деления от-
счетного устройства 0,01 мм погрешность совмещения соста-
вила 0,003 мм, при цене деления 0,001 мм &ad = 0,001 мм.
Таким образом, приборы с ценой деления 0,001 мм позволяют
уменьшить &ad и \cd. В этом заключается одно из существенных
Рис. 43. Запись процесса измерения индикаторными нутромерами с отсчетными устройствами
с ценой деления 0,01 ММ (а) и 0,001 Мм (б)
преимуществ нутромеров с ценой деления отсчетного устройства
0,001 мм.
Значительное влияние на процесс совмещения линии измере-
ния оказывает нестабильность показаний отсчетного устройства
при совмещении линии измерения. Нестабильность может быть
в самом отсчетном устройстве или в условиях процесса измерения.
Например, при совмещении линии измерения в осевой плоскости
отсчетное устройство должно показывать постепенное увеличение
или уменьшение размера, в зависимости от изменения угла на-
клона а. Если же постепенное изменение размера сменяется
скачкообразным изменением, резко увеличивается амплитуда
смещения линии измерения. Такое явление наиболее ярко прояв-
179
ляется при измерении нутромерами деталей с различной шерохо-
ватостью.
При наклоне прибора в осевой плоскости, когда по отсчетному
устройству находят минимальный размер отверстия, постепенное
изменение размера нарушается из-за перемещения измеритель-
ного наконечника относительно неровностей поверхности. Ампли-
туда смещения резко увеличивается, так как оператор считает,
что сбилось положение прибора в отверстии. Однако скачкообраз-
ное изменение размера продолжается и при повторном измере-
нии, поэтому оператору трудно найти то положение прибора, при
котором смещение линии измерения будет вызывать по отсчетно-
му устройству закономерное постепенное изменение размера.
Записи процесса измерения нутромерами отверстий с различ-
ной шероховатостью показывают, что даже небольшая неста-
бильность изменения размера из-за микронеровностей поверхно-
сти приводит к резкому увеличению амплитуды смещения линии
измерения и, следовательно, к появлению дополнительных по-
грешностей измерения.
Нестабильность измерения может появиться из-за погрешно-
сти геометрической формы отверстия, малой площади поверхно-
сти измерения (например, при установке нутромеров с пределами
измерения >100 мм по микрометру), недостаточного измеритель-
ного усилия и т. п.
В любом случае нестабильность изменения размера в про-
цессе совмещения линии измерения приводит к увеличению ам-
плитуды смещения линии измерения и к соответствующим уве-
личенным погрешностям Acd и Aad.
На динамику процесса совмещения линии измерения с диа-
метром отверстия оказывает существенное влияние отношение
величины или Aad к соответствующему смещению С\ или а.
Для сопоставления указанных отношений необходимо преобразо-
вать формулы (27) и (29):
С?	Ас/
ACid = —L- (7?_г);
R-r .
R2 ’
Ad
Aad = a2(£-r); -£_ = R-r.
~	bctd M
Отношения —— и 		 характеризуют изменение изме-
ну ।-------------------ос2
ряемого диаметра (Actd и Aad) на единицу смещения (соответ-
ственно (?! или а). Из формул видно, что изменение диаметра от-
верстия в процессе совмещения зависит от радиуса R измеряемо-
го отверстия и радиуса г сферы измерительного наконечника
прибора.
180
Сопоставим величины изменения диаметра при совмещении
линии измерения при различных диаметрах отверстий и измери-
тельных наконечников:
При R = 5 мм, г = 2 мм
brd
—^— = 0,12 1/мм;
При R = 17,5 мм, г = 7,5 мм
Ar d
= 0,03 Цмм.
Приведенные данные показывают, что с увеличением диамет-
ра измеряемого отверстия и диаметра сферы измерительного
стержня резко уменьшается изменение размера при одина-
ковом смещении С] линии измерения.
Анализ записей процесса совмещения при измерении нутроме-
рами доведенных отверстий диаметром 10 и 35 мм показывает,
что с увеличением диаметра отверстия резко уменьшается ампли-
туда смещения линии измерения и значительно повышается точ-
ность совмещения линии измерения с диаметральной плоскостью.
Следовательно, записи подтверждают влияние на динамику про-
A^d
цесса совмещения отношения —5—: уменьшение этого отноше-
^1
ния приводит к уменьшению амплитуды совмещения линии изме-
рения.
При совмещении линии измерения в осевой плоскости с уве-
личением диаметра отверстия увеличиваются трудности и по-
грешности совмещения.
Сопоставим величины изменения диаметра при совмещении
линии измерения в вертикальной плоскости при измерении отвер-
стий различных диаметров:
при R = 17,5 мм, г = 7,5 мм
A d
= 10 мм!рад2',
при R = 100 мм, г = 20 мм
A d
= 80 мм)рад2.
Приведенные результаты показывают, что с увеличением диа-
метра измеряемого отверстия резко увеличивается изменение
диаметра при одинаковом смещении а линии измерения.
Анализ записей процесса совмещения подтверждает влияние
Аал
на динамику этого процесса отношения — — • увеличение этого
отношения приводит к увеличению амплитуды совмещения ли-
нии измерения.
181
г) Погрешности от настройки приборов на размер
Нутромеры устанавливают на размер по аттестованному мик-
рометру, блоку концевых мер с боковиками и аттестованному
кольцу.
Обычно погрешность установки принимают равной погрешно-
сти установочных средств. В действительности погрешность уста-
новки значительно больше погрешности установочных средств,
так как она включает ряд других погрешностей.
Процесс установки прибора на размер — это фактически из-
мерение прибором размера установочной меры, с номинальным
размером которой сравниваются размеры проверяемых отвер-
стий. При установке прибора на размер возникают те же основ-
ные погрешности совмещения линии измерения, которые прису-
щи процессу измерения внутренних размеров.
Наибольшее распространение в качестве установочных
средств получили блоки концевых мер с боковиками, закрепляе-
мые в струбцине.
На практике размер блока между измерительными поверх-
ностями боковиков принимается равным номинальному размеру
концевой меры, к которой притерты боковики. Однако фактиче-
ский размер блока отличается от его номинального размера из-
за погрешности притирки концевых мер и из-за деформации
блока, сжатого винтом в струбцине.
Усилие сжатия блока в обычных струбцинах находится в пре-
делах 500—1200 н (50—120 кГ). Если винт струбцины вращают
отверткой или воротком, то усилие сжатия блока доходит до
2000 н (200 кГ). Такие усилия сжатия блока приводят к его
деформации AZ, которую рассчитывают по формуле
где F — сила сжатия в кГ\
I — размер блока в см;
s — опорная площадь меры в см2\
Е — модуль упругости в кГ[см2.
Например, для блока размером I = 100 мм, F = 1000 н
(100 кГ),Ы = 0,002 мм.
Для определения погрешности установки нутромера по блоку
концевых мер была .произведена запись процесса установки на
размер 200 мм. Запись показывает, что при установке нутромера
на размер процесс измерения размера блока (нахождение его
минимального размера) практически идентичен измерению внут-
реннего диаметра, а погрешность измерения обусловливается
смещением линии измерения на угол а. Однако процесс установ-
ки нутромера на размер по блоку концевых мер характеризуется
182
особой тщательностью и повторяется несколько раз, благодаря
чему уменьшается погрешность установки. Процесс установки
нутромера на размер предопределяет появление погрешности
собственно установки.
Кроме того, при установке блока с боковиками в струбцине
из-за деформации блока не только изменяется его размер, но и
нарушается взаимная параллельность измерительных поверх-
ностей боковиков (до 0,001—0,003 мм), что приводит к соответ-
ствующей погрешности установки по такому блоку. Установку
индикаторных нутромеров на заданный размер часто произво-
дят по аттестованному микрометру. Поскольку погрешность та-
кого микрометра относительного мала по сравнению с погреш-
ностью нутромера, то ее иногда не учитывают при расчете сум-
марной погрешности измерения нутромером.
Однако фактически, если рассматривать погрешность уста-
новки нутромеров по микрометру, то она значительно больше по-
грешности аттестованного микрометра. При установке нутроме-
ра на размер его наклоняют, как при измерении параллельных
плоскостей, чтобы по индикатору найти минимальный размер
между измерительными поверхностями микрометра.
Размер пяток микрометра (0 8 мм) оказывается недостаточ-
ным для проведения покачиваний нутромера с соответствующей
амплитудой. При таком покачивании измерительные наконечни-
ки нутромера соскальзывают с пяток микрометра или контакти-
руют на их краях, что приводит к резкому колебанию показа-
ний отсчетного устройства и к погрешностям установки на раз-
мер. Особенно велики (до 0,02 мм) эти погрешности при установ-
ке нутромеров с пределами измерения 100 мм. Поэтому при
установке индикаторных нутромеров на размер по микрометру
необходимо тщательно следить за положением измерительных
наконечников относительно пяток микрометра.
Настройку по микрометру можно производить только для ин-
дикаторных нутромеров. Другие виды нутромеров устанавливать
по микрометру не рекомендуется в связи с относительно большой
возникающей погрешностью. В виде исключения можно восполь-
зоваться микрометром для настройки и других нутромеров, но
для этого установку микрометра следует производить по конце-
вым мерам длины.
Разряд или класс концевых мер нужно подбирать так, чтобы
суммарная погрешность не превышала допустимую для данного
размера.
В табл. 29 приведены погрешности, возникающие при уста-
новке отечественных нутромеров по кольцам, или по концевым
мерам длины, или по микрометру. При этом предполагалось, что
установочные кольца аттестованы с погрешностью от 0,4 до
1,5 мкм в зависимости от размера.
18$
Таблица 29
Погрешности установки нутромеров на заданный размер
Тип прибора	Погрешности (±) в мм для интервалов диаметров отверстий в мм				
	6-18	18-50	50—120	120-260	260—500
Нутромеры индикаторные с ценой деления 0,01 мм: установка по микрометру	0,002	0,003	0,005	0,008	
установка по блоку . .	0,0015	0,002	0,003	0,005	0,007
Нутромеры индикаторные, с отсчетным устройством, с ценой деления 0,001 и 0,002 мм: установка по блоку . .	0,001	0,0015	0,002	0,003	0,005
установка по кольцу . .	0,001	0,001	0,0015	0,002	—
Нутромеры повышенной точности с ценой деления 0,001—0,002 мм: установка по блоку . .	0,001	0,0015			
установка по кольцу	0,0005	0,001	—	—	—
Нутромеры микрометриче- ские (установка по устано- вочной мере нутромера) . .	—	—	0,005	0,007	0,010
д) Погрешности, обусловленные шероховатостью
поверхности
Влияние шероховатости поверхности изделия на погрешность
измерения приборами с точечными контактами обычно определя-
ют исходя из высоты и шага микронеровностей поверхности дета-
ли и радиусов измерительной поверхности наконечников. Учиты-
вая относительно большой радиус сферы измерительной поверх-
ности наконечников приборов для измерения внутренних разме-
ров, погрешность измерения из-за микронеровностей поверхности
детали считалась практически пренебрежимой, не влияющей на
суммарную погрешность измерения.
Однако шероховатость поверхности деталей оказывает значи-
тельное влияние на погрешность измерения нутромерами. На
рис. 44 представлено распределение погрешностей измерения ин-
дикаторными нутромерами с ценой деления 0,01 мм диаметра
отверстий 35 мм с различной шероховатостью поверхности. На
графике видна существенная зависимость погрешностей измере-
ния от шероховатости поверхности отверстия: увеличение микро-
184
неровностей приводит к резкому увеличению погрешности изме-
рения.
Если определять погрешность измерения исходя из величин
микронеровностей по профилограмме поверхности отверстий
Рис. 44. Распределение погрешностей измерения индикаторными нутромерами
диаметром отверстий 35 Мм с различной шероховатостью поверхности:
/ — доведенное отверстие (11-й класс чистоты); 2—шлифованное отверстие
(7-й класс чистоты); 3—расточенное отверстие (6-й класс чистоты)
диаметром 35 мм и величины радиуса сферы измерительных
стержней, то она будет равна для шлифованных отверстий 1—
185
2 мкм, для расточенных 3—4 мкм. С учетом погрешности измере-
ния расчетная суммарная погрешность измерения индикаторными
нутромерами шлифованных отверстий должна быть ±0,011 мм,
расточенных отверстий ±0,013 мм. Однако, как видно из гра-
фиков, приведенных на рис. 44, фактические предельные погреш-
ности измерения шлифованных и расточенных отверстий сущест-
венно больше по сравнению с соответствующими расчетными по-
грешностями (±0,011 и ±0,015 мм для шлифованных отверстий.
±0,013 и ±0,020 мм для расточенных).
Погрешность измерения, обусловленная влиянием только ше-
роховатости поверхности отверстия, определенная исходя из
фактической предельной погрешности измерения индикаторны-
ми нутромерами, равняется для шлифованных ±0,010 мм, для
расточенных около ±0,015 мм. Таким образом, фактические по-
грешности, обусловленные влиянием шероховатости поверхности
отверстия, значительно больше соответствующих расчетных по-
грешностей, определенных только исходя из геометрических соот-
ношений микронеровностей и радиуса сферы измерительных
стержней.
На рис. 45 представлены записи процессов измерения диамет-
ров доведенных, шлифованных и расточенных отверстий. При
сравнении записей выявляется резкое влияние микронеровностей
поверхности отверстий на процесс измерения: увеличивается чис-
ло покачиваний нутромера и амплитуда этих покачиваний. При
измерении шлифованных и расточенных колец измерительные
наконечники нутромера перемещаются по микронеровностям по-
верхности колец. В зависимости от шага и высоты микронеровно-
стей изменяется измеряемый размер даже при незначительном
перемещении измерительных наконечников. Скачкообразное из-
менение размера заставляет оператора при измерении резко уве-
личивать число покачиваний и их амплитуду (рис. 45, бив), что
и является основным источником погрешностей измерения, по-
скольку приводит к смещению измерительных стержней.
При увеличении радиуса сферы измерительной поверхности
стержней уменьшается скачкообразное изменение размера при
перемещении измерительных наконечников в процессе измерения.
Приведенные погрешности измерения нутромерами с ценой
деления 0,01 мм включают, кроме погрешности измерения от ше-
роховатости, значительную погрешность собственно приборов.
Были проведены исследования погрешности измерения нутроме-
рами с ценой деления 0,001 мм тех же отверстий диаметром
35 мм с различной шероховатостью поверхности. Нутромеры
имели погрешность ±0,001 мм в пределах измерения отсчетного
устройства, что практически позволило пренебречь этой погреш-
ностью при анализе суммарной погрешности измерения.
На рис. 46 представлены распределения погрешностей изме-
рения отверстий диаметром 35 мм нутромерами с ценой деления
186
в)
Рис. 45. Запись процесса измерения индикаторными нутромерами диаметра отверстий
с различной шероховатостью поверхности:
доведенное отверстие диаметром 35 Мм\ б — шлифованное отверстие диаметром 35 мм;
в — расточенное отверстие диаметром 35 мм
187
0,001 мм. Сравнение кривых распределения погрешностей пока
зывает трансформацию законов распределения с изменением ше-
роховатости поверхности. Предельная погрешность измерения до-
веденных отверстий равняется ±0,003 мм.
Распределение погрешностей измерения шлифованных отвер-
стий представляет собой композицию нормального закона рас-
Рис. 46. Распределение погрешностей измерения от-
верстий диаметром 35 МН с различной шероховато-
стью поверхности индикаторными нутромерами с це-
ной деления отсчетного устройства 0,001 ММ'.
а — доведенное отверстие (11-й класс чистоты), б —
шлифованное отверстие (7-й класс чистоты); в —
расточенное отверстие (6-й класс чистоты)
пределения с законом рас-
пределения погрешностей
измерения из-за шерохо-
ватости поверхности.
Распределение по-
грешностей измерения
расточенных отверстий
представляет собой тоже
композицию двух законов
распределения погрешно-
стей измерения и практи-
чески подчиняется закону
равной вероятности. Так
как при распределении по
закону равной вероятно-
сти погрешности собствен-
но нутромеров значи-
тельно меньше по сравне-
нию с погрешностями из-
мерения из-за шерохова-
тости, то практически та-
кое распределение являет-
ся законом распределения
погрешностей измерения,
обусловленных шерохова-
тостью поверхности.
Можно считать, что
распределение погрешно-
стей измерения нутроме-
рами, обусловленных зна-
чительной шероховато-
стью поверхности отверстия, практически представляет собой за-
кон равной вероятности. Однако необходимо учитывать, что
предельная погрешность, вызванная шероховатостью, при изме-
рении нутромерами с ценой деления 0,001 мм значительно мень-
ше, чем при измерении нутромерами с ценой деления 0,01 мм, так
как здесь сказывается влияние цены деления отсчетного
устройства.
Величины погрешностей, возникающие от шероховатости по-
верхности деталей при измерении некоторыми отечественными
нутромерами, приведены в табл. 30. Из табл. 30 видно, что по-
188
грешность, обусловленная шероховатостью поверхности, при из-
мерении нутромерами повышенной точности с пределами измере-
ния 6—18 мм больше, чем с пределами измерения 18—50 мм, и
больше, чем у индикаторных нутромеров при установке отсчет-
ного устройства с ценой деления 0,001 мм в пределах 6—18 мм.
Таблица 30
Погрешности измерения, обусловленные влиянием шероховатости
______________________________________________поверхности детали
Тип прибора	Погрешности (±) в мм для интервалов отверстий в мм				
	6-18	18-50	50—1 20	120—260	260—500
Нутромеры индикаторные с ценой деления 0,01 мм; шероховатость поверхности: V7	 V5		0,002 0,004	0,004 0,008	0,005 0,010	0,005 0,010	0,005 0,010
Нутромеры индикаторные с отсчетным устройством, с ценой деления 0,001 и 0,002 мм; шероховатость поверхности V 7			0,001	0,002	0,003	0,003	0,003
Нутромеры повышенной точности с ценой деления 0,001 и 0,002 мм; шерохо- ватость поверхности V 7 . .	0,0015	0,001	—	—	—
Нутромеры повышенной точности с пределами измерения 6—
18 мм (шариковые нутромеры) имеют в качестве измерительных
наконечников шарики с малыми радиусами сферы. Нутромеры
повышенной точности с пределами измерения 18—50 мм и инди-
каторные нутромеры с отсчетным устройством с ценой деления
0,001 и с пределами измерения 6—18 мм имеют обычные для нут-
ромеров измерительные стержни с большими радиусами сферы
измерительных поверхностей.
2.	ПОГРЕШНОСТИ ОТ ТОЧНОСТИ СОВМЕЩЕНИЯ ЛИНИИ ИЗМЕРЕНИЯ
С КОНТРОЛИРУЕМЫМ ДИАМЕТРОМ ОТВЕРСТИЯ
ПРИ ИЗМЕРЕНИИ НА СТАЦИОНАРНЫХ ПРИБОРАХ
а)	Совмещение линии измерения с диаметром в плоскости,
перпендикулярной к оси отверстия
В стационарных приборах это совмещение производят сле-
дующими методами:
1.	Деталь с измеряемым отверстием перемещают при помощи
механизма столика прибора в горизонтальной плоскости относи-
189
тельно измерительных стержней. По отсчетному устройству при-
бора определяют максимальный размер отверстия в плоскости
перемещения; при этом размере линия измерения совмещена с
диаметром отверстия в одной плоскости.
Если в процессе совмещения линия измерения смещена отно-
сительно диаметра на величину С (см. рис. 33), то возникает
погрешность АсД аналогичная погрешности нутромеров, .кото-
рую рассчитывают по формуле (27).
На рис. 47 представлена запись процесса совмещения линии
измерения с диаметром отверстия на горизонтальном оптиметре
по методу нахождения максимального размера. Процесс совме-
щения линии измерения начинается в точке А. Перемещая сто-
лик оптиметра с измеряемым кольцом относительно измеритель-
ных наконечников, находят максимальный размер отверстия. Од-
нако оператор не фиксирует соответствующее положение кольца,
а перемещает столик с кольцом дальше (точка В), следя за
уменьшением размера по трубке оптиметра, затем перемещает
столик в обратную сторону и повторяет процесс совмещения
(точки Ль BJ с меньшей амплитудой смещения столика. После
этого он фиксирует положение столика (точка В2).
Величина смещения С находится в пределах 0,03—0,05 мм
для доведенных и в пределах 0,04—0,06 мм для шлифованных
колец при измерении на оптиметре, что приводит к расчетной по-
грешности = 0,0005 ч- 0,0007 мм. На величину смещения С
влияет ряд факторов: вариация показаний отсчетного устройст-
ва, стабильность передаточного механизма серег, коэффициент
трения поверхности наконечника и отверстия, знакопеременное
190
Рис. 48. Совмещение линии измере-
ния с диаметром отверстия по «ме-
тоду хорды»
боковое усилие на измерительные наконечники. Поэтому факти-
ческие погрешности Acd могут быть больше приведенных расчет-
ных величин.
2.	Деталь с измеряемым отверстием перемещают в горизон-
тальной плоскости относительно измерительного стержня от про-
извольной точки контакта К (рис. 48) до противоположной точ-
ки К'. По дополнительному отсчетному устройству столика при-
бора измеряют длину хорды /. Установив столик прибора по
отсчетному устройству на размер, равный половине длины изме-
ренной хорды, совмещают линию измерения с диаметром отвер-
стия. После совмещения линии измерения с диаметром отверстия
измерительные наконечники прибо-
ра перемещают до контакта с про-
тивоположными образующими изме-
ряемого отверстия. Этот метод сов-
мещения получил название «метод
хорды».
Диаметр отверстия находят по
формуле
D = L'— L" +d,
где L' и L” — показания отсчетного
устройства, соответ-
ствующие двум край-
ним положениям на-
конечника при изме-
рении диаметра;
d — диаметр измерительного наконечника.
При таком методе совмещения ось измерительных стержней
может быть смещена относительно диаметра отверстия на неко-
торую величину С (см. рис. 33). При этом точка К контакта из-
мерительного наконечника с деталью будет смещена относитель-
но диаметра на величину Таким образом, при совмещении ли-
нии измерения по «методу хорды» положение точки контакта и
погрешность Дс^ зависят от величины смещения С линии изме-
рения. Поэтому при совмещении линии измерения по «методу
хорды» необходима формула для расчета Дс^ в зависимости от
смещения С (воспользоваться формулой (27) для данного расче-
та нельзя, так как в ней дана зависимость t^c^d от а не от С)
= !/?-(/- + «)]= [(Я-И-п];
п = /(Я-г)2-С2; bed = 2 [(/? - г) - /(/? - г)2 - С2];
С = (7? — г) sin a; bed = 2[(7? — г) — }/(/? — г)2 — (R — г)2 sin2 а] =
=2 [(/? — г) — (R — г) j/1 — sin2 а] = 2 (/? — г) (1 — cos а).
191
Acd = 2(/? —r)2sin2-|.
Практически при совмещении линии измерения с диаметраль-
ной плоскостью угол а не превышает 5°. В этом случае
sin 2 — ~2 sin —;	= 4(R — r) sin2 — = 4 (/? — г) — sin2а.
Из рис. 33 следует, что sin а =
; тогда
(30)
Из формулы видно, что погрешность измерения Acd уменьша-
ется с уменьшением радиуса сферы г измерительного наконечни-
ка при R = const.
Погрешность совмещения линии измерения с диаметром от-
верстия по «методу хорды» зависит от погрешности отсчетного
устройства столика прибора, погрешности определения момента
контакта наконечника с отверстием. Величина смещения С ли-
нии измерения не превышает 0,003—0,005 мм; погрешность Дсй
для неблагоприятного случая, когда R — г = 0,5 мм, не будет
превышать 0,05 мкм.
б)	Совмещение линии измерения с диаметром
в осевой плоскости отверстия
На стационарных приборах это совмещение производят дву-
мя методами:
1.	Относительно измерительных стержней прибора наклоня-
ют деталь с измеряемым отверстием и по отсчетному устройству
находят минимальный размер (например, при измерении на оп-
тиметре).
2.	Совмещение достигается тем, что измерительные наконеч-
ники и столик прибора выставляются относительно друг друга, а
в контролируемой детали ее базовая поверхность должна быть
перпендикулярна оси контролируемого цилиндра (например, при
измерении на универсальном длиномере диаметра отверстий от
1 до 13 мм с применением «магического глаза»).
Если при совмещении линии измерения указанными методами
она будет установлена под некоторым углом а к диаметру отвер-
стия, то соответствующую погрешность Дай нужно рассчитывать
по формуле (29) так же, как и для нутромеров.
Анализ процесса совмещения линии измерения с диаметром
отверстия в осевой плоскости на стационарных приборах по пер-
вому методу показал, что угол наклона линии измерения к диа-
метру отверстия находится в пределах 6—10'. Погрешность со-
вмещения A ad фактически превышает расчетную величину, опре-
деляемую по формуле (29), так как на точность совмещения линии
измерения оказывает влияние не только угол а, но и стабильность
работы передаточного механизма серег оптиметра, шероховатость
поверхности отверстия, коэффициент трения поверхности нако-
нечника и отверстия, стабильность работы механизма наклона
столика прибора, вес и положение детали на столике.
При совмещении линии измерения по второму методу установ-
кой столика прибора по точному уровню угол а не превышает
4—5 сек\ тогда погрешностью Aad можно пренебречь; поэтому
данный метод совмещения является наиболее точным.
Для оптиметров горизонтальных и измерительных машин, где
схемы измерения одинаковы, погрешность от совмещения линии
измерения с контролируемым диаметром в осевой плоскости от-
верстия составляет 0,0005 мм для размеров 13—50 мм\ 0,0008 мм
для размеров 50—120 мм\ 0,001 мм для размеров 120—260 мм и
0,002 мм для размеров 260—500 мм.
в)	Погрешности измерения, обусловленные динамикой процесса
совмещения линии измерения
Динамика процесса измерения стационарными приборами
принципиально отличается от динамики процесса измерения нут-
ромерами.
При измерении диаметра отверстия на стационарных прибо-
рах типа оптиметр совмещение линии измерения производят при
помощи механизмов перемещения столика, на котором установ-
лена измеряемая деталь. Механизмы перемещения столика по-
зволяют производить плавное совмещение линии измерения с
высокой чувствительностью раздельно в каждой плоскости изме-
рения.
При совмещении линии измерения в одной плоскости не сби-
вается положение линии измерения в другой, благодаря чему
значительно точнее производится совмещение линии измерения.
Запись динамики процесса измерения на стационарном при-
боре позволяет проследить весь процесс совмещения линии из-
мерения в каждой плоскости (рис. 49).
Точка А — начало измерения в горизонтальной плоскости.
Размер сначала резко уменьшается (точка S), так как линия из-
мерения смещена относительно диаметральной плоскости отвер-
стия. Постепенно размер увеличивается, так как линия измере-
ния плавно перемещается к диаметральной плоскости, и когда
размер достигает максимальной величины (что свидетельствует о
7 Зак. 373	193
совмещении линии измерения с диаметральной плоскостью), фик-
сируется положение линии измерения (площадка Е). Затем про-
изводят измерение в вертикальной плоскости отверстия; размер
резко увеличивается (точка В), так как линия измерения накло-
няется относительно горизонтальной плоскости отверстия. Посте-
пенно размер уменьшается до минимального (точка В'), что сви-
детельствует о совмещении линии измерения с плоскостью, пер-
пендикулярной к оси отверстия; после этого фиксируется
положение линии измерения (площадка К) и процесс измерения
повторяется.
Анализ записей процесса измерения различными операторами
показывает, что динамика процесса совмещения линии измере-
-2
О
+2
Рис. 49. Запись процесса измерения на стационар-
ном приборе
ния отличается высокой стабильностью и почти идентична у раз-
ных квалифицированных операторов. Благодаря этому при из-
мерении на стационарных приборах значительно уменьшаются
субъективные погрешности совмещения линии измерения по срав-
нению с погрешностями совмещения при измерении нутроме-
рами.	г
Точность совмещения линии измерения на стационарных при-
борах, в отличие от нутромеров, практически не зависит от ве-
личины амплитуды смещения, так как независимо от величины
амплитуды при первом пробном совмещении линии измерения
окончательное совмещение производят всегда с очень малой ам-
тудой смещения С и а, что обеспечивается механизмами переме
щений столика прибора с деталью.
Совмещение линии измерения с диаметром по «методу хор-
ды» производят при однократной установке столика е деталью
(или измерительного наконечника) по дополнительному отсчет-
ному устройству у столика. Поэтому точность совмещения линии
измерения не зависит от динамики процесса совмещения, а зави-
сит только от точности отсчетного устройства.
Если у стационарных приборов совмещение линии измерения
в осевой плоскости производится при установке взаимного поло-
жения столика и измерительных наконечников прибора по уров-
ню, то это совмещение делается до измерения детали и поэтому
194
при измерении детали не производится совмещение линии изме-
рения; следовательно, нет и динамических процессов при изме-
рении.
г)	Погрешности от настройки приборов на размер
Стационарные приборы для относительных измерений уста-
навливаются на размер по блоку концевых мер с боковиками
или по аттестованному кольцу. Для нутромеров обычно погреш-
ность установки принимают равной погрешности установочных
средств. Однако погрешность установки прибора на размер вклю-
чает как погрешность установочных средств, так и погрешность
самого процесса установки.
Погрешность блока с боковиками, собранного в струбцине,
обусловлена деформациями блока и притиркой концевых мер,
причем деформация — основная погрешность блока.
Погрешность блока может быть исключена следующим об-
разом.
Вместо обычных боковиков с цилиндрической наружной по-
верхностью должны быть взяты боковики с параллельными на-
ружными и внутренними рабочими поверхностями. Размеры бо-
ковиков 1Х и /2 аттестуют на высокоточном приборе. Набрав нуж-
ный размер блока с аттестованными боковиками и зажав его в
струбцине, измеряют с большой точностью наружный размер бло-
ка по наружным измерительным плоскостям боковиков LHap.
Внутренний размер блока, на который должен быть установлен
прибор Ьбл определяют расчетом
^бл = LHap — G1 — 4)-
При таком методе аттестации внутреннего размера блока
практически исключаются погрешности от деформации блока, и
при этом погрешность установки прибора на размер будет обу-
словлена погрешностью самого процесса установки по блоку
концевых мер (без погрешности концевых мер). Для стационар-
ных приборов типа оптиметра эта погрешность составляет 0,2—
0,5 мкм в зависимости от пределов измерения.
На практике установку приборов на заданный размер пред-
почитают производить по аттестованным установочным кольцам,
так как значительно упрощается процесс установки, исключа-
ются неизбежные погрешности блоков концевых мер с бокови-
ками и т. д.
Однако аттестация установочных колец представляет большие
трудности, так как фактически она производится на тех же при-
борах при настройке по блокам концевых мер.
Погрешность аттестации установочных колец находится в
пределах 0,5—1 мкм. Такая погрешность для установки стацио-
нарных приборов на размер по кольцам во многих случаях не-
195
допустима, поэтому приходится прибегать к довольно сложному
вышеописанному методу аттестации блоков концевых мер с боко-
виками.
Таблица 31
Погрешности установки приборов на заданный размер
Тип прибора	Погрешности в мм (+) для интервалов диаметров отверстий в мм			
	13-50	50—120	120—260	260-500
Оптиметр и измерительная машина при установке: по блоку . по кольцу	. .	0,0007 0,0005	0,001 0,0005	0,002 0,001	0,003
В табл. 31 приведены погрешности установки стационарных
приборов (оптиметра или измерительной машины) по концевым
мерам или аттестованным кольцам. Указанные погрешности вы-
званы только процессом установки и не учитывают погрешность
собственно концевых мер и погрешность аттестации.
Аттестация диаметра отверстий с погрешностью не более
0,3 мкм является актуальной задачей, решение которой может
быть осуществлено на разработанном в Бюро взаимозаменяемо-
сти стационарном приборе с электронными индикаторами.
д)	Погрешности, обусловленные шероховатостью поверхности
Записи процесса измерения на стационарных приборах отвер-
стий с различной шероховатостью поверхности показывают, что
динамика процесса измерения резко отличается от измерения
нутромерами. Практически процесс измерения на стационарных
приборах не зависит от шероховатости поверхности измеряемых
деталей. Это объясняется двумя причинами.
Во-первых, измерительные наконечники стационарных прибо-
ров типа оптиметра имеют относительно (по сравнению с нутро-
мерами) больший радиус сферы измерительной поверхности.
У нутромеров увеличение радиуса сферы уменьшает влияние ше-
роховатости поверхности детали на погрешность измерения. По-
этому при измерении расточенных и шлифованных отверстий на
оптиметре изменение размера в зависимости от положения из-
мерительных наконечников относительно микронеровностей по-
верхности невелико (при измерении шлифованных отверстий не
более 0,001 мм). При смещении измерительных наконечников от-
носительно микронеровностей по трубке оптиметра наблюдались
небольшие изменения размера отверстия. Такие колебания раз-
196
мера обусловлены только взаимным расположением измеритель-
ных наконечников и микронеровностей поверхности отверстия и
рассчитываются исходя из геометрического соотношения пара-
метров микронеровностей (шаг, высота) и радиуса сферы изме-
рительного наконечника.
Во-вторых, совмещение линии 'измерения на стационарных
приборах производят с помощью специальных механизмов пере-
мещения столика с деталью или измерительных наконечников.
Эти механизмы обеспечивают плавное и тонкое перемещение,
возможность фиксации положения линии измерения относитель-
но измеряемого отверстия, возможность поочередного независи-
мого совмещения линии измерения в двух плоскостях.
Вторая причина меньшего влияния шероховатости поверхно-
сти отверстия на погрешность измерения заключается в том, что
динамика процесса измерения на стационарных приборах прак-
тически не оказывает влияния на точность совмещения.
В связи с этим, независимо от первоначальной амплитуды из-
менения размера в процессе измерения окончательное совмеще-
ние линии измерения производят с небольшой амплитудой, обу-
словленной ценой деления отсчетного устройства и механизмом
перемещения столика прибора.
Таким образом, при оценке влияния шероховатости поверх-
ности детали на погрешность измерения на стационарных при-
борах необходимо исходить из погрешности, обусловленной гео-
метрическим соотношением параметров микронеровностей и ра-
диуса сферы измерительных наконечников.
выводы
1.	При измерении диаметра отверстий имеют место дополни-
тельные погрешности измерения, обусловленные прежде всего
необходимостью совмещения линии измерения с диаметром от-
верстия.
2.	Процессы измерения нутромерами и стационарными прибо-
рами существенно отличаются тем, что стационарные приборы
снабжаются специальными механизмами для точного совмеще-
ния линии измерения с диаметром отверстия, благодаря чему у
них более высокая точность измерения.
3.	У нутромеров точность измерения существенно зависит от
центрирующего приспособления, цены деления отсчетного устрой-
ства, соотношений между радиусами сферы измерительного на-
конечника и диаметром измеряемого отверстия, шероховатости
поверхности отверстия и т. д.
4.	При установке прибора на размер по блоку концевых мер
с боковиками необходимо иметь в виду, что могут возникнуть
существенные погрешности блоков, обусловленные его деформа-
циями в струбцине.
197
IV- ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ
РАЗЛИЧНЫМИ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫМИ СРЕДСТВАМИ
р предыдущей главе составляющие погрешности метода из-
мерения рассмотрены в общем виде. Если же рассматривать
каждый вид измерительных приборов и инструмента в отдель-
ности, то приходится или учитывать ряд дополнительных состав-
ляющих погрешностей, или, наоборот, исключать часть общих
составляющих погрешностей, описанных выше.
В данной главе рассматриваются приборы и погрешности из-
мерения наружных размеров, глубин и геометрической формы;
погрешности измерения внутренних размеров; даны сводные
таблицы погрешностей измерения измерительными средствами,
выпускаемыми отечественной промышленностью.
По каждому виду измерительных средств приведены состав-
ляющие погрешности, из которых складывается погрешность из-
мерения. Необходимость такого оформления материала продик-
тована тем, что оно позволяет наглядно видеть исходные данные,
которые взяты для расчета, и, кроме того, в случае изменения
условий проведения измерений позволяет принять другие значе-
ния составляющих или учесть вновь появившиеся составляющие.
Для каждого случая использования прибора приведено до 5—10
составляющих, что дает возможность предельную ошибку изме-
рения устанавливать квадратическим сложением предельных зна-
чений составляющих погрешностей вместо сложения дисперсий
составляющих ошибок, т. е. распределение ошибок условно при-
нимали по нормальному закону. Такой метод расчета был про-
верен на случаях использования приборов для внутренних изме-
рений, погрешности которых были просчитаны как' сложением
дисперсий в зависимости от законов распределения составляю-
щих ошибок, так и через предельные значения ошибок. Расхож-
дения получились незначительные.
Для части измерительных средств, где результаты расчета да-
вали значения, близкие к тем, что приведены в табл. 1 сборника
«Контроль средств измерения размеров в машиностроении» [33],
значения погрешностей приняты по этим материалам. По боль-
шинству приборов имелись существенные расхождения с этими
материалами, в основном из-за большего числа рассмотренных
случаев применения, а также более строгого учета составляющих
погрешностей. Расчеты проводили для всей совокупности изме-
198
рительных средств определенного типоразмера. Для каждого
отдельного экземпляра измерительного средства возможно от-
клонение погрешностей от расчетных значений на такую величи-
ну, на какую составляющие погрешности отличаются от приня-
тых при расчете. Во всех расчетах нормируемые стандартом по-
грешности измерительных средств на определенном участке
принимались полностью. В каждом отдельном экземпляре изме-
рительных средств должны быть меньшие отклонения, а следо-
вательно, и меньшая суммарная погрешность измерения. Имея
конкретный экземпляр измерительного средства и определив
значение составляющих погрешностей, можно определить по-
грешность измерения, присущую данному образцу.
Л. ПРИБОРЫ И ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ НАРУЖНЫХ
РАЗМЕРОВ, ГЛУБИН И ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ ФОРМЫ
Объединение этих видов измерения объясняется тем, что для
них используются практически одни и те же измерительные сред-
ства и отлитое заключается только в методике их использования.
Приборы объединены в группы в зависимости от характера
присущих им ошибок: штангенинструмент, отсчетные головки,
микрометрический инструмент и скобы с отсчетным устройством,
стационарные приборы.
1. ШТАНГЕНИНСТРУМЕНТЫ
Объединяющим признаком штангенинструмента, давшим ему
название, является наличие штанги с миллиметровой шкалой и
нониуса для оценки доли делений на штанге.
Основными составляющими погрешности измерения штанген-
циркулями являются нормируемые в ГОСТе 166—63 погрешность
показаний, просвет и неплоскостность измерительных поверхно-
стей и изгиб штанги при измерении.
Штангенциркули и штангенглубиномеры, выпускаемые отече-
ственной промышленностью, приведены в табл. 31а.
ГОСТ 166—63 нормирует погрешность штангенциркуля в
пределах величины отсчета (т. е. соответственно 0,05 и 0,1 мм).
Неплоскостность измерительных поверхностей штангенцирку-
лей нормируются в ГОСТе 166—63 величиной 4 мкм для ШЦ-1
и 3 мкм для ШЦ-П и ШЦ-III. Величина просвета в этом же
стандарте установлена для штангенциркулей с отсчетом 0,05 мм
равной 10 мкм и для величины отсчета 0,1 мм — равной 15 мкм.
Основными погрешностями штангенглубиномеров, нормируе-
мыми в ГОСТе 162—64, являются погрешность показаний и не-
плоскостность измерительных поверхностей штанги и основания.
Погрешность показаний нормируется в пределах величины
отсчета по нониусу, так же как у штангенциркуля, 0,05 и 0,1 мм.
Неплоскостность измерительной поверхности штанги допускается
199
Таблица 31а
Штангенциркули и штангенглубиномеры,
выпускаемые отечественной промышленностью
Тип	Пределы измерения в мм	Величина отсчета по нониусу в мм	Краткая характеристика	Завод-изготови- тель
ШЦ-1	0—125	0,1	Штангенциркуль с двусторон- ним расположением губок для наружных и внутренних изме- рений, с линейкой для измере- ния глубин, в нормальном испол- нении и хромированный	«Калибр», Ставрополь- ский инстру- ментальный завод
шц-п	0-150	0,05	Штангенциркуль с двусторон- ним расположением губок для наружных и внутренних изме- рений и для разметки, с одним нониусом	ЛИЗ
шц-н	0-200	0,05	То же	ЛИЗ, чиз
шц-п	0-320	0,05	То же	чиз
шц-н	0—200	0,1	Штангенциркуль с двусторон- ним расположением губок для наружных и внутренних измере- ний и для разметки, с двумя нониусами	чиз
шц-п	0—320	0,1	То же	
ШЦ-1 II	0—500	0,05	Штангенциркуль с односто- ронними губками для наружных и внутренних измерений	Новосибирский инструменталь- ный завод
шц-ш	250—710	0,1	Штангенциркуль с односто- ронними губками для наружных и внутренних измерений	Новосибирский инструменталь- ный завод*
шц-ш	320—1000	0,1	То же	
шцпг	0—200	0,1	Штангенциркуль с поворотной губкой для наружных, внутрен- них и пространственных измере- ний и для разметки. Изготов- ляется по техническим услови- ям завода изготовителя	чиз
ШГ-200	0—200	0,05	Штангенглубиномер	КРИН
ШГ-320	0—320	0,05	То же	
ШГ-500	0-500	0,1	То же	
200
0,004 мм, а неплоскостность измерительной поверхности основа-
ния 0,006 и 0,010 мм соответственно для глубиномеров с величи-
ной отсчета по нониусу 0,05 и 0,1 мм.
При измерении штангенглубиномерами отсутствует уверен-
ность в одновременном соприкосновении обеих измерительных
поверхностей с измеряемым объектом.
Погрешность отсчета имеет наибольшее значение при поль-
зовании штангенинструментом. При благоприятных условиях
измерения глаз человека способен различить смещение штрихов
при угловой величине, равной 12—15". Для расстояния наилуч-
шего видения, равного 250 мм, эта угловая величина будет соот-
ветствовать линейной, 0,012—0,015 мм. Однако такая величина
не может быть отсчитана по нониусу штангенинструмента. Мож-
но обнаружить смещение не менее 0,025 мм. По нониусу берут
дискретные отсчеты, и размер, который окажется в середине ин-
тервала, можно отнести к любой из его границ, т. е. к любой из
границ интервала можно отнести размер, отличающийся от сред-
него на ±0,025 мм. Размер, находящийся в пределах 1,15 ±
± 0,025 мм, при измерении штангенинструментом с величиной
отсчета 0,1 мм может быть оценен как 1,1 или 1,2, а при измере-
нии штангенциркулем с величиной отсчета 0,05 мм размер в пре-
делах 1,125 ± 0,025 может быть оценен как 1,1 или 1,15. Вели-
чина предельной погрешности отсчета по нониусу будет равна
0,075 мм для штангенинструмента с отсчетом 0,1 мм и 0,05 мм
при величине отсчета 0,05 мм. Приведенные величины подтверж-
даются также работами, проведенными канд. техн, наук
М. И. Меклер [34].
Температурная погрешность для штангенинструмента незна-
чительна по сравнению с остальными погрешностями, поэтому ею
можно пренебречь.
Удельный вес погрешностей, являющихся следствием непло-
скостности губок и зазора между губками, невелик и какие-либо
меры по сокращению этих погрешностей -не приведут к замет-
ному повышению точности.
В штангенинструменте отсутствует устройство для стабилиза-
ции усилий поджима измерительных губок к контролируемой де-
тали. Усилия эти могут быть значительными и привести к замет-
ному изгибу штанги, особенно в тех случаях, когда измерение
осуществляется концами губок.
При измерительном усилии, равном Р, момент, приложенный
к губкам с длиной вылета I, составит
М = Р1.
Угол поворота одного крайнего сечения штанги относительно
другого будет равен
201
где М — момент, приложенный к губкам, в н • мм;
L — измеряемый размер в мм;
Е — модуль упругости материала штанги в н/мм2;
I—момент инерции поперечного сечения штанги в мм4.
Погрешность измерения, вызванная этим поворотом, будет
равна
.	1 Pl2L
<5 = /ф = -- мм.
Т EI
Рассмотрим два случая использования штангенциркуля:
обычный способ измерения и случай, когда при закрепленной
подвижной губке штангенциркуль применяют как жесткую ско-
бу. При первом варианте использования измерительное усилие
создается рукой оператора и не превышает 10 н (1 кгс), а при
втором способе использования усилие, приложенное к губкам,
может оказаться значительно больше, так как оно определяется
выражением
f
где Q — усилие, с которым штангенциркуль надвигают на кон-
тролируемый вал, в кгс;
f — коэффициент трения.
Величину Q можно оценить также в 10 н (1 кгс), a f в преде-
лах необходимой точности можно принять равным 0,1. Таким об-
разом, при использовании штангенциркуля как жесткой скобы
усилие, приложенное к губкам, может достигать 100 н (10 кгс), и
если в первом случае изгиб штанги приводит к пренебрежимо
малому повороту губок, то во втором случае погрешность от из-
гиба штанги достигает большой величины. Расчет показывает,
что погрешность от изгиба штанги во втором случае может до-
стигать величин определяемых формулами:
для штангенциркуля с верхним пределом 125 мм
§=6- 10“4 L мм;
для штангенциркуля с верхним пределом 200 мм
6 = 8,5- 10-4L мм;
для штангенциркуля с верхним пределом 320 мм
6 = 5- 10~4 L мм.
В этих формулах L — контролируемый размер в мм.
При использовании штангенциркулей на полном пределе из-
мерения погрешности достигают соответственно 0,07, 0,17 и
0,16 мм, т. е. могут превышать величины допустимых погрешно-
стей, нормируемые стандартом. Поэтому метод использования
штангенциркуля как скобы не может быть рекомендован.
202
Расчет предельной погрешности метода измерения штанген-
инструментом, проведенный с учетом всех перечисленных выше
составляющих, показал, что погрешность отличается от величин,
приведенных в сборнике материалов и инструкций «Контроль
средств измерения размеров в машиностроении» [4], не более чем
на 10%.
При таком расхождении уточнение является нецелесообраз-
ным и в табл. 59 предельные погрешности измерения даются в
соответствии с упомянутой работой.
Как было замечено выше, основным источником погрешности
измерения штангенинструментом является погрешность отсчета.
Поэтому повысить точность измерения штангенинструментом
можно повышением точности отсчета, например за счет сокра-
щения параллакса.
2.	ОТСЧЕТНЫЕ ГОЛОВКИ
Отсчетные головки, выпускаемые отечественной промышлен-
ностью, приведены в табл. 32. Отсчетные головки отличаются
конструктивным оформлением и методикой использования.
В связи с единообразием принципиального оформления от-
счетных головок и способов их использования составляющие по-
грешности измерения будут в основном одни и те же, хотя ве-
личины этих составляющих меняются.
Одной из основных составляющих для отсчетных головок яв-
ляется нормируемая в стандартах допустимая погрешность пока-
заний на всем пределе измерения и на одном или двух нормируе-
мых участках, а также вариация показания.
В стандартах на отсчетные головки нормируются предельные
значения измерительного усилия и его колебания в одном прибо-
ре, которые могут служить исходными данными для определения
величины дополнительного изгиба кронштейна в соответствии
с табл. 21.
Помимо погрешностей, нормируемых в стандартах, как было
уже указано выше, в отсчетных головках имеется показатель, ко-
торый был условно назван чувствительностью. Эксперименталь-
но найденная чувствительность ряда отсчетных головок приведе-
на в табл. 6.
В связи с наличием шкалы и стрелочного указателя во всех
отсчетных головках проявляется погрешность отсчета по шкалам
двух видов — с параллаксом и без параллакса. При использова-
нии головок на относительно большом пределе измерения при
производственных измерениях обычно не принимают мер для ис-
ключения влияния параллакса. Если полностью использовать
возможности прибора и настройку его произвести таким обра-
зом, чтобы отклонения не превосходили нормированного участка
шкалы, необходимо также принять меры для уменьшения влия-
203
Таблица 32
Отсчетные головки, выпускаемые отечественной промышленностью
Наименование	Тип	Цена деле- ния в мм	Предел измерения в мм	Габаритные размеры в мм	Масса в г 1	Завод- изгото- витель
Индикатор часового ти- па (осевой) в нормаль- ном исполнении, без уш- ка и с ушком для креп- ления	ИЧ-10	0,01	0—10	Без ушка 58x109 x 24, с ушком 58X109 X 44	195	крин
Индикатор часового ти- па (осевой) на трех кам- нях	ИЧ-10К	0,01	0-10	0 60	195	
Индикатор часового типа (осевой) в нормаль- ном исполнении, без уш- ка и с ушком для крепле- ния	ИЧ-5	0,01	0-5	Без ушка 58x109 x 24, с ушком 58X109X44	195	
Индикатор часового ти- па (осевой) с устройством для разгрузки механиз- ма при ударах	ИЧ-5Р	0,01	0—5	Без ушка 58X109X24, с ушком 58X109 X 44	200	
Индикатор часового ти- па (осевой) в нормальном исполнении, без ушка и с ушком для крепления	ИЧ-2	0,01	0-2	Без ушка 42 x 72x 20, с ушком 42x72x40	115	
Индикатор часового типа торцовый	ИТ-2	0,01	0—2	42X72X59	150	
Индикатор рычажно- зубчатый с боковым рас- положением шкалы	ИРБ	0,01	0,8	30 x 70x 25	55	
Индикатор рычажно- зубчатый с торцовым рас- положением шкалы	ИРТ	0,01	0,8	030x65	40	
Головка измерительная рычажно-зубчатая	ьмкм 2-МКМ	0,001 0,002	±0,05 ! ±0,1	60x19x100	| 130	ЛИЗ
Индикатор рычажно- зубчатый многооборот- ный	1-ИГМ 2-ИГМ	0,001 0,002	о о 1 1 ю —	110x70x22	! 200	
204
Продолжение табл. 32
Наименование	Тип	Цена деле- ния в мм	Предел измерения в мм	Габаритные размеры в мм	Масса в г	Завод- изгото- витель
Головка измеритель- ная пружинная (микро- катор)	01-ИГП 02-ИГП 05-ИГП 1-ИГП 2-ИГП 5-ИГП 10-ИГП	0,0001 0,0002 0,0005 0,001 0,002 0,005 0,01	±0,003 ±0,006 ±0,015 ±0,03 ±0,06 ±0,15 ±0,2	215x95x55	470	ЛИЗ
Головка измерительная пружинная малогабарит- ная (типа микатор)	ИПМ	0,001	±0,05	107x70x52	200	
Головка измерительная пружинно-оптическая (оп- тикатор)	01П 02П 05П	0,0001 0,0002 0,0005	±0,012 ±0,025 ±0,05	360X180 x 70	1500	
ния параллакса на погрешность измерения. Общая погрешность
отсчета Ъот складывается из субъективной погрешности отсчета
и ошибки от параллакса. При максимальном отклонении угла
зрения 30° и зазоре а между стрелкой и шкалой ошибка от па-
раллакса составляет
Snap = a tg 30°.
Ранее было указано, что субъективная погрешность бСИб от-
счета составляет 0,2 от величины интервала
&от — V $суб + Snap •
Приведенные в стандартах максимальные величины измери-
тельных усилий незначительно влияют на погрешность измере-
ния. В стандартах не всегда даются показатели измерительных
усилий, которые действительно оказывают влияние на погреш-
ность измерения. Поэтому при расчете погрешностей измерения
•в соответствии с табл. 12 учитывалось влияние перепадов изме-
рительного усилия. Максимальные величины усилия могут пред-
определять деформации тонкостенных деталей в момент измере-
ния и напряжения в месте контакта измерительного наконечника
с деталью.
Основное влияние на погрешность измерения оказывает пере-
пад измерительного усилия — меньшее при относительных из-
мерениях и большее при контроле геометрической формы. Вели-
чина погрешности от перепада измерительного усилия определя-
205
ется прогибом кронштейнов стоек и штативов, приведенных в
табл. 21, и колебаниями величин контактных деформаций. По
табл. 21 учитывалась не полная величина прогиба стоек, уста-
новленная в ГОСТе 10179—62, а лишь часть, которая соответст-
вовала перепаду нагрузки на стойку, равному допускаемому пе-
репаду измерительного усилия на используемом пределе измере-
ния. Колебания величин контактных деформаций при контроле
стальных деталей, как выяснилось при расчете, имеют столь ма-
лый удельный вес в суммарной погрешности метода измерения,
что ими можно пренебречь.
При относительных методах измерения значительное влияние
на погрешность измерения оказывают используемые концевые
меры длины. Величины вносимых погрешностей указаны в
табл. 24 и 25.
Погрешности, вызванные температурными деформациями,
учитывались в соответствии с положениями, изложенными выше,
в соответствующем разделе. Из-за невозможности введения тем-
пературной поправки учитывалась суммарная величина погреш-
ности, возникающая от колебаний температуры, в зависимости
от температурного режима (табл. 9).
Температурные погрешности часто могут быть доминирующи-
ми. Уменьшением этой составляющей можно значительно повы-
сить точность измерения. Для повышения точности измерения
создают термостатированные помещения, обеспечивающие ста-
бильную температуру в процессе проведения измерений; выдер-
живают детали перед измерением и в очень редких случаях вво-
дят температурную поправку, установленную экспериментальным
путем. Таким образом, для устранения погрешностей измерения,
связанных с температурными деформациями необходимо стре-
миться создавать такие условия измерений, при которых не воз-
никают температурные деформации, или ими можно пренебречь.
В данной книге рассмотрены наиболее частые случаи исполь-
зования головок. При относительном методе измерения и контро-
ле геометрической формы отсчетные головки могут использовать-
ся на всем пределе измерения; на нормированном участке и на
двух-трех делениях.
При относительном методе измерения с использованием от-
счетного устройства на всем пределе измерения в расчет прини-
мали: погрешность головки, нормируемую на всем пределе изме^
рения; погрешность отсчета с учетом влияния параллакса;
погрешность от прогиба стойки или штатива под действием пере-
пада измерительного усилия при прямом или обратном ходе
стержня; погрешность блока концевых мер; температурную по-
грешность.
При относительном методе измерения с использованием толь-
ко нормированного участка в расчет принимали: погрешность го-
ловки на нормируемом участке; погрешность отсчета без учета
206
влияния параллакса; погрешность от прогиба стойки или штати-
ва под действием перепада измерительного усилия при прямом
или обратном ходе стержня на нормируемом участке, точнее, ча-
сти допустимого перепада измерительного усилия при прямом
или обратном ходе, пропорциональной величине нормируемого
участка, а также нелинейность характеристики измерительного
усилия; погрешность блока концевых мер; температурная по-
грешность.
Уменьшение погрешности отсчета, исключение влияния па-
раллакса объясняется тем, что если возникла необходимость ис-
пользовать нормируемый участок, то следует принять меры для
исключения параллакса при отсчете, т. е. более тщательно произ-
водить отсчет.
Погрешность, зависящая от измерительного усилия, в этом
случае часто оказывается небольшой, так как нормированный
участок составляет небольшую часть предела измерения и источ-
ником погрешности является только нелинейность измерительно-
го усилия.
При относительном методе измерения, когда отсчетное устрой-
ство используется всего на двух-трех делениях шкалы, в расчет
принимались следующие составляющие погрешности: вариация
головки; чувствительность; погрешность отсчета без учета влия-
ния параллакса; погрешность от прогиба стойки или штатива под
действием перепада измерительного усилия в пределах нелиней-
ности его характеристики; погрешность блока концевых мер дли-
ны; температурная погрешность.
При использовании отсчетных головок для контроля геомет-
рической формы погрешность измерения состоит почти из тех же
составляющих, что и при относительном методе измерения, за
исключением погрешности концевых мер и температурных по-
грешностей. Погрешность отсчета учитывали, как и при относи-
тельном методе. При определении погрешности от измерительно-
го усилия, помимо перепадов измерительного усилия при прямом
и обратном ходе стержня, необходимо учитывать еще перепад
измерительного усилия при изменении направления измеритель-
ного стержня, т. е. при реверсе.
Для каждого случая использования измерительных головок
указаны типы стоек или штативов, для которых рассчитывали
погрешности и определяли классы и разряды применяемых кон-
цевых мер и температурный режим.
Так как температурная погрешность с увеличением размера
быстро возрастает, нерационально назначать один и тот же тем-
пературный режим для всех интервалов контролируемых разме-
ров. Температурный режим с возрастанием контролируемых раз-
меров, как правило, назначался более жестким. Может казаться,
что требования к концевым мерам также следует связать с вели-
чиной контролируемого размера. Однако проверка показала, что
207
ужесточение требований к концевым мерам в зависимости от
увеличения контролируемого размера не обеспечивает сущест-
венного повышения точности, и поэтому было решено для каждо-
го случая применения отсчетных головок назначать один класс
или разряд концевых мер. При назначении температурного ре-
жима придерживались соответствия между применяемыми кон-
цевыми мерами и температурным режимом, установленным в
табл. 11. Отступления допускались лишь для отсчетных головок
с ценой деления менее 0,5 мкм.
Для иллюстрации структуры предельной погрешности изме-
рения отсчетными головками на рис. 50 приведен график, где
показан удельный вес различных составляющих погрешностей
метода измерения в зависимости от контролируемых размеров.
На графике приведены составляющие погрешности измерения
микатором при следующих условиях: прибор используется на
расходе ±50 делений; устанавливается в штативах Ш-I, Ш-ПН,
ШМ-1 или ШМ-ПН при измерении размеров до 260 мм и в шта-
тивах Ш-ПВ или ШМ-ИВ при измерении размеров свыше
260 мм; настройка производится по концевым мерам 5-го разря-
да; температурный режим при измерениях в диапазоне до 30 мм
2° С, в диапазоне 30—120 мм 1°С, в диапазоне свыше 120 мм
0,5° С.
На границах этих диапазонов можно отметить излом кривых
на графиках. При каждом таком изломе наблюдается резкое
сокращение тенденции кривой к подъему или снижению.
При отклонении условий измерения от указанных в табл. 59
должен быть проведен пересчет погрешностей. С этой целью по
каждому виду измерительных средств даются таблицы состав-
ляющих погрешностей.
Суммирование составляющих погрешностей производится
квадратически; при этом удельный вес составляющих пропорци-
онален квадратам их величин, и поэтому можно учитывать толь-
ко основные составляющие. Погрешности, величины которых не
превышают 10—20% от суммарной погрешности, могут считать-
ся пренебрежимо малыми, так как их удельный вес не превыша-
ет 1—4%. В расчет не включались некоторые составляющие, для
которых было установлено, что их удельный вес пренебрежимо
мал, т. е. меньше, чем погрешность оценки других составляющих.
Индикаторы часового типа имеют малую относительную по-
грешность и сравнительно плавно изменяющееся измерительное
усилие. Индикаторы часового типа применяют тогда, когда ну-
жен большой предел измерения. Индикаторы при измерении мо-
гут устанавливаться как в стойках С-Ш и C-IV, так и в штати-
вах. При относительных измерениях во всех случаях, кроме уста-
новки индикатора в стойке С-Ш, измерение должно произво-
диться только при одном направлении движения измерительного
208
стержня, т. е. с обязательным арретированием. Таким образом,
из погрешности измерения исключается составляющая, вызыва-
емая перепадом измерительного усилия при реверсе. Эта состав-
ляющая не учитывалась при расчете предельной погрешности
индикаторов. Не учитывались и возможные контактные деформа-
ции, так как при измерении стальных деталей они пренебрежи-
мо малы.
Составляющие погрешности измерения индикаторами часо-
вого типа и случаи их использования приведены в табл. 33 и 33а.
Интервалы *онтоолиодемь1х pajMepod
Рис. 50. Составляющие погрешностей при измерении микатором:
1 — допускаемая погрешность показаний; 2 — погрешность блоков концевых мер; 3 — по-
грешность от измерительного усилия; 4 — погрешность отсчета; 5 — температурная
погрешность
При расчете погрешности измерения индикатором часового типа
учитывалась погрешность на двух нормированных участках 1 и
0,1 мм.
В ГОСТе 577—60 на индикаторы часового типа погрешность
установлена совместно для прямого и обратного хода стержня.
Такой метод нормирования учитывает не все случаи использова-
ния индикатора, так как предусматривает только контроль гео-
метрической формы и исключает использование индикаторов для,
относительных измерений. Исходя из многократных проверок
индикаторов часового типа, было установлено, что их погреш-
ность при использовании только на прямом или только на обрат-
ном ходе стержня составляет 0,7 от погрешности, нормируемой
по стандарту.
Предельные погрешности измерения индикаторами часового
типа при разных условиях их применения приведены в табл. 59.
209
Таблица 33
Составляющие погрешности измерения индикаторами часового тип»
№ по пор.	Техническая характеристика и параметры, влияющие на погрешность измерения	Тип индикатора				
		ИЧ-10	ИЧ-5. ИЧ-5Р	ич-з	ИЧ-2	ИТ,2
1	Пределы измерения в мм	0-10	0-5	0-3	0-2	0-2
	Допустимая погрешность по ГОСТу 577—60 * в мкм					
2	на всем пределе измере-					
	НИЯ		22	18	15	12	15
3	на любом участке 1 мм	12	12	12	12	15
4	на участке 0,1 мм в нача-					
	ле второго оборота	6	6	6	6	8
5	Вариация показаний	по ГОСТу 577—60 в мкм .	. .	3	3	3	3	3
6	Чувствительность в мкм . .	До 2	До 2	До 2	До 2	До 2
7	Погрешность отсчета в мкм:					
	с учетом параллакса	4	4	4	4	4
8	без учета параллакса	2	2	2	2	2
	Измерительное усилие и его колебание** в н (гс):					
9	Рmin и Ртах ПО ГОСТу					
	577—60 ...		0,8—2,0(80—200)			
10	ДРЕ	1.2(120)	0,6 (60)		0,6 (60)	
11	ДР1 .	1,0(100)	0,6 (60)		0,4 (40)	
12	ДР2 .	0,5 (5(0)	0,2(20)		0,4 (40)	
13	ДР3		0,1 515)	0,1 (10)		0,2(20)	
14	Погрешность блоков конце-	См. табл. 25				
	вых мер					
15	Температурная погрешность	См. табл. 9 — допускаемые колеба-				
		ния температуры		5 и 2	С	
* При относительном методе измерения погрешность принималась равной 0,7 от вели-
чины, допускаемой по ГОСТу.
** Прогибы стоек C-IV и штативов см. в табл. 21.
Индикаторные глубиномеры. Несмотря на то что индикатор-
ные глубиномеры не могут быть отнесены к отсчетным головкам,
они рассматриваются в настоящем разделе, поскольку основны-
ми составляющими погрешность (табл. 34) являются погрешно-
сти, вызванные применением индикатора часового типа. Помимо
210
Таблица 33а
Случаи использования индикаторов часового типа
в штативах и стойке C-IV по ГОСТ 10197—62
Случаи использования
Составляющие погрешности
(указаны порядковые
номера по табл. 33)
Относительные измерения:
на всем пределе измерения ....
на любом участке 1 мм.................
на 0,1 мм в начале второго оборота .
на двух-трех делениях ....
Контроль геометрической формы:
на всем пределе измерения ...................
на любом участке 1 мм........................
на 0,1 мм в начале второго оборота...........
на двух-трех делениях........................
2; 7; И; 14; 15
3; 8; 11*; 13; 14; 15
4; 8; 13; 14; 15
5; 6; 8; 13; 14; 15
2; 7; 10
3; 8; 11*; 12; 13
4; 8; 12; 13
5; 6; 8; 12; 13
* Учитывается только часть перепада измерительного усилия, пропорциональная ис-
пользуемой части предела измерения.
Таблица 34
Составляющие погрешности измерения индикаторными глубиномерами
№ по пор.	Параметры, влияющие на погрешность измерения	Данные глубиномеров
	Допускаемая погрешность индикатора ИЧ-10 по	
	ГОСТу 577—60 в мкм:	
1	на всем пределе измерения 		22*
2	на участке 0,1 мм в начале второго оборота ....	6*
3	Вариация показаний индикатора ИЧ-10 по ГОСТу 577—60	3
	Погрешность отсчета в мкм:	
4	с параллаксом 		4
5	без параллакса		2
6	Погрешности установочных мер по ГОСТу 7661—55	
	в мкм**:	
	до 30 мм . .			1
	до 80 мм		1,5
	№ 100 мм		2
7	Погрешности блоков концевых мер		См. табл. 25
8	Погрешности от неперпендикулярности измерительного	
	стержня к поверхности основания		4 л</с/100 мм
9	Неплоскостность основания в мкм		1
10	Температурная погрешность ...	См. табл. 9
* При расчете погрешность принималась равной
ГОСТу 577—60.
** Для размеров свыше 10 мм.
0,7 от значений, допускаемых по
погрешностей, связанных с использованием индикатора, на по-
грешность измерения оказывают влияние неперпендикулярность
211
измерительного стержня к поверхности основания, неплоскост-
ность основания и температурные погрешности. Температурные
погрешности определялись без учета влияния нагрева прибора
руками, так как при экспериментальных исследованиях не уда-
лось обнаружить влияние нагрева от рук.
Величины контактных деформаций не учитывались при расче-
те предельных погрешностей измерения, поскольку при контроле
стальных деталей этими величинами можно пренебречь. При
контроле деталей из цветных металлов и пластических масс ве-
личины контактных деформаций следует определить по форму-
лам, данным в гл. III, раздел В, и только после этого решать во-
прос о необходимости учета их при расчете предельной погреш-
ности измерения.
Предусмотрены два случая использования индикаторных глу-
биномеров (табл. 34а), которые являются относительными и от-
личаются тем, что настройка производится или по установочным
мерам глубиномера, или по концевым мерам длины.
Предельные погрешности измерения индикаторными глубино-
мерами при разных условиях их применения приведены в
табл. 59.
Таблица 34а
Случаи использования индикаторных глубиномеров
Метод измерения	Используемый предел изме- рения в мм	Класс конце- вых мер	Температурный режим в °C для интервалов контролируемых размеров в мм		Составляющая погрешность (ука- заны порядковые номера по табл. 34)
			до 30	| св. 30		
Относительный с настройкой по устано- вочным мерам ....	10	—	5		1; 4; 6; 8; 9; 10
Относительный с настройкой по конце-	0,1	4	5		2; 5; 7;'8; 9; 10 3; 5; 7; 8; 9; 10
вым мерам	0,02—0,03	3	5	2	
Рычажно-зубчатые индикаторы ИРБ и ИРТ. Индикаторы
ИРБ и ИРТ используют только при контроле геометрической
формы изделий. Благодаря малой величине измерительного уси-
лия их укрепляют на шарнирной оправке. Индикаторы обладают
малым перепадом измерительного усилия, но и этот период, как
показано в табл. 22, может оказать влияние на погрешность из-
мерения. В связи с тем, что относительно малый перепад измери-
тельного усилия практически не оказывает влияние на прогибы
стоек и штативов, где устанавливаются державки с индикатором,
212
при расчете учитывали только прогибы державки. Поэтому их по-
грешность не связана с размерами контролируемых деталей.
При работе с рычажно-зубчатыми индикаторами нужно сле-
дить, чтобы ось рычага была приблизительно перпендикулярна
направлению измеряемой величины. Погрешность, возникающую
при отклонении рычага от правильного положения, определяют
по формуле
6 = а(1 — coscp),
где а — измеряемая величина;
Ф — угол отклонения рычага от оптимального положения.
Эта погрешность пренебрежимо мала при ф < 15°, но быстро
растет с увеличением угла ф.
Остальные составляющие погрешности измерения рычажно-
зубчатыми индикаторами (табл. 35), а также случаи их исполь-
зования (табл. 35а) такие же, как и у других отсчетных головок.
Предельные погрешности измерения рычажно-зубчатыми
индикаторами при разных условиях их применения приведены в
табл. 59.
Рычажно-зубчатые головки 1-МКМ и 2-МКМ. Составляющие
погрешности измерения и случаи использования рычажно-зубча-
тых головок приведены в табл. 36 и 36а.
Расчеты погрешностей измерения этими головками в принци-
пе не отличаются от расчета других измерительных головок.
Разница заключается в том, что в ГОСТе 6934—62 допускаемая
погрешность нормируется исходя из условий проверки от нулево-
го штриха. Если же такую головку настраивать не на нулевой, а
на произвольный штрих, то вместе с увеличением ее пределов из-
мерения вдвое возрастает допускаемая погрешность, так как в
этом случае надо учитывать не абсолютную величину допускае-
мой погрешности, а ее размер.
В ГОСТе 6934—62 устанавливаются дополнительные требова-
ния при контроле аттестованного биения величиной не более
20 делений. Принцип нормирования такой погрешности недоста-
точно четкий, поскольку в данном случае нельзя говорить о ве-
личине «более» или «менее». Особенно нельзя говорить о поня-
тии «не более», так как погрешность головки нельзя проверить
по оправке с нулевым биением.
Смысл такого нормирования заключается в том, чтобы огово-
рить требования для одного из случаев применения головки при
контроле геометрической формы. Эксплуатационные возможно-
сти головок при контроле геометрической формы ограничивают-
ся величиной чувствительности, особенно в момент перемены на-
правления движения измерительного стержня и перепада в этот
момент измерительного усилия, изменяющего прогиб кронштей-
нов, где установлена головка.
213
Таблица 35
Составляющие погрешности измерения
рычажно-зубчатыми индикаторами
№ но пер.	Техническая характеристика и параметры, влияющие на погрешность измерения	Тип индикатора	
		НРБ	ИРТ
1 2	Допускаемая погрешность по ГОСТу 5584—61 в мм: на всем пределе—на любом участке шкалы более 0,1 мм . . 		 на любом участке шкалы в пределах 0,1 мм	0,01 0,005	0,01 0,005
3	Вариация показаний по ГОСТу 5584—61 в мкм	3	3
4	Чувствительность в мкм 		3,5	3,5
5 6	Погрешность отсчета в мкм: с параллаксом		 без параллакса 		4 2	4 2
7 8 9 10 11 Пр	Измерительное усилие и его колебание1 в н(гс): Рmin	^max п0 ГОСТу 5584 61 	 ДР5		 ДР1 	 ДР2		 ДРз		 • имечание. В п. п. 8—11 даны экспериментальные значе! Жесткость подвески индикатора см. в табл. 22.	0,1—0,3(10—30)	
		0,15(15) 0,15(15) 0,05(5) 0,02 (2) 1ИЯ.	0,07(7) 0,06(6) 0,02(2) 0,015(1,5)
Таблица 35а
Случаи использования рычажно-зубчатых индикаторов
Случаи использования			Составляющие погрешности (указаны порядковые номе- ра по табл. 35)
Тип индика- тора	Используемый предел измерения	Положение измери- тельного рычага по табл. 22	
ИРБ	0,8 ММ	а; б	1; 5; 8
	0,1 мм	а; б	2; 6; 10; 11
	Одно-два деления	а; б	3; 4; 6; 10; 11
ИРТ	0,8 мм	а; б; в; г	сл оо
	0,1 мм	а\ б\ в; г	2; 6; 10; 11
	Одно-два деления	а\ б; в; г	3; 4; 6; 10; 11
214
Таблица 36
Составляющие погрешности измерения
рычажно-зубчатыми головками 1-МКМ и 2-МКМ
№ по пор.	Техническая характеристика и параметры, влияющие на погрешность измерения	Типы головок	
		1-МКМ	2-МКМ
1	Пределы измерения в мм . .	±0,05	±0,10
2	Цена деления в мм . .			0,001	0,002
3 4	Допускаемая погрешность по ГОСТу 6934—62 в мкм: при проверке от нулевого штриха на участ- ках шкалы свыше ± 30 делений	±0,8	±1,5
5	± 30 делений 		±0,5	±1.0
6	при проверке аттестованного биения в преде- лах 20 делений (0,02 и 0,04 мм) ....	1,0	1,5
7	Вариация показаний по ГОСТу 6934—62 в мкм	0,33	0,66
8	Чувствительность в мкм ...........	0,9	0,9
9	Погрешность отсчета в мкм: с параллаксом . .	0,4	0,8
10	без параллакса	0,2	0,4
11	Измерительное усилие и его колебание1 в н (гс): Р max 	 		2(200)	2(200)
12	ДР1			0,6(60)	0,6(60)
13	ЛРц			1,1 (ПО)	0,7(70)
14	ДРХ	0,7(70)	0,5(50) 0,6(60)
15	ьрг	....	0,8 (80)	
16	ДР3	....	0,2(20)	0,1 (Ю)
17	Погрешность блоков концевых мер 		См. табл. 25	
18	Температурная погрешность		См. табл. 9	
Примечание. В п. п. 11 и 12 сведения даны по ГОСТу 6934—62; в п.			п. 13—16
даны экспериментальные значения. 1 Прогибы стоек и штативов см. в табл. 21.			
Большая погрешность делает нерациональным использование
головок при относительных измерениях на расходе в двух-трех
делениях шкалы. Заметного повышения точности по сравнению
с использованием всего нормируемого участка при этом достиг-
нуть не удается.
215
Таблице 36а
Случаи использования рычажно-зубчатых головок 1-МКМ и 2-МКМ
Метод измерения	Используемый предел измерения по шкале	Штативы и стойки по ГОСТу 10197-62	Тип головки	Ф  X = h", S О 3 ? Дз 5 & С s s		Температурный ре- жим в °C для ин- тервалов контроли- руемых размеров в мм			Составляющие пог- решности (указаны порядковые номера по табл. 36)
				Класс	Разряд	1—30	30—120	120—260	
Относи- тельный при настройке на произ- вольное де- ление	На всем пределе	Ш-1 И ШМ-1	1-МКМ 2-МКМ	3	5	2 5	1 2	0,5 1	3*; 9 14; 17; 18
Относитель- ный при настройке на нулевое деление	На всем пределе	Ш-1 и ШМ-1	1-МКМ и 2-МКМ	—	5	2	1	0,5	3»*; 9; 14; 17; 18
	На участке ± 30 деле- ний	С-П и С-Ш	1-МКМ 2-МКМ	—	4 5	2 2	0,5 1	0,2 0,5	4; 10 17; 18
Контроль геометричес- кой формы	На 20 деле- ниях	Ш-1 и ШМ-1	1-МКМ 2-МКМ	—	—	—	—	—	5; 9; 15; 16 6; 9;15;16
	На двух-трех делениях	С-П и С-Ш	1-МКМ и 2-МКМ	—	—	—	—	—	7; 8; 10; 15; 16
•Учитывается амплитуда допускаемой погрешности, т. е. 1,6 и 3 мкм,.
** Учитывается абсолютная величина допускаемой погрешности, т. е. 0,8 и 1,5 мкм.
Головки ГМКМ и 2-МКМ имеют большую величину пере-
пада измерительного усилия при прямом или обратном ходе
измерительного стержня и особенно в момент реверса. Большая
величина перепада сильно снижает точность измерения при уста
новке головок в универсальных штативах, что ограничивает
область их применения. Практически устанавливать рычажно-
зубчатые головки в существующие штативы нецелесообразно.
При относительных измерениях головками МКМ необходимо,
чтобы движение измерительного стержня происходило в одном
направлении, т. е. измерение производилось с арретированием.
Таким образом можно исключить погрешность, возникающую
вследствие перепада измерительного усилия в момент реверса
216
механизма головки. При расчете предельной погрешности
рычажно-зубчатых головок 1-МКМ и 2-МКМ при относительных
измерениях погрешность от перепада измерительного усилия в
момент реверса не учитывалась. Значения предельной погреш-
ности рычажно-зубчатых головок при различных условиях их
применения приведены в табл. 59.
Индикаторы многооборотные с ценой деления 0,001—0,002 мм.
Основная схема расчетов погрешностей измерения индикато-
рами такая же, как и для других измерительных головок. Отли-
чие в расчетах заключается только в том, что для головок
типа ИГМ в ГОСТе 9696—61 нормируется погрешность при
контроле аттестованного биения 0,05 мм. В указанном стандарте
предусмотрены дополнительные погрешности, возникающие при
использовании головки в невертикальном положении. Поэтому в
расчетах включаются дополнительные составляющие (табл. 37)
и удваивается число случаев применения индикаторов
(табл. 37а).
Расчеты показали, что погрешность измерения при разных
положениях индикаторов ИГМ меняется незначительно и слу-
чаи применения головок при вертикальном и невертикальных
положениях целесообразно объединить.
Индикаторы ИГМ, так же как и головки МКМ имеют большие
перепады измерительного усилия, и для них справедливо все
сказанное о головках МКМ. Благодаря большому перепаду из-
мерительного усилия при реверсе погрешность индикаторов ИГМ,
установленных в штативах, при контроле геометрической формы
практически оказывается такой же, как погрешность индикато-
ров часового типа.
Предельные погрешности измерения индикаторами ИГМ при
разных условиях их применения приведены в табл. 59.
Головки измерительные пружинные (микрокаторы). По схеме
пружинных механизмов изготовляют большую группу измери-
тельных головок с ценой деления от 0,1 до 10 мкм. Составляю-
щие, которые определяют погрешность измерения этими голов-
ками, и случаи использования этих головок приведены
в табл.38 и 38а.
Пружинные головки характеризуются очень высокой чув-
ствительностью независимо от прямого или обратного хода
измерительного стержня. Пружинные головки практически не
имеют перепада измерительного усилия в момент изменения
направления перемещения стержня (при реверсе), что позволяет
с более высокой точностью определять погрешности геометриче-
ской формы с помощью микрокаторов по сравнению.с измере-
нием рычажно-зубчатыми головками с такой же ценой деления.
При таких характеристиках микрокаторов можно рассчи-
тать погрешность измерения отклонений геометрической формы
деталей независимо от размера контролируемых деталей. Пред-
217
Таблице 37
Составляющие погрешности измерения индикаторами многооборотными
с ценой деления 0,001 и 0,002 мм [1-ИГМ и 2-ИГМ)
№ по пор.	Техническая характеристика и параметры, влияющие на погрешности измерения	Тип индикаторов	
		1-ИГМ	2-ИГМ
1	Цена деления в мм 		0,001	0,002
2	Допускаемая погрешность в мкм-. на 2 мм ...	.	.	...		8
3	на 1 мм		4	5
4	на одном обороте стрелки 		3	4
5	при проверке аттестованного биения величи- ной не менее 0,05			2	2
6	Вариация показаний в мкм 		0,5	1
7	Дополнительная погрешность ^при невертикаль- ном положении в мкм 		1	1
8	Чувствительность в мкм		1,2	1,2
9	Погрешность отсчета в мкм\ с параллаксом 		0,4.	0,8
10	без параллакса .			0,2	0,4
11	Измерительное усилие и его колебание1 в н (гс): max			2 (200)	2(200)
12	ДР1			0,8(80)	0,8(80)
13	ДРа			2(200)	2 (200)
14	ДР,	1,5(150)	1,5(150)
15	ДР2	...	1 (100)	1 (100)
16	ДР3	...	0,3(30)	0,3(30)
17	Погрешность блоков концевых мер 		См. табл. 25	
18	Температурная погрешность		См. табл. 9	
1 Прогибы стоек и штативов см. в табл. 21.
Примечание. Вп. п. 2—7, 11 и 12 сведения даны по ГОСТу 9696—61; в п. п.
13—16 даны экспериментальные значения.
полагается, что если имеется кронштейн с посадочным диамет-
ром под головку, равным 28 мм, то его жесткость будет вполне
достаточна для использования микрокаторов.
Величины контактной деформации под действием максималь-
ного усилия не включены в расчет погрешности измерения, по-
скольку головки используются либо для относительных измере-
ний, либо для контроля погрешностей геометрической формы.
218
Метод измерения	Исполь- зуемый предел измерения по шкале	Штативы и стойки по ГОСТу 10197—62	Тип головки
Относительный: при вертикальном по- ложении индикато- ра при невертикальном положении индика- тора Контроль геометрической формы: при вертикальном по- ложении индикато- ра при невертикальном положении	2 мм 1 мм	Штативы	2-ИГМ 1-ИГМ и 2-ИГМ 1-ИГМ 2-ИГМ 1-ИГМ и 2-ИГМ 2-ИГМ 1-ИГМ и 2-ИГМ 1-ИГМ 2-ИГМ 2-ИГМ 1-ИГМ и 2-ИГМ 1-ИГМ 2-ИГМ 1-ИГМ и 2-ИГМ 1-ИГМ и 2-ИГМ 2-ИГМ 1-ИГМ и 2-ИГМ 1-ИГМ 2-ИГМ 1-ИГМ и 2-ИГМ
	0,1 мм 0,2 мм	С-П и С-Ш	
	Два-три деления	С-П и С-Ш	
	2 мм 1 мм	Штативы	
	0,1 мм 0,2 мм	С-П и С-Ш	
	2 мм 1 мм	Штативы	
	0,1 мм 0,2 мм 0,05 мм Два-три деления	С-П и С-Ш	
	2 мм 1 мм	Штативы	
	0,1 мм 0,2 мм 0,5 мм	С-П и С-Ш	
Таблица 37а
Случаи использования индикаторов многооборотных
с ценой деления 0,001 и 0,002 мм (1-ИГМ и 2-ИГМ)
Применяемые концевые меры		Температурный режим в °C для интервалов контролируемых размеров в мм			Составляющие погрешности (указаны поряд- ковые номера по табл. 37)
по клас- сам	по раз- рядам	1—30	30—120	120—260	
4		5	5	2	2; 9; 14; 17; 18
3	—	5	2	1	3; 9; 14; 17; 18
3	—	5	2	1	4; 10; 17; 18
3	—	5	2	1	4; 10; 17; 18;
—	5	2	1	0,5	6; 8; 10; 17; 18
4	—	5	5	2	2; 7; 9; 14; 17; 18
3	—	5	2	1	3; 7; 9; 14; 17; 18
3	—	5	2	1	4; 7; 10; 17; 18
3	—	5	2	1	4; 7; 10; 17; 18
—	—	—	—	—	2; 9; 13
—	—	—	—	—	3; 9; 13
—	—	—	—	—	4; 8; 9; 15; 16
—	—	—	—	—	4; 8; 9; 15; 16
—	—	—	—	—	5; 8; 10: 15; 16
—	—	—	!—	—	6; 8; 10; 15; 16
—	—	—	—	—	2; 7; 9; 13
—	—	—	—	—	3; 7; 9; 13
—	—	—	—	—	4; 7; 8; 9; 15; 16
—	—	—	—	—	4; 7; 8; 9; 15; 16
—	—	—	—	—	5; 7; 8; 10; 15; 16
Таблица 38
to
to
О	~
Составляющие погрешности измерения головками измерительными
пружинными (микрокаторами)
о Е О С £	Техническая характеристика и параметры, влияющие на погрешность измерения	Типы головок						
		01-ИГП	02-ИГП	06-ИГП	1-ИГП	2-ИГП	5-ИГП	10-ИГП
1	Цена деления в мм 		0,0001	0,0002	0,0005	0,0001	0,0002	0,0005	0,010
2	Допускаемая погрешность по ГОСТу 6933—61 в мкм\ на всем пределе измерения 		0,2	0,3	0,5	0,8	1,5	4,0	5,0
3	на нормированном участке в пределах 30 Делений 		0,1	0,2	0,3	0,5	1,0	2,5	3,0
4	Вариация показаний в мкм 		0,05	0,1	0,17	0,33	0,66	1,7	3,3
5	Чувствительность в мкм		0,02	0,1	0,1	0,2	0,1	1,0	2,0
6	Погрешность отсчета в мкм		0,02	0,04	0,1	0,2	0,4	1,0	2,0
7	Измерительное усилие н его колебание1 в н(гс): Р max	• •	......	1,5 (150)	1,5 (150)	1,5 (НО)	2 (200)	2 (200)	3 (300)	3,5 (350)
8	ДРа	....	0,2 (20)	0,2 (20)	0,3 (30)	0,3 (30)	0,6 (60)	1,2 (120)	2 (200)
9	ДР1		0,2 (20)	0,2 (20)	0,3 (30)	0,3 (30)	0,5 (50)	1,2 (120)	2 (200)
10	АРз		0,1 (Ю)	0,05 (5)	0,05 (5)	0,05 (5)	0,05 (5)	0,05 (5)	0,05 (5)
И 12 13	Погрешность блоков концевых мер Температурная погрешность	 Величина контактных деформаций от Ртах в мкм	0,22	0,22	Civ См 0,22	!. табл. 25 1. табл. 9 0,27	0,27	0,35	0,39
14	Колебание величины контактных деформаций от Ртах В МКМ			0,02	0,02	0,03	0,03	0,06	0,1	0,17
Примечание.
В п. п. 7 и 8 даны сведения по ГОСТу 6933—6!; в п. п. 9 и 10 — экспериментальные значения.
1 Жесткость применяемых стоек см. табл. 2!.
Таблица 38а
Случаи использования измерительных пружинных головок (микрокаторов)
Типораз- мер головки	Случаи использования головок	Тип стойки по ГОСТу 10197—62	Применяемые концевые меры		Температурный режим в °C для интервалов контролируемых размеров, в мм			Составляющие по- грешности (указаны порядковые номера по табл. 38)
			по клас- сам	по раз- рядам	1—30	30-120	120—180	
01-ИГП	Относительные измерения размеров: на всем пределе 	 на нормированном участке . . Контроль геометрической формы: на всем пределе 	 на нормированном участке	 на двух-трех делениях 		С-1	—	2 2	0,5 0,5	о,1 0,1	0,1 0,1	2; 6; 9; 11; 12; 14 3; 6; 9; 11; 12; 14 2; 6; 8 3; 6; 8 4; 5; 6; 10
02-ИГП	Относительные измерения размеров: на всем пределе 	 на нормированном участке 	 Контроль геометрической формы: на всем пределе	 на нормированном участке 	 на двух-трех делениях		С-1	—	2 2	0,5 0,5	0,1 0,1	0,1 0,1	2;	6;	9;	11;	12;	14 3;	6;	9;	11;	12;	14 2;	6;	8 3;	6;	8 4;	5;	6;	10
05-ИГП	Относительные измерения размеров: на всем пределе 	 на нормированном участке . . Контроль геометрической формы: на всем пределе	 на нормированном участке	 на двух-трех делениях 		С-1	—	3 2	1 1	0,5 0,5	0,2 0,1	2; 6; 9; 11; 12 3; 6; 9; 11; 12 2; 6 3; 6 4; 5; 6
1-ИГП ьэ ьэ	Относительные измерения размеров: на всем пределе	 на нормированном участке	 на двух-трех делениях 		С-П		4 4 3	2 2 1	0,5 0,5 0,5	’ 0,2 0,2 0,2	2;	6;	9;	11;	12 3;	6;	9;	11;	12 4;	5;	6;	11;	12
Типораз- мер головки	Случаи использования головок	Тип стойки по ГОСТу 10197-62
1-ИЩ£	Контроль геометрической формы: на всем пределе	 на нормированном участке . . на двух-трех делениях 		С-П
2-ИГП	Относительные измерения размеров: на всем пределе’ 	 на нормированном участке	 на двух-трех делениях 	 Контроль геометрической формы: на всем пределе	 на нормированном участке .	... на двух-трех делениях 		С-П
5-ИГП	Относительные измерения размеров: на всем пределе 	 на нормированном участке ... на двух-трех делениях . . Контроль геометрической формы: на всем пределе	 на нормированном участке . на двух-трех делениях		С-П
10-ИГП	Относительные измерения размеров: на всем пределе	 на нормированном участке . . Контроль геометрической -формы: на всем пределе	 на нормированном участке ...	С-П
Продолжение табл. 38.
Применяемые концевые меры		Температурный режим в °C для интервалов контролируемых размеров, в мм			Составляющие по- грешности (указаны порядковые номера по табл. 38)
по клас- сам	по раз- рядам	1—30	30-120	120—180	
										2; 6
—	—	—	—	—	3; 6
—	—	—		—	4; 5; 6
2	5	2	1	0,5	2; 6; 9; 11; 12
2	5	2	1	0,5	3; 6; 9; 11; 12
	4	2	0,5	0,2	4; 5; 6; 11; 12
—	—	—	—•	—	2; 6
—	——	—	—	—	3; 6
-	—	—	—	—	4; 5; 6
4		* 5	5	2	2; 6; 11; 12
3	—	5	2	1	3; 6; 11; 12
3	—	5	2	1	4; 5; 6; 11; 12
—	—	—	—	—	2; 6
—	—	—	—	—	3; 6
—	—	—	—	—	4; 5; 6
4		5	5	2	2; 6; 11; 12
3	—	5	2	1	3; 6; 11; 12
		—	—	—	—	2; 6
—	—	—	—	—	3; 6	_
Предельная величина измерительного усилия может вызвать
погрешность измерения, если при относительном методе и на-
стройке по концевым мерам длины проверяются изделия, изго-
товленные из материала с другими механическими свойствами,
чем концевые меры длины.
Пружинные головки обладают высокой точностью измерения,
и их применение предпочтительно во всех случаях по сравнению
с другими головками. К недостаткам пружинных головок отно-
сят трудность отсчета в связи с тонкой стрелкой и опасность
поломки стрелки при ударе головки, направленном перпендику-
лярно оси прибора. Удары, даже более сильные, но направлен-
ные вдоль оси измерительного стержня, не вызывают поломки
прибора.
В процессе работы с микрокаторами с ценой деления 0,1 —
0,2 мкм было установлено, что если микрокатор до установки
в вертикальное положение находился в горизонтальном положе-
нии, то в течение некоторого времени настройка несколько сме-
щается, возможно, из-за прогиба ленты механизма. В связи с
этим необходимо перед работой следить, чтобы микрокатор
выдерживался 1 —1,5 ч в рабочем положении, либо в течение
указанного времени производить более частую проверку перво-
начальной установки.
У микрокаторов с ценой деления менее 1 мкм при относитель-
ных измерениях доминирующими оказываются погрешность
установочных мер и температурная погрешность при принятых
условиях. Поэтому такие приборы нецелесообразно использовать
на участке в два-три деления, так как точность измерения
практически не повышается. Нецелесообразно также использо-
вать на участке в два-три деления микрокаторы 10-ИГП из-за
большой величины вариации показаний. Поскольку микрока-
торы используются совместно с жесткими стойками, удельный
вес составляющей погрешности, зависящей от измерительного
усилия, невелик, и ее в большинстве случаев можно не учиты-
вать. Предельные погрешности измерения микрокаторами при
разных условиях их применения приведены в табл. 59.
Головки пружинные малогабаритные (микаторы). У пружин-
ных малогабаритных измерительных головок удачно сочетаются
высокая чувствительность, износоустойчивость и точность изме-
рения с малыми габаритными размерами и посадочным диамет-
ром 8 мм.
Эксплуатационные данные малогабаритных головок такие
же, как и у других пружинных головок (микрокаторов).
В настоящее время отсутствует стандарт на микаторы. По-
этому при расчетах принимались данные, приведенные в техни-
ческих условиях завода ЛИЗ, а также данные, полученные
экспериментальным путем. Составляющие погрешности голо-
вок ИПМ (табл. 39) аналогичны другим головкам.
223
Таблица 39
Составляющие погрешности измерения измерительными пружинными
малогабаритными головками (микаторами)
№ по пор.	Техническая характеристика и параметры, влияющие на погрешность измерения	Данные микатора ИПМ
1	Цена деления в мм		0,001
	Допустимая погрешность, (по ТУ завода ЛИЗ)	
	в мкм:	
2	на всем пределе ± 50 делений от нулевого	
	деления 		1
3	на нормированном участке±30 делений от нуля	0,5
4	Вариация показаний в мкм . .	0,33
5	Чувствительность в мкм. ...	0,25
6	Погрешность отсчета в мкм		0,2
	Измерительное усилие и его колебание1 в н (гс):	
7	Р шах	 .	.	. •	2 (200)
8	дл	 ....	0,3(30)
9	ДРВ.			0,3(30)
10	ДР2		—
11	др3		о,1 (Ю)
12	Погрешность блоков концевых мер	.	. .	См. табл. 25
13	Температурная погрешность . .			См. табл. 9
Примечание. В п. п. 7 и 8 даны сведения по ТУ завода ЛИЗ; в п. п. 5,9—11 при-
ведены экспериментальные значения.
Жесткость применяемых стоек и штативов см. табл. 21.
Таблица 39а
Случаи использования измерительных пружинных
малогабаритных головок
Случаи	Стойки штативы	Применяемые концевые меры		Температурный режим в °C для интервалов контролируемых размеров, в мм			Составляющие погрешности (указаны порядковые номера по табл. 39)
использования	по ГОСТу 10197—62	по клас- сам	по разря- дам	1—30	30—12 0	120—500	
Относительные из- мерения размеров: на всем пределе измерения ± 50 мкм	Штативы С-П и С-Ш	2	5 4	2 2	1 0,5	0,5 0,2	2; 6; 8; 12; 13 2; 6; 12; 13
на нормированном участке ± 30 мкм	Штативы С-Н и С-Ш			4 3	2 1	0,5 0,5	0,2 0,2	3; 6; 8; 12; 13 3; 6; 12; 13
на двух-трех мкм	Штативы	—	3	1	0,5	0,2	4; 5; 6; 11; 12; 13 4; 5; 6; 12; 13
	С-П и С-Ш	•—	2	1	0,5	0,1	
224
Продолжение табл. 39а
Случай использования	Стойки штативы по ГОСТу 10197—62	Применяемые концевые меры 				Температурный режим ( в С для интервалов контролируемых размеров, в мм			Составляющие погрешности (указаны порядковые номера по табл. 39)
		по клас- сам	по разря- дам	1—30	30—120	120-500 1	
Контроль геомет- трической формы: на всем преде- ле ± 50 мкм на нормирован- ном участке на 2—3 мкм	Штативы С-П и С-Ш Штативы С-Н и С-Ш Штативы С-П и С-Ш	—	1 1 1 1 1 1	—	—	—	2; 6; 9 2; 6 3; 6; 9 3; 6 4; 5; 6; 11 4; 5; 6
Основное положительное отличие от малогабаритных ры-
чажно-зубчатых головок заключается в высокой чувствитель-
ности (т. е. погрешности в пределах одного деления), не превы-
шающей 0,25 мкм независимо от прямого или обратного хода
измерительного стержня.
У головок ИПМ практически отсутствует перепад измеритель-
ного усилия в момент изменения направления перемещения
стержня, поэтому при контроле геометрической формы голов-
ки ИПМ можно устанавливать на любых стойках или штативах
по ГОСТу 10197—62 (табл. 39 а). В настоящее время голов-
ки ИПМ являются единственными малогабаритными высокоточ-
ными приборами для контроля геометрической формы деталей.
Их применение во всех случаях точных измерений должно быть
предпочтительным.
Одним из недостатков головки является несколько увеличен-
ная толщина по сравнению с измерительными головками анало-
гичного назначения и трудность отсчета из-за тонкой стрелки.
Предельные погрешности измерения микаторами для разных
условий их применения приведены в табл. 59.
Пружинно-оптические головки (оптикаторы). Оптикаторы
используются в основном как стационарные приборы в стойках
тяжелого типа (С-1).
В качестве указателя используется световой штрих, который
проектируется на шкалу таким образом, что его край совпадает
с краем делений на шкале, поэтому при отсчете показаний отсут-
ствует погрешность от параллакса. Погрешность отсчета при-
нимается равной 0,1 деления шкалы.
В оптикаторах, так же как и в остальных головках, где
применяется механизм микрокатора, практически отсутствует
8 Зак. 373	225
Таблица 40
Составляющие погрешности измерения пружинно-оптическими головками
(оптикаторами)
		Тип оптикатора •		
№	Техническая характеристика			
	и параметры, влияющие			
по пор.	на погрешность измерения	ОШ	02П	05П
1	Цена деления в мм		0,0001	0,0002	0,0005
	Допускаемая погрешность в мкм:			
2	на всем пределе измерения (более			
	100 делений)		о,1	0,2	0,5
3	в пределах нормированного участка			
	100 делений		0,05	0,1	0,25
4	Вариация показаний в мкм 		0,033	0,066	0,17
5	Чувствительность в мкм	0,05	0,1	0,25
6	Погрешность отсчета в мкм		0,01	0,02	0,05
	Измерительное усилие и его колебание			
	в н (гс):			
7	Рmax •				1,5(150)	
8	АРВ .				0,3(30)	
9	APS		0,3(30)	
10	APi			0,3(30)	
11	ЛР2			—	
12	AP3			0,1 (Ю)	
13	Погрешность блоков концевых мер . .	См. табл. 25		
14	Температурная погрешность		См. табл. 9		
15	Колебания величины контактных дефор-			
	маций от APS в мкм		0,03	0,03	0,05
Пр	и м е ч а н и е. В п. п. 2, 3, 4, 7 и 8 даны сведения	[ по ГОСТу 1	10593—63;	вп. п. 5, 8,
9—12 приведены экспериментальные значения.				
Таблица 40а
Случаи использования пружинно-оптических головок
(оптикаторов) в стойке С-1
Тип головок	Случаи использования	Разряд применяемых концевых мер	Температурный режим в °C для интервалов контролируемых размеров в мм			Составляющие погрешности (указаны порядковые по табл. 4 0)
			1-30	30-120 		120-180 		
01П и 02П	Относительные измерения раз- меров: на всем пределе .... на нормированном участке до 100 делений ....	2 2	0,5 0,5	0,1 0,1	о,1 0,1	2; 6; 10; 13; 14; 15 3; 6; 10; 13, 14; 15
226
Продолжение табл. 40а
Тип головок	Случаи использования	Разряд применяемых концевых мер	Температурный режим в °C для интервалов контролируемых размеров в мм			Составляющие погрешности (указаны порядковые по табл. 40)
			1-30	30—120	120—180	
01П и 02П	Контроль геометрической фор- мы: на всем пределе .... на нормированном участке до 100 делений . .	—	—	1 1	—	оо ьо 5? ОО ОО
05П	Относительные измерения раз- меров: на всем пределе. . . . на нормированном участке до 100 делений .... Контроль геометрической фор- мы: на всем пределе .... на нормированном участке до 100 делений ....	3 2	' 1 1	0,5 0,5	0,2 0,1	2; 6; 10; 13; 14 3; 6; 10; 13; 14; 15 2; 6; 8 3; 6; 8
перепад измерительного усилия в момент реверса. Отсутствие
перепада усилий в момент реверса сопровождается плавным из-
менением величины усилия, что имеет значение для уменьшения
погрешности от прогиба стойки.
Оптикаторы выпускаются с ценой деления менее 1 мкм.
Для оптикаторов устанавливают более жесткие требования
в отношении условий измерения. Так, при контроле размеров
предусматривают установку по концевым мерахМ длины 2 и
3-го разряда, а температурный режим принимают от 0,1 до 2° С.
При использовании более грубых концевых мер длины и худ-
ших условий температурного режима не оправдывается приме-
нение высокоточной отсчетной головки. Составляющие погреш-
ности измерения оптикаторами и случаи их применения указаны
в табл. 40 и 40а.
При использовании оптикаторов для относительных измере-
ний известное влияние оказывают контактные деформации
поверхности. Погрешность возникает из-за того, что при исполь-
зовании прибора в процессе измерения на определенном пределе
изменяется усилие, а следовательно, и величина контактной де-
формации на детали. Учет погрешности от контактных дефор-
маций затруднен тем, что она в большой мере зависит от мате-
227
риала и состояния поверхности детали. Величины контактных
деформаций, появляющихся при настройке и при измерении,
следует определять по табл. 13—17. Однако при контроле сталь-
ных закаленных деталей с доведенной поверхностью величинами
колебаний контактных деформаций можно пренебречь. Пре-
дельные погрешности оптикаторов в табл. 59 даны без учета,
этой составляющей.
У оптикаторов в большей мере, чем у микрокаторов, проис-
ходит смещение настройки от хранения прибора перед измере-
нием. Если прибор перед установкой в стойку находился в гори-
зонтальном положении, необходимо предварительно поместить
прибор в вертикальное положение на 1 ч либо в течение первого
часа работы через несколько минут проверять первоначальную
настройку.
Пока не всегда удается изготовить оптикаторы, чтобы один
и тот же прибор одинаково хорошо работал при вертикальном
и горизонтальном положениях измерительного стержня. По-
этому в ГОСТе 10593—63 погрешность оптикаторов нормируется
только для вертикального положения, хотя имеется оговорка,
что по требованию заказчика оптикаторы могут быть изготов-
лены с нормируемой погрешностью для любого другого поло-
жения, но для одного определенного.
3.	МИКРОМЕТРИЧЕСКИЙ ИНСТРУМЕНТ И СКОБЫ
С ОТСЧЕТНЫМ УСТРОЙСТВОМ
Объединяющим признаком таких измерительных средств
(табл. 41) является наличие либо микропары, либо скобы, в ко-
торой расположены измерительные элементы.
К указанным измерительным средствам относятся микро-
метры гладкие и рычажные и скобы рычажные и индикаторные,
а также микрометрические глубиномеры, поскольку погрешность
измерения ими связана прежде всего с использованием микро-
пары.
Микрометры гладкие. На погрешность измерения микромет-
рами (табл. 42) оказывают влияние погрешности собственно
микрометра; погрешность установочных мер или блоков кон-
цевых мер; непараллельность измерительных поверхностей;
изгиб скобы под действием усилия; погрешность отсчета; темпе-
ратурные деформации, которые вызваны не только первоначаль-
ной разностью температур объекта измерения и микрометра, но
и нагревом микрометра в руках; чувствительность микрометра;
погрешности отсчета и контактные деформации. Перечисленные
погрешности проявляются не при всех случаях измерения
(табл. 42а), при которых используются микрометры.
Рассмотрены два случая применения микрометров. ,Когда
производятся абсолютные измерения и микропара используется
228
Таблица 41
Микрометрический инструмент и скобы с отсчетным устройством,
предназначенные для измерений в диапазоне до 500 мм
Наименование	Тип	Цена де- ления в мм	Предел измерения в мм	Габаритные размеры в мм	Масса в г	Завод-из- готовитель
Микрометр гладкий в нормальном исполне- нии и повышенной точности	мк	0,01	0—25	144X70X24	290	Я §	«Калибр»
Микрометры гладкие в нормальном исполне- нии и оснащенные твердым сплавом		0,01	25-50 50-75 75-100 100—300 (с интервалом через 25 мм) 300-500 (с интервалом через 100 мм)	178Х 73X21 202х 86X21 233X104X24	364 446 544	
Микрометры рычаж- ные в нормальном ис- полнении и оснащен- ные твердым сплавом	МР	0,002 0,002	0-25 25-50	150x70x22 180x70x22	440 520	ЛИЗ КРИН
	МРИ	0,005	50-75 75—100 100—125 125—150 150-175 175-200 200-250 250-300 300—400 400-500	275x95x22 305X115X22 325X135X22 350X155X22 382X190X41 407x210x41 485X235X41 535x265x41 645X318X45 745x381x45	620 700 800 930 1000 1100 1970 2160 3300 4000	
		0,01	300-400 400—500	645x318x45 745x381x45	3300 4000	
Скобы рычажные в нормальном исполне- нии и оснащенные твердым сплавом	СР	0,002	0-25 25-50 50-75 75-100	170x95x26 200x110x 26 220x120x26 250x135 x 26	570 650 730 850	ЛИЗ
		0,005	100—125 125—150	270X150X 26 300x165x26	900 1000	
Скобы индикаторные в нормальном исполне- нии и оснащенные твердым сплавом Скобы индикаторные в нормальном испол- нении	СИ	0,01	0—50 50—100 100-200 200-300 300—400 400—500	280Х 125x44 330x208x44 436x195x44 550x283x44 648 x 318 x 44 748X381X44	1040 ИЗО 1760 2730 2950 2440	КРИН
Примечание. В таблицу включены только инструменты универсального назначе-
ния.
229
№ Техническая характеристика
по	и параметры, влияющие
пор.	на погрешность измерения
1	Пределы измерения в мм . .	0-25	
2	Допускаемая погрешность по- казаний в мкм		4	
3	Допускаемые отклонения от параллельности плоских измери- тельных поверхностей в мкм . .	2	
4	Допускаемые изменения пока- заний микрометров от изгиба скобы при усилии в 10 н (1 кгс) в мкм		2	
5 Измерительное усилие в н (гс);
Р min	Р max ............
6	ДР*1*.....................
7	Установочные меры: допускаемые отклонения длины от номинальных размеров в мкм ....		
8	допускаемые отклонения от плоскопараллельности из- мерительных поверхно-	
	стей в мкм		—
Таблица 42
Составляющие погрешности измерения гладкими микрометрами
Данные микрометров
25- -50	50— —75	70— —100	100— —125	125— -150	150— —175	175— —200	200— —225	225— —250	250— —275	275— -300	300- —400	400- -500	0- -25*
4	4	4	5	5	5	5	6	6	6	6	8	8	2
2,5	3	3	4	4	4	4	6	6	6	6	8	10	2
2	3	3	4	4	5	5	6	6	6	6	8	10	2
5__g
(500—900)
Продолжение табл. 42
№ по пор.	Техническая характеристика и параметры, влияющие на погрешность измерения	Данные микрометров														
9 10	Погрешность отсчета: с параллаксом 	 без параллакса 		3	3	3	3	3	3	3	3	3	3	3	3	3	3	3
		2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2
11 12	Температурная погрешность: от температурного режима от тепла рук контролера	См. табл. 10														
		1,5	5	7	9	11	12	14	17	19	21	23	25	32	40	1,5
13	Погрешность блоков конце- вых мер 3-го класса	1,5	1,5	1,9	2,4	2,4	2,8	2,8	3,4	3,4	3,4	4	4	4	4,5	1,5
14	Чувствительность микрометра в мкм		2														
15 to W	*	Контактные деформации при точечном контакте 	 Примечание. Впп. 2—8 сведен; * Микрометры повышенной точности иа * Величины допускаемых изменений по	Для радиуса сферы до 5 мм — 3 мкм, для радиуса сферы свыше 5 мм — 2 мкм. ия даны по ГОСТу 6507—60. 1готовляются по ГОСТу 6507—60 по специальным заказам. казаний микрометра от изгиба скобы см. в п. 4.														
Таблица 42а
Случаи использования гладких микрометров
Метод измерения	Вид контакта	Температурный режим в °C для интервалов контролируе- мых размеров в мм					Составляющие погрешности (указаны по- рядковые но- мера по • табл. 42)
		0—50	50- 100	100— 150	150— 250	250— 500	
Абсолютный метод измерения (установка на ноль по установоч- ным мерам)	Все виды	5*	5*	5*	5*	5*	2; 6; 7; 8; 9; 11; 12
	Плоскостный и линейчатый	5**	2**	2**	2**		2; 6; 7; 8; 9; 11
	Точечный	5**	5**	2**	2**	2**	2; 3; 6; 7; 8; 9; 11; 15
Относительный ме- тод измерения (на- стройка на размер по концевым мерам 3-го класса)**	Плоскостный и линейчатый	5	2	2	1	1	6; 10; 11; 13; 14
	Точечный	5	2	2	1	1	3; 6; 10; 11; 13; 14; 15
* Микрометры при работе находятся в руках.
** Микрометры при работе находятся в стойке.
на всем пределе измерения, на 'погрешность измерения будет
оказывать влияние полная погрешность прибора, нормируемая
стандартом. При относительных измерениях, когда настройка
производится на контролируемый размер по концевым мерам
длины, погрешность микрометра исключается, что дает возмож-
ность повысить точность измерения.
К микрометрам с пределом измерения свыше 25 мм при-
даются установочные меры длины для установки микропары на
нулевое деление. Погрешность установочной меры входит
•в погрешность измерения микрометром как систематическая
составляющая. Поскольку допуск на непараллельность рабочих
поверхностей установочной меры значительно меньше, чем до-
пуск на непараллельность измерительных поверхностей микро-
метров, то практически влиянием непараллельности рабочих
поверхностей установочных мер можно пренебречь.
В погрешность измерения при настройке микрометра на
номинальный размер по концевым мерам длины -входят погреш-
ность блока концевых мер, зависящая от погрешности аттеста-
ции мер, составляющих блок, и погрешности сборки блока.
При расчете погрешности блока размеры блоков принимались
232
равными среднему арифметическому пределов измерения микро-
метра. При настройке микрометра непосредственно на контро-
лируемый размер погрешность определяется в основном чув-
ствительностью прибора, которая, как установлено эксперимен-
тально, находится в пределах 2 мкм.
В стандарте, помимо нормирования непосредственно точности
микрометра, устанавливаются требования к параллельности
измерительных поверхностей, которые оказывают влияние на
погрешности измерения.
Степень влияния зависит от вида непараллельности, т. е. от
положения контактных поверхностей относительно оси вращения
Рис. 51. Влияние вида непа-
раллельности измерительных
поверхностей и вида контакта
на погрешность измерения
гладкими микрометрами:
в — точечный контакт; б —
плоскостный контакт, только
одна измерительная поверх-
ность неперпендикулярна оси
микропары; в — плоскостный
контакт, обе измерительные
поверхности неперпендикуляр-
ны оси микропары; г — ли-
нейчатый контакт (измерения
цилиндрических деталей)
микровинта, а также от характера контакта с контролируемой
деталью (точечный — при проверке сферических поверхностей,
линейчатый—при проверке диаметра цилиндров, плоскост-
ный— при проверке плоских деталей).
На рис. 51 показаны различные сочетания непараллельности
измерительных поверхностей и формы контролируемых объ-
ектов.
При точечном контакте непараллельность измерительных по-
верхностей может полностью войти в погрешность измерения
в зависимости от положения точки контакта на измерительных
поверхностях (рис. 51, а).
При измерении плоских поверхностей, а следовательно, и при
проверке микрометра по концевым мерам непараллельность
будет влиять по-разному в зависимости от того, имеет ли место
одинаковый наклон каждой поверхности относительно оси вра-
щения микровинта или наклоны различны (рис. 51, бив).
233
Если непараллельность возникает из-за того, что одна из
пяток микрометра неперпендикулярна оси вращения микро-
винта, то при контроле плоских деталей, а следовательно, и при
проверке микрометров погрешность практически не вносится.
Когда непараллельность возникает из-за перекоса обеих пя.-
ток, то величина вносимой погрешности измерения определяется
перекосом той измерительной пятки, у которой перекос меньше.
При расчете погрешностей измерения, когда имеет место пло-
скостной контакт, погрешность от непараллельности не включа-
лась, поскольку она вошла в погрешность микрометра при
проверке его по концевым мерам, когда имел место также пло-
скостной контакт.
При контроле цилиндрических поверхностей (рис. 51, г) в по-
грешность измерения может войти половина величины непарал-
лельности, поскольку контакт при измерении этих деталей
осуществляется приблизительно средней частью, а погрешность
микрометров определяется по концевым мерам.
Таким образом, непараллельность измерительных поверх-
ностей микрометров вносит дополнительную погрешность в ре-
зультаты измерения сферических и цилиндрических деталей.
При расчете погрешностей измерения цилиндрических деталей
было установлено, что влияние указанной составляющей по срав-
нению с другими составляющими невелико, и этот случай
объединен с плоскостным контактом. При таком объединении
вносимая погрешность находится в пределах 0,1—0,5 мкм. Как
уже было сказано ранее, рассчитанные погрешности берутся для
большого количества -приборов, поэтому для конкретных прибо-
ров погрешность можно сократить за счет уменьшения влияния
непараллельности. В частности, при контроле сферических и
цилиндрических поверхностей необходимо следить за тем, чтобы
измерительные пятки соприкасались с поверхностями средней
частью. Измеряя цилиндрическую поверхность, можно умень-
шить влияние погрешности измерения путем многократных изме-
рений в одном сечении при различных положениях микрометра
относительно детали.
Погрешность измерения возникает от разгиба скобы под
влиянием допустимого колебания измерительного усилия.
В ГОСТе 6507—60 установлены допустимые величины разгиба
скобы под действием силы 10 я (~1 кгс). Поскольку перепад
измерительного усилия нормируется 2 н (~200 гс), составляю-
щая погрешность равна 0,2 от нормируемого разгиба.
Погрешность измерения, связанная с температурной дефор-
мацией, может быть двух видов. Одним из них является погреш-
ность, вызванная разностью первоначальных температур между
деталью, установочной мерой и микрометром, различием в коэф*
фициентах линейного расширения и т. д., т. е. тех факторов,
которые учитываются эквивалентной деформацией детали от
234
принятого при расчете температурного режима. Вторым видом
температурной погрешности является деформация, возникающая
из-за нагрева микрометра руками оператора.
Деформацию от нагрева микрометра руками нельзя опреде-
лить в каждый конкретный момент времени. При нагреве
скобы микрометра руками присходит не только линейное прира-
щение размеров, но и ее разгиб, что вносит значительно боль-
шую погрешность по сравнению с обычным удлинением.
В табл. 43 приведены возможные величины температурных
погрешностей от нагрева руками для неблагоприятных условий.
Величины погрешностей, приведенные в табл. 43, в основном
определены экспериментальным путем, причем не удалось уста-
новить зависимость между температурой поверхности скобы и
величинами деформаций.
Таблица 43
Погрешности микрометров, вносимые в результате нагрева руками
погрешности составляют значительную величину и необходимо
принимать меры по уменьшению их влияния, например при
работе укреплять микрометр в стойке или держать его около
«яблочка». Инструментальные заводы должны оснащать скобу
теплоизоляционными накладками. При работе с большими
микрометрами наиболее надежным материалом, которым можно
воспользоваться для теплоизоляции, является войлок.
Для сокращения влияния нагрева микрометра руками реко-
мендуется производить установку его на ноль через 5—10 мин
после нахождения в руках контролера или в течение этого вре-
мени чаще проверять установку на ноль, особенно если микро-
метром работают периодически и в перерывах между работой
он не находится в руках.
При использовании микрометра для контроля деталей со
сферическими поверхностями (точечный контакт) возникают
контактные деформации. При контроле сферических поверхно-
стей радиусом до 5 мм величина контактной деформации дости-
гает 3 мкм, радиусом свыше 5 мм — 2 мкм.
235
Погрешность отсчета при работе с микрометром равна 0,2 от
цены деления, т. е. 2 мкм. Погрешность от параллакса при от-
счете, возникающего от того, что поверхность скоса барабана, где
нанесены деления нониуса, находится на определенном расстоя-
нии от поверхности гильзы, где нанесены деления шкалы,
составляет 0,1 от цены деления, т. е. 1 мкм.
На погрешность измерения микрометром влияет также его
положение в момент измерения (например, при измерении дета-
лей сложной конфигурации, расстояний между параллельными
цилиндрами или плоскостями). Учесть такую погрешность при
расчете суммарной погрешности не представляется возможным.
Поскольку в микрометрах используется винтовая пара, с
помощью которой могут быть созданы большие усилия, инстру-
мент снабжается стабилизатором усилий в виде трещотки.
Однако очень часто как рабочие, так и контролеры не исполь-
зуют трещотку, что вносит иногда существенную погрешность
в результате измерения (см. гл. III раздел Г). Погрешность
измерения от избыточного усилия 30 н, (~3 кгс) может состав-
лять величины, приведенные в табл. 44.
Предельные погрешности микрометров, указанные в табл. 59,
рассчитаны только для случаев применения микрометров с
использованием трещотки.
Микрометрические глубиномеры. Глубиномеры относят к рас-
сматриваемой группе инструмента потому, что основные состав-
ляющие погрешности измерения вызваны применением
микрометрической пары (табл. 45). При использовании микро-
метрического глубиномера возможны два метода измерения:
абсолютный и относительный, когда настройка производится по
прилагаемым к глубиномеру устаночным мерам или по кон-
цевым мерам (табл. 45, а).
Для всех случаев использования глубиномеров Некоторые
составляющие остаются без изменения. Такие составляющие,
236
Таблица 45
Составляющие погрешности измерения микрометрическими глубиномерами
№ по пор.	Параметры, влияющие на погрешность измерения	Числовые значения
1	Суммарная погрешность глубиномера в интервале 0—25 мм 		± 5 МКМ
2	Отклонения длины нерегулируемых измеритель- ных стержней1		± 20 мкм
	Погрешности установочных мер:	
3	размером 25 мм . .	. .	± 1 мкм
	размерОхМ 50 и 75 мм .	.	...	±1,5 мкм
4	Измерительное усилие3 		3—7 н (300—700 гс)
5	Колебание величины контактных деформаций	0,6 мкм
6	Чувствительность ... Погрешность отсчета2:	2 мкм
7	с параллаксом	3 мкм
8	без параллакса 		2 мкм
9	Погрешность установки измерительного стержня	5 мкм
10	Погрешность блоков концевых мер 3-го класса для интервалов размеров:	1,5 мкм
	0—25 мм	. .	
	25—50 мм .	1,5 мкм
	50—75 мм .	1,9 мкм
	75—100 мм 		2,4 мкм
11	Температурная погрешность . .	См. табл. 10
Примечание. В пунктах 1 — 4 сведения даны по ГОСТу 7470—55.
1 Для размеров свыше 25 мм.
2 Принимались величины с коэффициентом 1,4, так как отсчет производится 2 раза.
8 Величина измерительного усилия дана для справок, так как при расчете погрешностей
колебание величины контактных деформаций из-за малости в расчет не принимается.
Таблица 45а
Случаи использования микрометрических глубиномеров
Метод измерения	Температур- ный режим в °C	Используе- мый класс концевых мер	Составляю- щие погреш- ности (ука- заны поряд- ковые номера по табл. 4 5)
Абсолютный	5	—	1; 2; 7; 9; 11
Относительный:			
в пределах расхода 0—25 лш . .	5	—	1; 3; 8; 11
в пределах расхода 0,02—0,03 мм	2	3	6; 8; 10; 11
237
как погрешность от температурных деформаций и погрешность
отсчета, в принципе остаются без изменения для всех случаев
использования глубиномеров. Вместе с тем погрешность отсчета
при относительном методе измерения, при котором производят
более тщательный отсчет, принимают меньше (без параллакса).
Погрешность от контактных деформаций из-за ее малого
удельного веса в расчете не принималась.
Погрешность глубиномера, нормируемая ГОСТом 1470—55,
на пределе измерения 0—25 мм войдет в погрешность измерения
при абсолютном методе измерения и при относительном, когда
настройку производят по установочным мерам. При относитель-
ном методе измерения погрешность микропары исключается;
учитывают только погрешность, названную в настоящей работе
чувствительностью.
При измерении микрометрическими глубиномерами, так же
как и штангенглубиномерами отсутствует уверенность в одно-
временном контакте обеих измерительных поверхностей с изме-
ряемым объектом. Поэтому при работе с микрометрическим
глубиномером пользоваться трещоткой абсолютно необходимо.
Отступление от этого правила может вызвать большие погреш-
ности, величина которых трудно поддается оценке и которые
не учитывались при расчете предельных погрешностей измерения
микрометрическими глубиномерами, приведенных в табл. 59.
Рычажные микрометры представляют собой сочетание микро-
лары и стрелочного рычажно-зубчатого или индикаторного меха-
низма, погрешности которых были рассмотрены в предыдущих
разделах.
Следовательно, составляющие погрешности измерения ры-
чажными микрометрами (табл. 46) аналогичны составляющим
погрешностей микрометров и стрелочных головок. Случаи
использования рычажных микрометров указаны в табл. 46а.
Наличие у рычажного микрометра стрелочного отсчетного
устройства иногда ошибочно воспринимают, как средство стаби-
лизации измерительного усилия. Использование отсчетной го-
ловки только на нулевом делении шкалы для стабилизации
усилия является неправильным. При измерении размера абсо-
лютным методом микрометрический винт рычажного микрометра
должен перемещаться только до совмещения с целым делением
по шкале и нониусу. Дробные части измеряемой величины, крат-
ные цене деления шкалы, определяют по шкале стрелочного
устройства. Следовательно, при правильном использовании ры-
чажного микрометра в погрешность измерения входит не по-
грешность отсчета по барабану, а только погрешность совмеще-
ния штрихов, которая приблизительно в 2 раза меньше, чем
погрешность отсчета (0,5 мкм вместо 1 мкм). В суммарную
погрешность отсчета входит погрешность отсчета, производимого
по шкале стрелочного устройства.
238
I Л? по пор-	Техническая характеристика и параметры, влияющие на погрешность измерения	Микрометры типа МР	
1	Пределы измерения в мм ...	0—25	25—50
2			
3	Цена деления в мм	 Допускаемая погрешность в мкм:	0,002	0,002
	суммарная в пределах участ- ка шкалы + 0,02 мм . . . в пределах участка шкалы	3	3
	± 0,05 мм 	 в пределах участка шкалы	—	—
	± 0,1 мм		—	—
4	Допускаемая погрешность по шкале отсчетного устройства без учета микровинта в мкм		1	1
5	Вариация показаний, в мкм . .	0,66	0,66
6	Неплоскостность пяток в мкм Непараллельность пяток** в мкм:	0,6 0,9	0,6 1,2
7	при незакрепленном микровинте		
8	при закрепленном микровинте	1,2	1,5
9	Допускаемые изменения Показа- ний от разгиба скобы*** на Юк ( ~ 1 кгс) нагрузки в мкм ....	2	2
10	Измерительное усилие микромет- ров, в н (гс) 		5+1	5±1
		(500	(500
		±100)	±100)
И	Колебание измерительного усилия для одного микрометра в н (гс), не более 		1 (100)	1 (100)
Таблица 46
Составляющие погрешности измерения рычажными микрометрами
Микрометры типа МРИ
SO- 75 0,005	75— 100 0,005	100— 125 0,005	125— 150 0,005	150— 175 0,005	175— 200 0,005	200— 250 0,005	250— 300 0,005	300— 400 0,005	400— 500 0,005	300— 400 0,01	400— 500 0,01
4	4	5	5	5	5	6	6	7	8	—	—
					—			—		8	9
2,5	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5	6*	6’
1,7	1,7	1,7	1,7	1,7	1,7	1,7	1,7	1,7	1,7	—	—
0,9	0,9	0,9	0,9	0,9	0,9	0,9	0,9	—	—	—	—
1,8	2,1	3,5	3,5	4,0	4,0	5,0	5,0	—	—	—	—-
2,1	2,4	3,5	3,5	4,0	4,0	5,0	5,0	—	—	—	—
3	3	4	4 1	5 8 1	5 ±2(8i 2G	6 00±2С >00) 1	6 Ю) 1	8 1	10 1	8 1	10 1	
Продолжение табл. 46
№ по 1 пор. 1	Техническая характеристика и параметры, влияющие на погрешность измерения	Микрометры типа МР		Микрометры типа МРИ											
	Допустимые отклонения в мкм:														
12	длины установочной меры от														
	номинального размера . . .	—	0,5		Не учитываются — входят при проверке погрешности										
13	от плоско-параллельности из-														
	мерительных поверхностей .	—	0,5					Не учитываются							
	Погрешность отсчета в мкм:														
14	совмещения штрихов на бара-														
	бане		0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5
15	отсчета по шкале отсчетного														
	устройства без параллакса .	0,4	0,4	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	2	2
16	отсчета по шкале отсчетного														
	устройства с параллаксом	0,6	0,6	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5	3	3
17	Чувствительность в мкм ....	1,0	1,0	1,0	1,0	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5	2	2
18	Погрешность блоков в мкм . .	0,8	0,8	0,86	1,10	1,19	1,19	1	1,70	1,70	2,2	2,7	2,7	2,7	2,7
	Температурная погрешность в мкм:														
19	от разности температур . . .						См. табл. 10								
20	от тепла рук контролера . . .	1,5	1 5	7		И				21 1	25	1 32 1	1 40 I	1 32	40
21	Контактные деформации при то-	1	1		1 9 1		112	114	117			1 1	1 1		
	чечном контакте 		2 мкм при		3 мкм при диаметре сферы до 5						' мм;	2 мкм	при диаметре сферы			
		диаметре							свыше 5 мм						
		сферы до												1	1
		5 мм; ;	1,5 мкм												
		при диаметре													
		сферы													
		свыше 5 мм													
Примечание. В пп. 3 — 13 даны сведения по ГОСТу 4 381 — 61.
* Указана погрешность в пределах нормируемого участка 0,1 Мм в начале второго оборота отсчетного устройства.
** При линейчатом контакте непараллельность (пп. 7 и 8) входит в погрешность с коэффициентом 0,5.
*** Принимается часть изгиба скобы (п. 9), пропорциональная величине колебаний измерительного усилия (п. 11).
Таблица 46а
Случаи использования рычажных микрометров
Метод измерения	Вид контакта	Диаметр контро- лируемой сферы	Температурный ре- жим в °C для интер- валов контролируе- мых размеров в мм			Составляющие погрешности (указаны по- рядковые номера по табл. 4 6)
			0—50	50— 200	200— 500	
Абсолютный метод измерения (установка на нуль по уста- новочным мерам)	Все виды	—	5*	5*	5*	3; 16; 19; 20
	Плоскостный и линейчатый	—	5**	2**	। **	3; 9; 12; 13; 14; 16; 19
	Точечный	Независимо от диаметра кон- тролируемой сферы	5**	2**		3; 9; 12; 13; 14; 16; 19; 21
Относительный метод измере- ния (настройка на размер по концевым мерам 5-го разряда)**	Плоскостный и линейчатый	—	5	2	1	4; 9; 15; 18; 19
	Точечный	До 5 мм	5	2	1	4; 8; 9; 15; 18; 19; 21
* Микрометры при работе находятся в руках.
** Микрометры при работе находятся в стойке.
При расчете суммарной погрешности рычажных микрометров
с пределами измерения свыше 50 мм погрешность установочной
меры не принималась во внимание, поскольку в инструкциях по
проверке микрометров указано, что сначала такой микрометр
устанавливают на ноль по установочной мере, а потом прове-
ряют по концевым мерам длины. Таким образом, погрешность
установочных мер входит в нормируемую погрешность прибора,
и ее не следует еще раз учитывать.
При относительных методах измерения настройку на размер
микрометра осуществляют по концевым мерам длины 5-го раз-
ряда с использованием участков шкалы в ±10 делений.
Рычажный микрометр, так же как и гладкий используют
либо в штативе, либо в руках. В зависимости от характера
использования микрометра различаются погрешности измерения.
Все сказанное о влиянии непараллельности измерительных
поверхностей гладких микрометров справедливо и для рычаж-
ных микрометров. Предельные погрешности измерения рычаж-
241
пыми микрометрами при разных условиях их применения
приведены в табл. 59.
Рычажные скобы используются только для относительных
измерений с настройкой по концевым мерам длины.
Наличие скобы и стрелочного отсчетного устройства приводит
к тому, что составляющие погрешности измерения рычажными
скобами (табл. 47) как по величине, так и по характеру прояв-
ления аналогичны погрешностям рычажных микрометров при
относительных методах измерения.
Некоторое отличие в определении предельной погрешности
измерения связано с нормированием погрешностей рычажных
скоб. Например, отдельно не учитывается влияние вариации
на погрешность скобы, поскольку в инструкции по проверке скоб
указано, что вариация показаний входит в погрешность скобы.
Чувствительность рычажных скоб равна погрешности на норми-
рованном участке, следовательно, погрешность измерения при
использовании двух-трех делений будет такая же, как и при
измерении на нормированном участке в ±10 делений. Поэтому
при анализе возможных вариантов использования рычажных
скоб (табл. 47а) не предусматривается случай использования
с расходом в пределах двух-трех делений шкалы.
Предельные погрешности измерения рычажными скобами при
разных условиях их применения приведены в табл. 59.
Индикаторные скобы. Погрешности измерения индикаторными
скобами складываются из погрешностей, связанных с индикато-
ром, и погрешностей, связанных со скобой (табл. 48).
ГОСТ 11098—64 устанавливает допустимые погрешности ин-
дикаторных скоб при использовании всего предела измерения
по шкале индикатора (3 мм) и использовании нормированного
участка индикатора 0,1 мм в начале второго оборота, поэтому
при анализе случаев применения скоб (табл. 48а) рассматри-
ваются случаи использования всего предела измерения по шкале,
нормированного участка 0,1 мм и участка в два-три деления
шкалы и не рассматривается случай использования скобы в пре-
делах одного оборота индикатора.
Из-за особенности измерительных поверхностей скоб их при-
меняют при контроле сферических деталей только для предела
измерения до 200 мм. Индикаторные скобы с пределом измере-
ния свыше 200 мм имеют одну сферическую пятку, и использо-
вать такие скобы для проверки деталей со сферической поверх-
ностью недопустимо.
Влияние непараллельности измерительных поверхностей
индикаторных скоб с пределом измерения до 200 мм на погреш-
ность измерения этими скобами проявляется почти так же, как
и у гладких микрометров. Разница заключается в то'м, что по-
движная пятка не вращается и взаимное угловое положение
измерительных поверхностей при перемещении подвижной
242
№ по Техническая характеристика и параметры,
пор. влияющие па погрешность измерения
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Пределы измерения скоб в мм .
Пределы измерения по шкале
в мм............................
Цена деления шкалы в мм . . .
Допустимая погрешность в мкм:
на ±10 делениях от нулевого
штриха........................
на всем пределе измерения по
шкале.......................
Вариация показаний в мкм . . .
Предельные отклонения от плос-
костности измерительных поверх-
ностей в мкм....................
Предельные отклонения от парал-
лельности измерительных поверх-
ностей в мкм:
при отпущенном стопоре . . .
при закрепленном стопоре . .
Измерительное усилие в н (гс) .
to
Колебание измерительного усилия
для одной скобы1 в н (гс) . . . .
Таблица 47
Составляющие погрешности измерения рычажными скобами
Числовые значения
0-25	25—50	50—75	75—100	100—125	125-150
±0,08	±0,08	±0,08	±0,08	±0,15	±0,15
0,002	0,002	0,002	0,002	0,005	0,005
1	1	1	1	2,5	2,5
2	2	2	2	5	5
0,66	0,66	0,66	0,66	1,7	1,7
0,6	0,6	0,6	0,6	0,6	0,6
0,9	1,2	1,5	2,0	2,5	3,0
1,2	1,5	2,0	2,5	3,0	3,5
6±1	6±1	8±2	8±2	8±2	8±2
(600± 100)	(600± 100)	(800 ±200)	(800±200)	(800±200)	(800±200)
1,5 (150)	1,5 (150)	2 (200)	2 (200)	2 (200)	2 (200)
ьэ
Продолжение табл. 47
№ по пор.	Техническая характеристика и параметры, влияющие на погрешность измерения	Числовые значения	
12	Допустимое изменение показаний		
	от изгиба при усилии 10 н (1 кгс)	-	
	в мкм 		2	2	3	ззз
13	Чувствительность в мкм 		1 1 1	1	1,5	1,5
	Погрешность отсчета в мкм\		
14	с параллаксом 		0,6	0,6	0,6	0,6	1,5	1,5
15	без параллакса 		0,4	0,4	0,4	0,4	1,0	1,0
16	Погрешность блоков концевых		
	мер в мкм\		
	5-го разряда			0,80	0,80	0,86	1,10	1,10	1,2
	3-го класса		1,5	1,5	1,9	2,4	2,4	2,9
	4-го класса		4	4,5	4,9	6	6	7
	Температурная погрешность:		
17	от температурного режима . .	См. табл. 10	
18	от тепла рук контролера в мкм	1	1	3	I 6	|	8	|	18	|	20
19	Контактные деформации при то-		
	чечном контакте 		3 мкм при	d < 5 мм
		2 мкм при	d > 5 мм
Пр	имечание. В пп. 4—12 сведения даны i	по ГОСТу 1 1098-64.	
* Величина составляющей погрешности, зависящей от колебания измерительного усилия, получается умножением величины колебания
измерительного усилия (по п. 11) на величину допускаемого изменения показаний от изгиба (по п. 12), отнесенную к нагрузке 1 «(100 гс).
Метод измерения	Вид контакта	Диаметр контролируе- мой сферы
Относительный метод с ис- пользованием всего предела измерения по шкале	Все виды	—
	Плоскостный и линейча- тый	—
	Точечный	Независимо от диаметра
Относительный метод с ис- пользованием нормированно- го участка шкалы ±10 деле- ний от нулевого штриха**	Плоскостный и линейча- тый	—
	Точечный	До 5 мм Св. 5 мм
* Скобы при работе находятся в руках.
** Скобы при работе находятся в стойке.
Таблица 47а
Случаи использования рычажных скоб
Используемые концевые меры		Температурный режим в °C для интервалов контро- лируемых размеров			Составляющие погрешности (указаны поряд- ковые номера по табл. 47)
по классам	по разря- дам	0—25	25-50	50-150	
3			5*	5*	.		5; 14; 16;
4	—	—	—	5*	17; 18
3	—	5**	2**	2**	5; 14; 16; 17
3	—	5**	2**	2**	5; 7; 9; 14; 16; 17; 19
—	5	2	1	1	4; 11; 15; 16; 17
2	5	2	1	1	4; 7; 9; 11;
2	5	2	1	1	15; 16; 17; 19
ND
ОЭ
Таблица 48
Составляющие погрешности измерения индикаторными скобами
№ по пор.	Техническая характеристика и параметры, влияющие на погреш- ность измерения	Числовые значения					
1	Пределы измерения в мм . . . Допускаемая погрешность в мкм\	0—50	50—100	100—200	200—300	300-400	400-500
2	на всем пределе измерения по шкале (3 мм) 		+ 10	±10	±12	±15	±15	±20
3	на нормированном участке шкалы 0,1 мм в начале вто- рого оборота 		±6	±6	±6	±8	±8	±8
4	Вариация показаний скоб в мкм . Допустимое отклонение в мкм:	3,3	3,3	3,3	3,3	3,3	3,3
5	от плоскостности измеритель- ных поверхностей пяток1 . .	1,8	1,8	1,8	1,2	1,2	1,2
6	от параллельности измеритель- ных поверхностей пяток1 . .	3,5	3,5	6	—	—	—
7	Измерительное усилие в н (гс) .	6±1 (600± 100)	8±2 (800± 200)	8±2 (800±200)	8±2 (8004-200)	8±2 (800±200)	8±2 (800±200)
8	Колебание измерительного уси- лия для одной скобы в н (гс) . .	1,5 (150)	2 (200)	2 (200)	2 (200)	2 (200)	2(200)
9 .	Допустимое изменение показаний от изгиба при усилии 10 н (1 кгс) в мкм 		2	3	4	6	8	10
Продолжение табл. 48
№ по пор.	Техническая характеристика и параметры, влияющие на погреш- ность измерения	Числовые значения				
10 11	Погрешность от колебания изме- рительного усилия в мкм .... Погрешность отсчета в мкм: с параллаксом 		0,3 4	0,6 4	0,8	1,2 4	4	1,6 4	2,0 4
12	без параллакса 		2	2	2	2	2	2
13 14 15 16	Погрешность блоков концевых мер	 Температурная погрешность, за- висящая от тепла рук контролера, в мкм	 Температурная погрешность от температурного режима Контактные деформации при то- чечном контакте (а — диаметр кон- тролируемой сферы)		—	—	См. табл. 25 —	25 См. табл. 10 3 мкм при d < 5 мм 2 мкм при d > 5 мм	32	40
Примечания: 1. Первые три типоразмера скоб, указанные в графе 5, имеют две плоские пятки, у остальных одна пятка
ьэ сферическая.
2. В пп. 2—9 сведения даны по ГОСТу 1 1098—64.
248
Таблица 48а
Случаи использования индикаторных скоб
Используемый предел измерения по шкале	Вид контакта	Используемые концевые меры		Температурный режим в °C для интер- валов контролируемых размеров в мм				Составляющие погреш- ности (указаны поряд- ковые номера по табл. 48)
		по классам	по разря- дам	0—50	50—100	100—200	200—500	
3 мм	Все виды	5 4	—	5 5	5 5	5 2	5*	2; 10; 11; 13, 14; 15 2; 10; 11; 13; 16
0,1 мм	Плоскостный и линейчатый	4	—	5	—	—	—	3; 12; 13; 15
		3	—	\ 		2	1		
	Точечный	4	—	5	5	2	—	3; 5; 6; 12; 13; 15; 16
0,02—0,03 мм	Плоскостный	3	5	5	2	1	0,5**	4; 12; 13; 15
	Линейчатый	3	—	5	2	1	—	4; 6***; 12; 13; 15
	Точечный	3	—	5	2	1	—	4; 5; 6; 12; 13; 15; 16
* Скоба при работе находится в руках.
** Скоба при работе находится в стойке.
**♦ При линейчатом контакте величина берется с коэффициентом 0,5.
пятки остается практически постоянным на всем пределе изме-
рения, поэтому при плоскостном контакте теоретически не вно-
сится никакой ошибки.
Влияние вида контакта на погрешность измерения -полностью
учитывают только при измерении с использованием участка
шкалы в два-три деления. При использовании нормированного
участка шкалы нецелесообразно выделять случай линейчатого
контакта, а при использовании всего предела измерения по шка-
ле удельный вес погрешностей, зависящих от вида контакта,
становится пренебрежимо малым.
Температурные погрешности, зависящие от нагрева скобы ру-
ками, не были экспериментально обнаружены на скобах с пре-
делом измерения до 200 мм. Нагрев скобы с пределом измерения
свыше 200 мм происходит аналогично рычажным микрометрам.
Погрешность от колебания измерительного усилия проявляется
только у скоб с пределами измерения свыше 200 мм. Влияние
измерительного усилия учитывают только при использовании
всего предела измерения по шкале; в остальных случаях влияние
перепада измерительного усилия можно не учитывать. Измере-
ние индикаторными скобами следует производить с арретирова-
нием, так как исключается погрешность от перепада измеритель-
ного усилия при реверсе подвижной пятки.
Эта погрешность не учитывалась при определении предель-
ных погрешностей измерения индикаторными скобами, приве-
денных в табл. 59.
4.	СТАЦИОНАРНЫЕ ПРИБОРЫ
Стационарные приборы отличаются тем, что при измерении
они находятся на столе или фундаменте, а деталь располагается
на приборе. К стационарным приборам относятся оптиметры
(вертикальный и горизонтальный), вертикальный интерферометр,
инструментальный и универсальный микроскопы, измерительная
машина с пределами измерения до 1 м, длиномеры — вертикаль-
ный и горизонтальный, проекторы — большой и часовой, т. е. наи-
более распространенные в промышленности.
Оптиметры. Основные характеристики оптиметров по
ГОСТу 5405—64 приведены в табл. 49.
Погрешность измерения на оптиметрах в основном включает
те же составляющие погрешности, что и -погрешность отсчетных
головок. Оптиметр используют как отсчетную головку, и разли-
чие заключается только в том, что отсчетные головки применяют
в стандартных штативах и стойках, а трубки оптиметра — в спе-
циальных собственных стойках.
У оптиметров имеются погрешности, связанные с их кон-
структивными особенностями. На погрешность отсчета на опре-
249
Таблица 49
Основные характеристики оптиметров
Параметры	Тип оптиметра	
	OBO-1	ОГО-1
Пределы измеряемых размеров в мм: высота 	 длина 	 наружный диаметр	 внутренний диаметр 		0—180 0—150	0—350 0—225 13,5—150
Цена деления шкалы в мм		0,001	0,001
Пределы измерения по шкале в мм .	±0,1	±0,1
Измерительное усилие в н (гс) . . .	1,8—2,2 (180—220)	1,8—2,2 (180-220)
Габаритные размеры прибора в мм . .	300x330x500	600x400x340
Масса прибора в кг .........	18х	40
деленном участке влияет параллакс трубки. Величина параллак-
са практически не зависит от наблюдателя и определяется
в основном состоянием трубки.
При использовании плоских и ножевидных наконечников
в оптиметрах предусмотрена регулировка их параллельности
либо относительно друг друга, либо стола относительно нако-
нечника. Такая регулировка может быть осуществлена с опре-
деленной погрешностью, которая войдет как составляющая
в суммарную погрешность. Величина непараллельности установ-
лена в ГОСТе 5405—64. Непараллельность измерительных
поверхностей наконечников нормируется не только как допу-
скаемая неточность их установки, но также в зависимости от
смещения трубки оптиметра по колонке. Таким образом, причи-
нами непараллельности измерительных наконечников между
собой (горизонтальный оптиметр) или наконечника относительно
стола (вертикальный оптиметр) является неточность центриро-
вания наконечников и смещение трубки. Суммарная величина
непараллельности, учитываемая при расчете погрешности, при-
ведена в табл. 50. Влияние непараллельности на погрешность
измерения такое же, как при измерении скобами. Для горизон-
тальных оптиметров, снабженных подвижным столом, следует
учитывать дополнительную погрешность, вызванную нестабиль-
ностью работы стола (вариация показаний с учетом перемеще-
ния стола по ГОСТу 5405—64).
250
Таблица 50
Непараллельность измерительных поверхностей оптиметров (диаметр 8 мм]
Интервалы размеров в мм	Вертикальный оптиметр			Горизонтальный оптиметр		
	Неточ- ность установки в мм	Изменение непараллель- ности при перемещении в мкм	Суммарная непарал- лелыюсть в мкм	Неточ- ность установки в мкм	Изменение непараллель- ности при перемещении в мкм	Суммарная непарал- лельность в мкм
1—3		0,007	0,3		0,005	0,2
3—6		0,017	0,3		0,013	0,2
6—10		0,031	0,3		0,023	0,2
10-18	0,3	0,054	0,3	0,2	0,04	0,2
18—30		0,093	0,31		0,07	0,21
30—50		0,155	0,34		0,12	0,23
50—80		0,253	0,40		0,19	0,28
80—120		0,39	0,50		0,29	0,35
120—180		0,59	0,66		0,44	0,48
180—260	—	—	—		0,65	0,68
260—360	—	—	—		0,92	0,94
Примечания: 1. Изменение непараллельности и суммарная непараллельность
подсчитаны для средних значений интервалов.
2. Для случаев линейчатого контакта величина суммарной непараллельности учиты-
вается с коэффициентом 0,5.
Для обоих видов оптиметров температурный режим и раз-
ряды концевых мер длины приняты такими же, как при расчете
погрешности пружинных головок с ценой деления 0,001 мм.
Остальные составляющие погрешности аналогичны погрешно-
стям других приборов, используемых для работы в стойках
(табл. 51).
Оптиметры, как и все остальные приборы, используются
главным образом для контроля размеров относительным мето-
дом (табл. 51а) с настройкой по концевым мерам длины. Трубка
оптиметра может быть использована и для контроля погрешности
геометрической формы, но такой случай ее применения является
исключительным, поэтому погрешность измерения геометриче-
ской формы не рассматривается.
Трубки оптиметров являются высокоточным и надежным из-
мерительным средством. Они обладают высокой чувствитель-
ностью, т. е. погрешность их в пределах цены деления состав-
ляет всего 0,10 мкм. Трубки практически не имеют перепада
измерительного усилия в момент реверса, т. е. при изменении
направления перемещения стержня.
При расчете погрешности измерения на оптиметрах было
установлено, что дополнительные погрешности, возникающие
при линейчатом контакте из-за непараллельности измеритель-
ных поверхностей, практически не влияют на погрешность изме-
рения, что дало возможность объединить условия измерения при
сферических и ножевидных наконечниках и измерения при плос-
251
Таблица 51
Составляющие погрешности измерения на оптиметрах
№ по	Параметры, влияющие на погрешность	Величина
пор.	измерения оптиметрами	влияния в мкм
1	Параллакс указателя: относительно штрихов шкалы в интервале ±0,06 мм		0,05
2	относительно штрихов шкалы в интервале свыше	
	±0,06 мм		0,1
	Погрешность показаний:	
3	при проверке от нулевого штриха шкалы в интер-	
	вале ±0,06 мм		±0,2
4	при проверке от нулевого штриха шкалы в интер-	
	вале свыше ±0,06 мм		±0,3
5	Вариация показаний		0,1
6	Измерительное усилие 2 н (200 гс) ....... .	См. табл. 21
7	Колебание измерительного усилия 0,2 н (20 гс) . .	См. табл. 21
	Вертикальный оптиметр:	
8	непараллельность поверхностей стола и измери-	
	тельного плоского наконечника 		0,3
9	изменение непараллельности поверхностей стола	
	и измерительного наконечника при изменении	
	расстояния на 100 мм		0,4
	Горизонтальный оптиметр:	
10	непараллельность измерительных поверхностей	
	плоских наконечников 		0,2
11	изменение непараллельности плоских наконечников	
	при перемещении на 100 мм		0,3
12	вариация показаний, включающая перемещения	
	стола 		0,2
13	Чувствительность ...	0,05
14	Погрешность отсчета		0,1
15	Колебание прогиба стола вертикального оптиметра .	0,02
16	Погрешности блоков концевых мер		См. табл. 25
17	Температурная погрешность		См. табл. 9
18	Суммарная непараллельность измерительных поверх-	
	ностей 		См. табл. 50
19	Колебание величины контактных деформаций при	
	контроле плоских деталей с использованием сфериче-	
	ского наконечника:	
	стального 		0,15
	корундового 		0,1
20	Контактные деформации при контроле сферических	
	стальных деталей с использованием плоских наконеч-	
	ников:	
	при d < 5 мм	0,5
	при d > 5 мм	. .	0,2
Примечание, Впп. 1 — 12 сведения даны по ГОСТу 5405—64.
252
Вид оптиметра	Исполь- зуемый участок шкалы в мм	Тип наконечника и вид контакта
Вертикаль- ный	±0,1	Сферический, ножевидный и плоский при плоскостном и линейчатом контакте
		Плоский при точечном контакте и диаметре контролируемой сферы до 5 мм
	±0,06	Сферический, ножевидный и плоский при плоскостном и линейчатом контакте
		Плоский при точечном контакте и диаметре контролируемой сферы до 5 мм
		Плоский при точечном контакте и диаметре контролируемой сферы более 5 мм
Горизон- тальный N3 СП СО 		±0,1	Сферический, ножевидный и плоский при плоскостном и линейчатом контакте
		Плоский при точечном контакте и диаметре контролируемой сферы до 5 мм
	0,06	Сферический, ножевидный и плоский при плоскостном и линейчатом контакте
		Плоский при точечном контакте и диаметре контролируемой сферы до 5 мм
		Плоский при точечном контакте и диаметре контролируемой сферы более 5 мм
Таблица 51а
Случаи использования оптиметров
Исполь- зуемые концевые меры по разрядам	Температурный режим в °C для интервалов контролируемых размеров в мм			Составляющие погрешности (указаны порядковые номера по табл. 51)
	до 30	св. 30 до 80	св. 80	
3	1	0,5	0,2	2; 4; 5; 14; 16; 17
3	1	0,5	0,2	2; 4; 5; 14, 16; 17; 18; 20
2	1	0,5	0,1	1; 3; 5; 14; 16; 17; 19
2	1	0,5	0,1	1; 3; 5; 14; 16; 17; 18; 20
2	1	0,5	0,1	1; 3; 5; 14; 16; 17; 18; 20
3	1	0,5	0,2	2; 4; 12; 14; 16; 17
3	1	0,5	0,2	2; 4; 12; 14; 16; 17; 18; 20
2	1	0,5	0,1	1; 3; 12; 14; 16; 17; 19
2	1	0,5	0,1	1; 3; 12; 14; 16; 17; 18; 20
2	1	0,5	0,1	1; 3; 12; 14; 16; 17; 18; 20
ких наконечниках при плоскостном и линейчатом контакте. Вно-
симая погрешность составляет 0,03—0,07 мкм для вертикального
оптиметра и 0,01—0,1 мкм для горизонтального. Условия измере-
ния при использовании плоских наконечников при точечном кон-
такте рассматривались отдельно.
Предельные погрешности измерения при разных условиях
применения оптиметров приведены в табл. 59. При расчете пре-
дельной погрешности из-за незначительности величины не учи-
тывались погрешности, возникающие вследствие прогиба стойки
и кронштейна, и чувствительность трубки оптиметра.
Интерферометры контактные вертикальные
Основные характеристики вертикального интерферометра ИКПВ
Пределы измерения в мм........................ 0—150
Цена деления шкалы в мм....................... 0,00005—0,0002
Измерительное усилие (регулируемое) в н	0,75—2,75
Габаритные размеры в мм......................... 280x500x700
Масса в кг .	40
Вертикальный интерферометр в основном предназначен для
аттестации концевых мер длины, но его можно использовать
также для контроля деталей.
Погрешность б показаний интерферометра на любом участке
шкалы не должна превышать величины, вычисленной по фор-
муле
6 = ±(о,ОЗ+ 1,5/и —
\	А,
мкм,
где п — число делений шкалы от нулевого штриха (п =
= 04-50);
i — цена деления шкалы в мкм (i = 0,054-0,2 мкм)-,
X—длина волны в мкм, пропускаемая светофильтром
(X ~ 0,5 мкм);
ДА,— погрешность измерения длины волны в мкм (Д2« не
должна превышать ±0,002 мкм).
Если подставить в формулу погрешности значения А, и ДА,
можно записать ее в виде
6 = + (0,03 ± 0,006ш) мкм,
где ni— используемый предел измерения по шкале; величина ni
может изменяться в пределах от нуля до 10 мкм.
Основными составляющими, входящими в погрешность изме-
рения интерферометром, являются погрешность блока концевых
мер и температурная погрешность, причем первая является до-
254
минирующей. Влиянием колебаний измерительного усилия мож-
но пренебречь, так как оно не превышает 0,02 н (~2 гс).
Контактный интерферометр почти не применяется для изме-
рения сферических деталей, и погрешности, которые могут воз-
никать при их контроле, не рассматриваются.
Для повышения точности измерения контактными интерфе-
рометрами необходимо использовать образцовые детали или це-
ликовые концевые меры, аттестованные на абсолютном интерфе-
рометре. Расчет погрешности измерения интерферометром сво-
дится к вычислению погрешности показаний интерферометра на
используемом пределе измерения и суммированию ее с погреш-
ностью блоков концевых мер и температурной погрешностью.
На практике при использовании для настройки интерферомет-
ра блоков концевых мер погрешностью показаний интерферомет-
ра можно пренебречь.
Погрешности измерения интерферометром при настройке по
блокам концевых мер приведены в табл. 59.
Инструментальные микроскопы. В настоящее время отече-
ственная промышленность выпускает инструментальные микро-
скопы двух типов — малый инструментальный микроскоп ММИ
и большой инструментальный микроскоп, изготовляемый в двух
модификациях БМИ и БМИ-1 (ГОСТ 8074—56). Основные ха-
рактеристики этих микроскопов приведены в табл. 52.
Большая и малая модели инструментального микроскопа
имеют одинаковые составляющие погрешности измерения
(табл. 53) и отличаются в основном только пределом измере-
ния. Инструментальные микроскопы предназначены для бескон-
тактных измерений, поэтому одной из составляющих является
погрешность наведения. Погрешность наведения можно вычис-
лить по следующей формуле:
о 250 • 103 • 15*
6 =------------мкм,
п • 206 265*
где 250- 103 = 250 мм — расстояние наилучшего видения;
15" — разрешающая способность человече-
ского глаза при нормальной остроте
зрения;
п — кратность увеличения;
206 265" — число секунд в радиане.
В большом инструментальном микроскопе имеется четыре
увеличения 10, 15, 30 и 50х. Для этих увеличений погрешность
наведения будет соответственно равна 1,8; 1,2; 0,6 и 0,36 мкм.
Поскольку при измерении наведение на объект измерения необ-
ходимо производить два раза, то величину погрешности наведе-
ния принимали увеличенной в 1,4 раза.
Погрешность микропар войдет в результаты измерения при их
255
Таблица 52
Основные характеристики инструментальных микроскопов
Параметры	Тип микроскопа	
	ММИ	БМИ и БМИ-1 .
Пределы измерения длин в мм: в продольном направлении	0-75	0-150
в поперечном направлении . . .	0-25	0-50
Цена деления отсчетного устройства в мм 		0,005	0,005
Пределы измерения углов в град	0-360	0—360
Цена деления угломерной шкалы стола в град 		—	1
Цена деления нониуса угломерной шкалы стола в угловых минутах . .	—	3
Цена деления лимба угломерной го- ловки в град 		1	1
Цена деления шкалы микроскопа угломерной головки в угловых минутах	1	1
Увеличение микроскопа 		10; 30; 50х	10; 15; 30; 50х
Наибольшая длина изделия, уста- навливаемого в центрах, в мм . . .	180	315 при диаметре
Наибольший диаметр (в мм) изде- лия, устанавливаемого: в центрах 		60	до 39 мм 235 при диаметре до 85 мм 85 для БМИ
в высоких центрах .	...	—	85 и 180 для БМИ-1
в призмах 		—	130
Вылет тубуса микроскопа в мм . .	80	167
Наклон колонки микроскопа в град	-ЕЮ	-£12,5
Габаритные размеры в мм	375x350x430	850x620x765
Масса в кг .	....	27	95
использовании на интервале 25 мм. При измерениях с предела-
ми измерения свыше 25 мм в погрешность измерения войдет по-
грешность концевых мер. При работе на микроскопах измерение
можно производить и с помощью блоков концевых мер, но рас-
четы показали, что использование концевых мер не имеет преи-
муществ по сравнению с использованием микропары. Если ис-
пользовать расход микропары в пределах 0,02—0,03 мм, то по-
грешность измерения уменьшится на 0,5—0,8 мкм. Погрешность
отсчета по микропаре принимали равной 0,2 деления, т. е. 1 мкм.
Поскольку отсчет производили два раза, то погрешность отсче-
та увеличивалась в 1,4 раза, т. е. принимали равной 1,4 мкм.
Чувствительность микропары в момент перемены направления
движения, составляет значительную величину (2 мкм), но в рас-
256
Таблица 5?
Составляющие погрешности измерения инструментальным микроскопом
Параметры, влияющие на погрешность измерения инструментальным микроскопом	Величина погрешности в мкм
Погрешность наведения при увеличении объек-	
тива:	
1х . .	2,5
1.5х	1,7
3х	0,8
5х 		0,5
Погрешность микропар (по инструкции Госкоми- тета стандартов, мер и измерительных приборов 107—56)			3
Погрешность установочных концевых мер раз-	
мером:	
до 50 мм		2
до 75 мм		3
до 125 мм		5
Погрешность отсчета	1,4
Температурная погрешность	См. табл. 9
чете эту величину не учитывали, поскольку при измерении на
микроскопе работа микропарой должна производиться постоян-
но в одном направлении.
Температурные погрешности измерения принимали такими
же, как и при измерении другими приборами.
Расчетами было установлено, что погрешность измерения
практически мало различается при использовании объективов
с различной кратностью увеличения. При изменении кратности
увеличения от 10х к 15х и от 15х к 30х или 50х погрешность
уменьшается в диапазоне 1 —18 мм соответственно на 0,8 и
0,5 мкм, а в диапазоне размеров свыше 18 мм — на 0,5 и 0,3 мкм.
Поэтому в окончательной таблице (табл. 59) не дается разбивка
погрешностей измерения в зависимости от кратности увеличения.
При вычислении предельных погрешностей измерения темпера-
турный режим принят в двух вариантах: 5 и 2° С
Универсальные измерительные микроскопы УИМ. Основные
технические характеристики микроскопа УИМ-21 и характери-
стики опытных образцов новых моделей УИМ-23 и УИМ-24 при-
ведены в табл. 54.
Измерения на микроскопе можно производить двумя мето-
дами: проекционным (теневым) и методом осевого сечения (ме-
тодом ножа).
9 Зак. 373	2 57
Таблица 54
Основные характеристики универсальных измерительных микроскопов
Параметры	Тип микроскопа		
	УИМ-21	УИМ-23	УИМ-24
Пределы измерения длин в мм:			
в продольном направлении	0—200	0—200	0—500
в поперечном направлении . . .	0-100	0—100	0—200
Пределы измерения углов в град	0—360	0—360	0—360
Цена наименьшего деления микро- метра в мм:			
спирального окулярного	0,001	—	—
оптического 		—	0,001	0,001
Цена наименьшего деления угломер- ной окулярной головки в угловых ми-			
нутах 		1	1	1
Увеличение главного микроскопа . .	10; 15; 30; 50х	10; 15; 30; 50Х	10; 20; 30х
Диаметр поля зрения в мм	16,2; 10,8; 5,4; 3,2	18; 12; 6; 3,6	18; 9; 6
Габаритные размеры в мм .	1145Х1060Х Х705	1150Х1150Х Х1500	1500X1300 х XI600
Масса в кг . . .	414	540	1550
Таблица 55
Предельные погрешности универсальных измерительных микроскопов
Метод измерения
Формула погрешности
а)	Проекционный
Измерение длин на плоском сто-
ле:
в продольном направлении . . .
в поперечном направлении . . .
Измерение диаметра гладких цилин-
дрических изделий (измерение в цен-
трах) ...
б)	Метод осевого сечения
Измерение диаметра гладких ци-
линдрических изделий (измерение в
центрах) ...................
МКМ
± (2,7 + -^-| мкм
Примечание. В формулах L — контролируемый размер в мм;
h — толщина проверяемой плоской детали в мм.
258
Таблица 56
Основные характеристики длиномеров
Параметры	Тип прибора	
	ИЗВ-1 и ИЗВ-2	ИКУ-2
Пределы абсолютных измерений в мм	о-юо	0—100
Пределы размеров, измеряемых от- носительным методом, в мм	0—250	0-500
Пределы измерения по шкале от- счетного устройства в мм .	±0,1	±0,1
Пределы измерения диаметров в мм: наружных	 внутренних	0—250	0—225 13,5-150
Цена деления отсчетного устройства в мм .			0,001	0,001
Погрешность прибора в мм: без учета поправок по аттестату шкалы . с учетом поправок по аттестату прибора 		± f0,0014 ± ——') \	140000/ ± (о,001 +—— \	200000' где L — измеряемый размер в мм	
Измерительное усилие в н (гс)	1,2 и 2,00 (120 и 200)	2,00(200)
Габаритные размеры в мм	240 x 480x 925 260x450x600	1150x460x520
Масса в кг . .	54 и 36	150
Погрешность измерения универсальными микроскопами скла-
дывается из предельных погрешностей микроскопов (табл. 55) и
температурной погрешности (табл. 9). Температурный режим
при измерении должен выбираться таким, чтобы величина тем-
пературной погрешности для размеров свыше 30 мм составляла
от 20 до 50% предельной погрешности прибора.
Предельные погрешности измерения универсальными изме-
рительными микроскопами в табл. 59 подсчитаны для средних
(средних геометрических) значений интервалов размеров.
Длиномеры. На всех длиномерах возможны абсолютные изме-
рения в пределах до 100 мм, а большие размеры могут контро-
259
лироваться только относительным методом с использованием
концевых мер длины или образцовых деталей.
Основные характеристики длиномеров приведены в табл. 56.
Погрешность измерения на длиномерах при абсолютном ме-
тоде измерения складывается из погрешности собственно прибо-
ра, определяемой по формулам из табл. 56, и температурной по-
грешности. Температурный режим при абсолютных измерениях
выбирают по тому же правилу, как для универсальных измери-
тельных микроскопов. Погрешностями, вызываемыми контакт-
ными деформациями при измерении стальных деталей, можно
пренебречь. При измерении деталей из мягких цветных металлов
величины контактных деформаций должны дополнительно учи-
тываться; формулы для их расчета даны в разделе В гл. III.
При относительных измерениях в погрешность измерения,
помимо погрешности прибора и температурной погрешности, вой-
дет также погрешность блоков концевых мер, причем погреш-
ность прибора в этом случае может быть принята равной
±1,4 мкм. Постоянный член в формуле погрешности прибора
с учетом поправок по аттестату шкалы (1 мкм) соответствует
погрешности отсчетного устройства. Отсчет при относительных
методах измерения производят дважды. При квадратическом
суммировании погрешностей погрешность при двукратном отсче-
те составит 1,4 мкм.
В табл. 57 приведены случаи применения длиномеров с ука-
занием используемых концевых мер и температурного режима.
Предельные погрешности в табл. 59 подсчитаны для средних
(средних геометрических) значений интервалов размеров.
Таблица 57
Случаи использования длиномеров
Метод измерения	Разряд исполь- зуемых концевых мер	Температурный режим в аС для интервалов контролируемых размеров в мм		
		1—30	30—120	120—500
Абсолютный метод измерения: без учета поправок по аттестату шкалы 			5	2	
с учетом поправок по аттестату шкалы				2	1	—
Относительный метод измерения . .	4	2	0,5	0,2
	3	—	—	0,2
Измерительная машина ИЗМ-IOm. Точность всех измеритель-
ных машин (ГОСТ 10875—64) в интервале размеров Г—500 мм
одинакова, поэтому расчет погрешностей измерения проводили
только для измерительной машины ИЗМ-10м.
260
Основные характеристики измерительной машины ИЗМ-10м
( 0,001 +—-—
<	’	200 000 J
f	L \
0,001 +---------- ),
<	100 000 /
L — измеряемая длина
в мм
50
Наибольший измеряемый наружный размер в мм	..............1000
Наименьший измеряемый внутренний размер в мм.......................13,5
Наибольший диаметр цилиндрического изделия, устанавливаемого на ро-
ликовых люнетах, мм...............................................50
Цена деления шкал в мм:
метровой........................................................   .100
стомиллиметровых .	...	..............................0,1
оптиметра............................... ....................0,001
Погрешность измерения при абсолютных из-
мерениях в мм:
до 100 мм................................±
св. 100 мм.........................±
где
Наибольший подъем стола в мм.............
Предел перемещения стола в поперечном на-
правлении в мм..........................
Наибольшая масса изделия, устанавливаемо-
го на столе в кг ..............
Габаритные размеры в мм
Масса в кг ...
40
10
2000x500x650
280
Верхние пределы измерительных машин ИЗМ-11, ИЗМ-12 и
ИЗМ-13 составляют соответственно 2000, 4000 и 6000 мм.
Температурный режим при абсолютных измерениях мог бы
быть установлен исходя из тех же соображений, как при изме-
рениях универсальными измерительными микроскопами. Одна-
ко, учитывая особенности конструкции измерительной машины и
ее чувствительность к колебаниям температуры во времени, сле-
дует ужесточить температурный режим при измерении малых
размеров, так как в этом случае при определении температурной
погрешности приходится учитывать не только контролируемый
размер, но также и другие размеры, входящие в размерную цепь.
Целесообразно установить температурный режим ГС для кон-
троля размеров до 100 мм и 0,5° С для контроля размеров от
100 до 500 мм (здесь, так же как и во всех остальных разделах
этой книги, имеется в виду температурный режим в соответствии
с определением, данным в гл. III, раздел Б).
Температурный режим и концевые меры при относительных
измерениях должны применяться такие же, какие рекомендова-
ны для горизонтальных оптиметров.
Погрешности измерения на измерительных машинах приве-
дены в табл. 59.
Проекторы предназначены для абсолютных и относительных
измерений в прямоугольных и полярных координатах разнооб-
261
Таблица 58
Основные характеристики проекторов
Параметры	Тип проектора		
	БП	ЧП	.ЧП-1
Увеличение	10, 20 и 50х	10, 20, 50 и 100х	10, 20, 50, 100* и 200х
Поле зрения в мм	0 40; 15 и 4	0 50 28X23 11,2X9,2 и 5,6X4,6	35X48 17,5x24 7x9,6 3,5x4,8 1,75x2,4
Размер экрана в мм. .	0 600	560X460	350X480
Пределы перемещения стола в мм: в продольном направ- лении 	 в поперечном направ- лении 	 по вертикали ....	0—150 0—50 0—100	0—40 0—25 0-85	
Пределы поворота сто- ла в град 		0—360	—	
Цена деления шкалы барабанов микровинтов в мм 		0,005	0,01	
Цена деления лимба в град . .	1	—	
Точность отсчета угла поворота стола по нониу- су, в угловых минутах . .	3	—	
Максимальный размер деталей, закрепляемых на столе, в мм‘. длина 	 диаметр 		330 150	150 ' 60'	
262
Продолжение табл. 58
Параметры	Тип проектора		
	БП	ЧП	ЧП-1
Погрешность измерения в мкм: при продольном дви- жении стола . . . при поперечном дви- жении стола	1	Г HL \ ±(5~ + 60 + 3000' /	„ L HL\ ±(5+ +2О+ЮОо) где L и Н — длина и С — константа, завис* увеличении 10х С = 9,£ = 0,7; 100х С = 0,2; 20	/	L HL\ Н5+с+й+й) ±'5 + с + £ + Щ V	30 500/ высота детали в мм; ицая от увеличения при I; 20х С = 3,6; 50х С = 0х С = 0,1	
Габаритные размеры прибора в мм	1200X900X2100	800Х1350Х Х2000	900XI050 х X1550
Масса прибора в кг . .	350	350	415
Примечание. Проектор ЧП-2 отличается от проектора ЧП-1 только размерами
экрана (37 0X48 0 мм).
разных изделий сложного профиля. Основные характеристики
проекторов приведены в табл. 58.
Абсолютные измерения производятся путем совмещения гра-
ниц измеряемого размера со штрихом на экране при продольном
или поперечном движении стола. Работа по определению по-
грешности измерения проекторами БП и ЧП при абсолютных
измерениях была проведена ВНИИ Государственного комитета
стандартов мер и измерительных приборов. Формулы погрешно-
сти приведены в табл. 58. При расчетах погрешности принимали
определенные ограничения в отношении условий измерения. На-
пример, расчеты проводили для разового измерения, а темпера-
турную составляющую устанавливали исходя из того, что кон-
тролируются стальные детали. Температурные условия при из-
мерении принимали следующими: отклонение температуры от
нормальной не превышает 3°С и колебание ее в течение часа не
более чем 1° С. Предельные погрешности измерения, приведенные
в табл. 59, рассчитаны для деталей, имеющих толщину Н = 10 мм.
Так как конструкции часовых проекторов ЧП, ЧП-1 и ЧП-2
аналогичны, формула погрешности, определенная для проектора
ЧП, была распространена на проекторы ЧП-1 и ЧП-2.
263
Предельные погрешности измерения
№ по пор.
1
2
3
4
Наименование измерительного средства
Штангенциркули1 с отсчетом по нониусу 0,05 мм (ШЦ-11 и
ШЦ-Ш)....................................................
Штангенциркули с отсчетом по нониусу 0,1 мм (ШЦ-1, ШЦ-Н
и ШЦ-Ш)...............................................
Штангенглубиномеры2 с отсчетом по нониусу 0,05 мм
Штангенглубиномеры с отсчетом по нониусу 0,1 мм
1 Пределы измерения штангенциркулей: ШЦ-1 0—125 мм; ШЦ-П 0—200 и 0—320 мм;
2 Пределы измерения штангенглубиномеров: с отсчетом по нониусу 0,050—200 и 0—300
				Условия	измерения					
	Наименование измеритель- ного средства и его применение	к S X СО СП о т х Ч О с	Исполь- зуемое переме- щение измери- тельного стержня	У стано- вом ные узлы по	Применяе- мые кон- цевые меры		Температур- ный режим в °C для ин- тервалов конт- ролируемых размеров в мм			
1 № по пор,		Вариант ис		ГОСТу 10197—62	по клас- сам	по раз- рядам	1—30 I	30—120	120—500	
5	Индикаторы часового типа (ИЧ): при относительных измерениях с ис- пользованием кон- цевых мер	а б в г д е ж 3 и к л	10 ММ 5 мм » 3 мм » 2 мм » 1 мм 0,1* мм Два-три деления	До 260 мм C-IV; Ш-ПН; ШМ-ПН; свыше 260 мм Ш-ПВ и ШМ-ПВ	5 4 5 4 5 4 5 4 3 3 3	1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1	5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5	5 5 5 5 5 5 5 5 2 2 2	5 2 5 2 5 2 5 2 1 1 1	
	при контроле гео- метрической фор- мы	м н О п р с	10 мм 5 мм 3 мм 2 и 1 мм 0,1* мм Два-три деления		—	—	1 1 1 1 1 1	' 1 1 1 1 1 1	1 1 1 1 1 1	
264
Таблица 59
наружных линейных размеров и глубин и контроля геометрической формы
Предельные погрешности измерения в мкм (-) для диапазонов размеров в мм
1-10	10-50	50-80	80-120	120—180	180—260	260—360	360—500
80	80	90	100	100	100	НО	ПО
150	150	160	170	190	200	210	230
100	100	150	150	150	150	150	—
200	250	300	300	300	300	300	300
ШЦ-Ш 0—500 леи.
мм, с отсчетом по нониусу 0,1 мм 0—500 мм.
Продолжение табл. 59
Предельные погрешности измерения в мкм (+) для диапазонов размеров в мм											
СО 1	<£>	о	00 7	о со 1	о ю 1	о 00 1	о сч 7	о 00 7 о	о СО сч 1 о	о со СО 1 о	о о ю 1 о
1	1	1	о	00	о	о	о	сч	00	со	со
	СО	со		—	СО	ю	00	—		сч	СО
17	17	17	18	18	19	19	21	24	27	31	38
16	16	16	16	16	17	17	18	18	19	21	23
14	14	14	15	16	17	17	19	22	25	30	36
14	14	14	14	14	14	14	15	15	16	19	21
13	13	13	14	14	15	16	18	21	24	29	35
12	12	12	12	12	12	13	14	14	15	18	20
11	11	11	12	13	14	14	17	20	23	29	35
10	10	10	10	10	11	11	12	13	14	16	19
9	9	9	9	9	9	9	9	9	9	10	11
6	6	6	6	7	7	7	7	7	8	8	9
4	4	4	4	4,5	4,5	5	5	5	6	7	8
16	16	16	16	16	16	16	16	16	16	18	18,5
13	13	13	13	13	13	13	13	13	13	14	14
11	И	11	11	11	11	11	11	11	11	12	12
9	9	9	9	9	9	9	9	9	9	10	11
6,5	6,5	6,5	6,5	6,5	6,5	6,5	6,5	6,5	6,5	8	8,5
4	4	4	4	4	4	4	4,5	4,5	4,5	6	7
265
Продолжение табл. 59
О. о Е О Е £	Наименование измери- тельного средства и его применение	Вариант использования	Условия измерения							
			Исполь- зуемое перемеще- ние изме- ритель- ного стержня	Устано- вочные узлы по ГОС Гу 10197—62	Применяе- мые кон- цевые меры		Температур- ный режим в °C для ин- тервалов. кон- тролируемых размеров в мм			
					по клас- сам	по раз- рядам	1—30	30—120	120—500	
6	Индикаторы часового типа (ИТ): при относительных измерениях с ис- пользованием кон- цевых мер	а б в г д	2—Змм 1 ММ 0,1* мм Два-три деления	До 260 мм С-IV; Ш-ПН; ШМ-ПН; свыше 260 мм	5 4 3 3 3	—	5 5 5 5 5	5 5 2 2 2	5 2 1 1 1	
	при контроле гео- метрической фор- мы	е ж 3	1—3 мм 0,1* мм Два-три деления	Ш-ИВи ШМ-1 IB	—	—	—	—-	—	
* В начале второго оборота.
1 № по пор. 1	Наименование измеритель- ного средства и его приме- нение	Вариант ис- пользования	Условия измерения		Предельные погрешности измерения в мкм(±)
			Исполь- зуемый предел измерения	Положение индикатора и подвески	
7	Индикаторы рычажно- зубчатые (ИРБ) при контро- ле геометри- ческой фор- мы	а	0,8 ММ		14 7,5 6,5
		б	0,1 ММ		
		В	Одно-два [деления		
		г	0,8 мм		12 6,5 5,0
		д	0,1 мм		
		е	Одно-два деления		
266
Продолжение табл. 59
Предельные погрешности измерения в мкм (+) для диапазонов размеров в мм											
								о	о	о	
							о	00	со	со	о
			00	о	о	о	сч		сч	СО	ш
		о		С*"4	ш	00		7	1	1	1
со	СО	**	1	1	1	1	1	о	о	о	
I	1	1	о	00	о	о	о	сч	00	со	СО
	СО	<0	—	—	СО	ю	00	—	—	сч	
13	13	13	14	14	15	16	18	21	24	29	35
12	12	12	12	12	12	13	14	14	15	18	20
12	12	12	12	12	11	и	12	13	13	13	14
8	8	8	8	8,5	8,5	8,5	9	9	9	10	11
4	4	4	4,5	4,5	4,5	5	5	5	6	7	7
11	11	11	11	11	11	11	11	11	11	12	12
8,5	8,5	8,5	8,5	8,5	8,5	8,5	8,5	8,5	8,5	9	10
4	4	4	4	4	4	4	4,5	4,5	4,5	6	7
№ по пор.	Наименование измеритель- ного средства и его приме- нение	Вариант ис- пользования	Условия измерения		1 Предельные погрешности измерения
			Исполь- зуемый предел измерения	Положение индикатора и подвески	
8	Индикаторы рычажно- зубчатые (ИРТ) при конт-	а	0,8 ММ		13
		б	0,1 мм		7,0
	роле геомет- рической формы	в	Одно-два деления		6,0
		г	0,8 мм		12
					
			0,1 мм		6,5
		Д			
		е	Одно-два деления		5,0
267
| № по пор.	|	Наименование измерительного средства и его применение	Вариант использования	Условия измерения							
			Используемое пере- мещение измерительного стержня	Установочные узлы по ГОСТу 10197—62	Применя- емые концевые меры		Температур- ный режим в °C для ин- тервалов конт- ролируемых размеров в мм			
					по клас- сам	по разря- дам	1—30	30—120	120—260	
9	Головки рычажно-зубча- тые 1-МКМ: при относительных из- мерениях с настрой- кой по концевым мерам длины на произвольное деле- ние	а	±0,05 ММ	Ш-1 И ШМ-1	—	5	2	1	0,5	
	при относительных из- мерениях с настрой- кой по концевым мерам длины на ну- левое деление	б в	±0,05 ММ ±0,03 мм	С-П И С-Ш	—	5 4	2 2	1 0,5	0,5 0,2	
	при контроле геомет- рической формы	г д	0,020 мм Два-три деления	Ш-1 и ШМ-1 С-П и С-Ш	—	—	—	—	—	
10	Головки рычажно-зубча- тые 2-МКМ: при относительных измерениях с на- стройкой по конце- вым мерам длины на произвольное де- ление	а	±0,10 мм	Ш-1 и ШМ-1	3	—	5	2	1	
	при относительных измерениях с на- стройкой по конце- вым мерам длины на нулевое деление	б в	±0,10 мм ±0,06 мм	С-П и С-Ш	—	5 5	2 2	1 1	0,5 0,5	
	при контроле геомет- рической формы	г * д	0,04 мм Два-три деления	Ш-1 и ШМ-1 С-П и С-Ш	—	—	—	—	—	
268
Продолжение табл. 57
Предельные погрешности измерения в мкм (+) для диапазонов размеров в мм
								о	о	о	о
		о	оо	о	о ю	о 00		1	сч 1	со 1	ю 1
со 1	со 1	7				2	7	1 о	1 о	1 о	1 о
	СО	СО	—	—	СО	ю	00			сч	со
2	2	2	2,2	2,2	2,2	2,3	2,6	2,9	3,7	—	—
1,3	1,3	1,3	1,4	1,5	1,3	1,4	1,8	1,8	—	—	—
0,6	0,6	0,7	0,8	0,9	0,7	0,8	1	1	—	—	—
1,5	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5	2,3	2,3	2,3	—	—
1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	—	—	—
3,3	3,3	3,4	3,6	3,7	3,7	4	5	5,5	7	—	—
1,9	1,9	1,9	2	2	2,2	2,2	2,5	2,5	—	—	—
1,2	1,2	1,2	1,4	1,4	1,4	1,5	1,9	1,8	—	—	—
1,8	1,8	1,8	1,8	1,8	1,8	1,8	2,1	2,1	2,1	—	—
1,2	1,2	1,2	1,2	1,2	1,2	1,2	1,2	1,2	—	—	—
269
				Условия измерения						
о с о Е	Наименование измерительного средства и его применение	Вариант использования	Используемое пере- мещение измерительного стержня	Установочные узлы по ГОСТу 10197—62	При» ем КОНЦ ме св О CQ Е О	«еня- ые евые РЫ к со <я с	Тек ны в ° терв ро. разм о СО 2	[перат й ре» С для ало в 1 лируе :еров о сч 7 о СО	ур- сим ин- конт- мых в мм о сч 1 о сч	
11	Индикаторы многообо- ротные 1-ИГМ: при относительных измерениях с на- стройкой по конце- вым мерам длины	а б в	1 ММ 0,1 ММ Два-три деления	Штативы С-П и С-Ш	3 3	5	5 5 2	2 2 1	1 1 0,5	
	при контроле геомет- рической формы	г Д е ж	1 мм 0,1 мм 0,05 мм Два-три деления	Штативы С-П и С-Ш	—	—	—	—	—	
12	Индикаторы многообо- ротные 2-ИГМ: при относительных измерениях с на- стройкой по конце- вым мерам длины	а б в г	2 мм 1 мм 0,2 мм Два-три деления	Штативы С-П и С-Ш	4 3 3	5	5 5 5 2	5 2 2 1	2 1 1 0,5	
	при контроле геомет- рической формы	Д е ж 3 и	2 мм 1 мм 0,2 мм 0,05 мм Два-три деления	Штативы С-П и С-Ш	—	—	—	—	—	
							Для интерва- лов контроли- руемых разме- ров в мм			
13	Головки измерительные пружинные 01-ИГП (мик- рокаторы) с ценой деления 0,0001 мм и пределом из-						СО д	о сч 7 о СО	о СО 7 о сч	
	мерения ±0,003 мм\ при относительных измерениях с на- стройкой по конце- вым мерам длины	а б	±0,003 мм 0,003 мм	С-1	—	2 2	0,5 0,5	0,1 0,1	0,1 0,1	
270
Продолжение табл. 59
	Предельные погрешности измерения в мкм (±) для диапазонов размеров в мм											
	СО		о	00 7	о со 1	о »Л 1	о 00 1	о сч 7	о 00 7 о	О <о сч 1 о	о <о СО 1 о	о о »л 1 о
	1	1 СО	1 <0	о	оо	о СО	о ю	о 00	сч	00	<0 сч	<0 СО
	4	4	4	4,5	5	5	5	6	6	6,5		
	3	3	3	3,5	4	4	4	4,5	4,5	—	—	—
	1,4	1,4	1,4	1,6	1,6	1,6	1.7	2,0	2,0	—	—	—
	4,5	4,5	4,5	4,5	4,5	4,5	4,5	4,5	. 6	6				
	3	3	3	3	3	3	3	3	3	—	—	—
	2,3	2,3	2,3	2,4	2,4	2,4	2,4	2,4	2,4	—	—	—
	1,3	1,3	1,3	1,4	1,4	1,4	1,4	1,5	1,5	—	—	—
	8,6	8,6	8,6	9,0	9,0	9,5	10	12	12	13		
	5	5	5	5,5	6	6	6	7	7	—	—	—
	4	4	4	4	4	4	5	5	5	—	—	
	1,7	1,7	1,7	1,8	1,9	1,9	1,9	1,9	2,2	—	—	—
	8	8	8	8	8	8	8	8	9	9				
	5,4	5,4	5,4	5,4	5,4	5,4	5,4	6,5	6,5	—	—	—
	4	4	4	4	4	4	4	4	4			—	—
	2,4	2,4	2,4	2,4	2,4	2,4	2,4	2,4	2,4	—	—	—
	1,6	1,6	1,6	1,6	1,6	1,7	1,7	1,7	1,7	—	—	—
	0,3	0,3	0,3	0,3	0,35	0,35	0,35	0,45	0,45			
	0,25	0,25	0,25	0,30	0,35	0,35	0,35	0,4	0,4	—		—
271
1 № по пор.	Наименование измерительного средства и его применение	Вариант использования	Условия измерения							
			Используемое пере- мещение измерительного стержня	Установочные узлы по ГОСТу 10197-62	Применя- емые концевые меры		Температур- ный режим в °C для ин- тервалов конт- ролируемых- размеров в мм			
					по клас- сам	по разря- дам	1—30	30—120	120—180	
	при контроле геомет- рической формы	В Г Д	±0,003 0,003 мм Два-три деления	С-1	—	—	—	—	—	
14	Головки измерительные пружинные 02-ИГП (мик- рокаторы) с ценой деле- ния 0,0002 мм и пределом измерения ± 0,006 мм: при относительных из- мерениях с настрой- кой по концевым ме- рам длины	а б	±0,006.юи 0,006 мм	С-1	—	2 2	0,5 0,5	0,1 о,1	о,1 0,1	
	при контроле геомет- рической формы	в Г Д	±0,006 мм 0,006 мм Два-три деления	С-1	—	—	—	—	—-	
15	Головки измерительные пружинные 05-ИГП (мик- рокаторы) с ценой деле- ния 0,0005 мм и преде- лом измерения±0,015 мм: при относительных из- мерениях с настрой- кой по концевым ме- рам длины	а б	±0,015 мм 0,015 мм	С-1	—	3 2	1 1	0,5 0,5	0,2 0,1	
	при контроле геомет- рической формы	в Г Д	±0,015 мм 0,015 мм Два-три деления	С-1	—	—	—	—	—	
272
Продолжение табл. 59
Предельные погрешности измерения в мкм (±) для диапазонов размеров в мм
1—3	3-6	6-10	00 7 о	18—30	30-50	о 00 1 о	80—120	120—180	180—260	260-360	360-500
0,2	0,2	0,2	0,2	0,2	0,2	0,2	0,2	0,2						
0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	—	—	—
0,06	0,06	0,06	0,06	0,06	0,06	0,06	0,06	0,06	—	—	—
0,4	0.4	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4	0,5	0,5			
0,3	0,3	0,3	0,3	0,3	0,3	0,4	0,4	0,5			
0,3	0,3	0,3	0,3	0,3	0.3	0,3	о,з	0,3					
0,2	0,2	0,2	0,2	0,2	0,2	0,2	0,2	0,2	—	—		
0,15	0,15	0,15	0,15	0,15	0,15	0,15	0,15	0,15	—	—	—
0,6	0,6	0,6	0,6	0,6	0,6	0,7	0,9	0,8			
0,4	0,4	0,4	0,4	0,5	0,5	0,5	0,7	0,5			
0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5					
0,3	0,3	0,3	0,3	0,3	0,3	0,3	0,3	0,3	—	—		
0,2	0,2	0,2	0,2	0,2	0,2	0,2	0,2	0,2	—	—	—
273
№ по пор.	Наименование измерительного средства и его применение	Вариант использования	Условия измерения							
			Используемое пере- мещение измерительного стержня	Установочные узлы поГОСТу 10197—62	Применя- емые концевые меры		Температур- ный режим в °C для ин- тервалов конт- ролируемых размеров в мм			
					по клас- сам	по разря- дам	о СО Д	30—120	120—180	
16	Головки измерительные пружинные 1ИГП (микро- каторы) с ценой деления 0,001 мм и пределом из- мерения ± 0,03 мм: при относительных из- мерениях с настрой- кой по концевым мерам длины	а б в	4=0,03 ММ 0,03 мм Два-три деления	С-П	—	4 4 ^3	2 2 1	0,5 0,5 0,5	0,2 0,2 0,2	
	при контроле геомет- рической формы	г Д е	±0,03 мм 0,03 мм Два-три деления	С-П	—	—	—	—	—	
17	Головки измерительные пружинные 2ИГП (микро- каторы с ценой деления 0,002 мм и пределом из- мерения ± 0,06 мм : при относительных из- мерениях с настрой- кой по концевым мерам длины	а б в	±0,06 мм 0,06 мм Два-три деления	С-П	2 2	5 5 4	2 2 2	1 1 0.5	0,5 0,5 0,2	
	при контроле геомет- рической формы	г Д е	±0,06 мм 0,06 мм Два-три деления	С-П	—	—	—	—	—	
18	Головки измерительные пружинные 5ИГП (микро- каторы) с ценой деления 0,005 мм и пределом из- мерения ± 0,15 мм: при относительных из- мерениях с настрой- кой по концевым мерам длины	а б в	±0,15 мм 0,15 мм Два-три , деления	С-П	' 4 3 3			5 5 5	5 2 2	2 1 1	
	при контроле геомет- рической формы	г Д е	±0,15 мм 0,15 мм Два-три деления	С-П	—	—	—	—	—	
274
Продолжение табл. 59
Предельные погрешности измерения в мкм (±) для диапазонов размеров в мм
								о	о 00	о со	о со	О о
	со	о	о	00 7	о 7	о ю 1	о 00 1	сч 7	7 о	сч 1 о	со	ю д
	д	1 со	1 со	о	00	о СО	о ю	о 00	сч	00	СО СЧ	СО со
	0,9	0,9	0,9	1,0	1,1	1,0	1,1	1,2	1,2			
	0,6	0,6	0,7	0,8	0,9	0,7	0,8	1	1	—	—		
	0,4	0,4	0,4	0,4	0,5	0,5	0,6	0,8	0,7	—	—	—
	0,8	0,8	0,8	0,8	0,8	0,8	0,8	0,8	0,8			
	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	—				
	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4	—	—	—
	'1,7	1,7	1,7	1,8	1,8	1,8	1,9	1,9	1,9			
	1,2	1,2	1,2	1,4	1,4	1,4	1,5	1,5	1,5	—	—	—
	0,8	0,9	0,9	0,9	1,0	0,9	1,0	1,2	1,1	—	—	—
	1,2	1,2	1,2	1,2	1,2	1,2	1,2	1,2	1,2						
	1,1	1,1	1,1	1,1	1,1	1.1	1,1	1,1	1,1	—			—
	0,8	0,8	0,8	0,8	' 0,8	0,8	0,8	°,8	0,8	—	—	—
	5	5	5	6	6	6	7	9	9			
	3	3	3	3	3	3	3,5	4	4	—				—
	2	2	2	3	3	3	3	4	4	—	—	—
	4	4	4	4	4	4	4	4	4						
	3	3	3	3	3	3	3	3	3						
	2	2	2	2	2	2	2	2	2	—	—	—
275
				Условия	измерения					
	Наименование измерительного средства и его применение	к S X СП а о СП ч о с	мое переме- ерительного	ные узлы 10197—62	Приме- няемые концевые меры		Температур- ный режим в °C для ин- тервалов конт- ролируемых размеров в мм			
I № по пор.		Вариант ис	Используе щение изм стержня	Установоч по ГОСТу	по клас- сам	по раз- рядам	1—30	30—1 20	120—180	
19	Головки измерительные пружинные 10ИГП (ми- крокаторы) с ценой де- ления 0,01 мм и преде- лом измерения ±0,20 мм: при относительных измерениях с на- стройкой по конце- вым мерам длины	а б	±0,20 ММ 0,20 мм	С-П с-и	4 3	—	5 5	5 2	2 1	
	при контроле геомет- рической формы	в г	±0,20 мм 0,20 мм	С-П	—	—	—	—	—	
20	Головки измерительные пружинные малогабарит- ные ИПМ (микаторы) с це- ной деления 0,001 мм: при относительных измерениях с на- стройкой по конце- вым мерам длины	а б в г Д е	±50 мкм ±30 мкм 2—3 мкм	Штативы С-П и С-Ш Штативы С-П и С-Ш Штативы С-П и С-Ш	2	5 4 4 3 3 2	2 2 2 1 1 1	1 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5	0,5 0,2 0,2 0,2 0,2 0,1	
	при контроле геомет- рической формы	ж 3 и к л м	± 50 мкм ±30 мкм 2—3 мкм	Штативы С-П и С-Ш Штативы С-П и С-Ш Штативы С-П и С-Ш	—	—	II II 1 1 - -	—	—	
276
Продолжение табл. 59
	Предельные погрешности измерения в мк.м (+) для диапазонов размеров в мм										
со	СО	о	СО 7	о СО 1	о ю 1	о 00 1	о сч 7	о 00 7 о	о CD СЧ 1 О	о со со 1 о	о о ю 1 о
1	1	1	о	00	о	о	о	сч	оо	со	CD
	СО	СО	—		СО	ю	00	—	—	сч	СО
6	6	6	7	7	7	8	10	9,5			
4	4	4	4	4	4	4	5	5			
5	5	5	5	5	5	5	5	5						
4	4	4	4	4	4	4	4	4	—	—	—
1,2	1,2	1,2	1,4	1,4	1,4	1,5	2,0	2,0	2,4	3,6	4,5
1,1	1,2	1,2	1,2	1,3	1,3	1,3	1,4	1,4	—	—	—
0,7	0,7	0,7	0,8	0,8	0,8	0,8	1,2	1,2	1,4	2,5	3,0
0,6	0,6	0,6	0,6	0,6	0,7	0,7	0,9	0,9	—	—	—
0,5	0,5	0,5	0,5	0,6	0,6	0,7	0,9	0,9	0,9	1,3	1,6
0,5	0,5	0,5	0,5	0,6	0,6	0,6	0,8	0,6	—	—	—
1,1	1,1	1,1	1,1	1,1	1,1	1,1	1,2	1,2	1,2	1,7	1,8
1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	—	—	—
0,6	0,6	0,6	0,6	0,6	0,6	0,6	0,8	0,8	0,8	2,1	2,4
0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	—	—	—
0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5
0,4	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4	0,4			
277
о с с £	Наименование измерительного средства и его применение	Вариант использования	Условия измерения						
			Используемое переме- щение измерительного стержня	Установочные узлы по ГОСТу 10197—62	Приме- няемые концевые меры		Температур- ный режим в °C для ин- тервалов КОНТ; ролируемых размеров в мм		
					по клас- сам	по раз- рядам	1—30	30—120	120—180
21	Головки измерительные пружинно-оптические 01П (оптикаторы) с це- ной деления 0,0001 мм, при относительных измерениях с на- стройкой по конце- вым мерам длины	а б	±0,012 ММ 0,010 мм	С-1	—	2 2	0,5 0,5	о,1 0,1	о,1 0,1
	при контроле геомет- рической формы	в г	±0,12 мм 0,010 мм	С-1	—	—	—	—	—
22	Головки измерительные пружинно-оптические О2П (оптикаторы) с ценой деления 0,0002мм, при относительных измерениях с на- стройкой по конце- вым мерам длины	а б	±0,025 мм 0,020 мм	С-1	—	2 2	0,5 0,5	0,1 0,1	0,1 0,1
	при контроле геомет- рической формы	в г	±0,025 мм 0,020 мм	С-1	—	—	—	—	—
23	Головки измерительные пружинно-оптические О5П (оптикаторы) с ценой деления 0,0005 мм, при относительных измерениях с на- стройкой по конце- вым мерам длины	а б	±0,05 мм 0,05 мм	С-1	—	3 2	1 1	0,5 0,5	0,2 0,1
	при контроле геомет- рической формы	в г	±0,05 мм 0,05 мм	С-1	—	—	—	—	—
278
Продолжение табл. 59
Предельные погрешности измерения в мкм (+) для диапазонов размеров в л<лс
									о	о	о	о
				00	о	о	о		1	сч 1	СО СО	ю 1
	СО	СО		7	7	7	7	7	1 о	1 о	1 о	1 о
	2	1 . СО	1 со	о	00	о СО	о ю	о 00	сч	00	со сч	со со
	0,25	0,25	0,25	0,30	0,30	0,30	0,35	0,40	0,40			
	0,25	0,25	0,25	0,25	0,30	0,30	0,30	0,40	0,40			
	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	—	—	—
	0,06	0,06	0,06	0,06	0,06	0,06	0,06	0,06	0,06	—	—	—
	0,30	0,30	0,30	0,30	0,35	0,35	0,35	0,45	0,45			
	0,25	0,25	0,25	0,30	0,30	0,30	0,35	0,40	0,40			
	0,2	0,2	0,2	0,2	0,2	0,2	0,2	0,2	0,2	—	—	—
	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	—	—	—
	0,6	0,6	0,6	0,6	0,6	0,6	0,7	0,9	0,8			
	0,35	0,35	0,35	0,40	0,45	0,45	0,50	0,7	0,5	—	—	—
	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5						
	0,25	0,25	0,25	0,25	0,25	0,25	0,25	0,25	0,25	—	—	—
279
о с о с £	Наименование изме- рительного средства и его применение	Вариант исполь- зования	Условия измерения						
			Вид контакта	Температурный режим в °C для интервалов контролируе- мых размеров в мм					
				0-50	50— 1 00	100— 150	150— 250	250— 500	
24	Микрометры глад- кие: при настройке на ноль по уста- новочной мере	а* б** в**	Все виды Плос- костный и линей- чатый Точеч- ный	5 5 5	5 2 5	5 2 2	5 2 2	5 1 2	
	при настройке на размер по бло- ку концевых мер длины 3-го класса и от- счете по шкале барабана в пре- делах 0,03 мм	г** Д**	Плос- костный и линей- чатый Точеч- ный	5 5	2 2	2 2	1 1	1 1	
* Микрометры при работе находятся в руках.
Микрометры при работе находятся в стойке.
*** Микрометры повышенной точности, изготовляются по особому заказу.
			Условия измерения				
	Наименование измерительного	ч О	Вид кон- такта	Температурный ре- жим в °C для ин- тервалов контро- лируемых раз- меров в мм			
о Е О Е £	средства и его применение	Вариант исг зования		0—5 0	50- 200	200— 500	
25	Микрометры рычажные: при настройке на ноль по ус- тановочной мере и исполь- зовании на полном пределе измерения (25 мм)	а* б** в**	Все виды Плоскост- ный и ли- нейчатый Точечный	5 5 5	. 5 2 2	5 1 	1	
	при настройке на размер по концевым мерам длины 5-го разряда и использовании отсчета на ±10 делениях шкалы	г** д**	Плоскост- ный и ли- нейчатый Точечный	5 5	2 2	1 1	
* Микрометры при работе находятся в руках.
** Микрометры при работе находятся в стойке.
280
Продолжение табл. 59
Предельные погрешности измерения в мкм ( + ) для диапазонов размеров в мм															
	0- 25	25— 50	SO- 75	75- 100	1 GO- 125	125— 150	1 SO- 175	175— 200	200— 225	225— 250	250— 275	275— 300	300- 400	400— 500	0— 25***
						Условное обозначение типоразмера									
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
	5,5 5	7,5 6	9,5 5,5	12 6	14 7	16 7	18 7	22 8	25 9	25 9	30 8	30 8	40 10	50 11	5 3,5
	5,5	6	7	8	8	8	8,5	9	11	11	11,5	12	15	17	5
	3	4	4	4	5	5	4,5	5	5	5,5	6	6	6,5	8	3
	5	5	6	6	7	7	7	7	8,5	9	9	9	11	13	5
		Предельная погрешность измерения в мкм (+)							для диапазонов размеров				в мм	
	0-25	25- 50	50— 75	75— 100	1 GO- 125	125— 150	150— 175	175— 200	200— 250	250— 300	300- 400	400— 500	300- 400	400- 500
						Цена деления в .			мм					
	0,002	0,002	0,005	0,005	0,005	0,005	0,005	0,005	0,005	0,005	0,005	0,005	0,01	0,01
	Условное обозначение типоразмера													
	1 1	2 |	3 I	4 I	5 I	6 1	7 I	8 I	9 I	Ю |	И 1	12 |	13 I	14
	4,5 3	6 4	9 5	11 5	14 6	15 6	18 6,5	21 7	25 7	30 7	40 8,5	50 10	40 .10	50 11
	4,5	5	5,5	6	7	7	7	7,5	7,5	8	9	10	10	11,5
	1,5	2,5	3,5	4	4	4,5	5	5,5	4,5	5	5,5	7	8	9
	3	3,5	5	5,5	6	6,5	7	7,5	7	7,5	—	—	—	—
281
о с о с	Наименование изме- рительного средства и его применение	Вариант исполь- зования	Условия измерения		
			Вид контакта	Используе- мые конце- вые меры	
				по классам	по раз- рядам
26	Скобы рычажные при	а*	Независимо от вида	3		
	установке по концевым мерам длины:	б**	Плоскостный и линейчатый	4	—
	с использованием всего предела из- мерения по шкале	в**	Точечный (независимо от диаметра сферы)	3 3	—
	с использованием нормированного	г*	Плоскостный и линейчатый	—	5
	участка шкалы ±10 делений	Д** е**	Точечный (диаметр сферы до 5 мм) Точечный (диаметр сферы свыше 5 мм)	—	5 5
* Скобы при работе находятся в руках.
•* Скобы при работе находятся в стойке.
№ по пор.	Наименование измерительного средства	Вариант исполь- зования	Условия измерения 1			
			Используемое перемещение измеритель- ного стержня в мм	Вид контакта	Использу цевые по клас- сам	емые кон- меры по раз- рядам
27	Скобы ин- дикаторные 1	а б	3	Независимо от вида	5 4	——
		В г	0,1	Плоскостный и линейчатый	4 3	—
				Точечный	4	—
		Д е ж	0,02— 0,03	Плоскостный	3	5
				Линейчатый Точечный	3 1 3 1	—
* Скоба при работе находится в руках.
*♦ Скоба при работе находится в стойке.
282
Продолжение табл. 59
	Температурный режим в °C для интервалов контролируемых раз- меров в мм			Предельные погрешности измерения в мкм (+) для диапазонов размеров в мм					
				0—25	25—50	50-75	75— 100	1 GO- 125	125— 150
				Условные обозначения			типоразмеров		
	0—25	25-50	50—150	1	2	3	4	5	6
	5	5			4,0	5,0								
	—	—	5	—	—	9,0	11	20	23
	5	2	2	2,5	2,5	3	4	6,5	7
	5	2	2	4,0	4,0	5,0	5,0	8,0	8,0
	2	1	1	2,0	2,0	3,0	3,0	4,0	4,0
	2	1	1	4,0	4,0	5,0	5,0	6,0	6,0
	2	1	1	3,0	3,0	4,0	4,0	5,0	6,0
Температурный режим в °C для ин- тервалов контролируемых раз-				Предельные погрешности измерения в мкм (±) для диапазонов размеров в мм					
				0—50	50— 100	100— 200	200— 300	300— 400	4 00— 500
	меров в мм								
0—50	50—100	100—200	200—	Условные		обозначения типоразмеров			
			500	« 1	1 2 1	3	1 4	1 5	1 6
									
5	5	5	5*	15	18	22	38	48	55
5	5	2	—	12	13	15	—	—	—
5	2	1	I* ♦	8	7	7	10	11	11
5	5	2	—	9	11	12	—	—	—
5	2	1			4	5	5						
—	—	—	0,5	—	—	—	5	5	5
5	2	1	—	4	5	6	—	—	—
5	2	1	—	6	7	8	—	—	—
283
№ ПО ПОП.		Наименование измерительного средства и его применение						Вариант использова-		
								ния		
28		Глубиномеры микрометрические: при абсолютном методе измерения при относительном методе измерения с настройкой по установочной мере при относительном методе измерения с настройкой по блокам концевых мер						а б в		
29		Глубиномеры индикаторные: при относительном методе измерения ( по установочной мере при относительном методе измерения < по блокам концевых мер				: настройкой : настройкой		а б в		
				Условия измерения						
о	Наименование измеритель- ного средства		о т л Ч О с X ь	«зуемое пе- шие изме- ного [Я в мм	Тип наконечника и вид контакта	>зуемые ые меры рядам	Температурный ре- жим в °C для интер- валов контролируе- мых размеров в мм			
о с £			Вариан вания	X схсхо		S со т g&S. X « к	1-30	30-80	80- 260	
30		Оптиметр вертикаль- ный	а	±0.1	Сферический, но- жевидный и плоский при линейчатом и плоскостном контакте	3	1	0,5	0,2	
			б	±0.1	Плоский при то- чечном контакте и диаметре контроли- руемой сферы менее 5 мм	3	1	0,5	0,2	
			В	±0,06	Сферический, но- жевидный и плоский (при плоскостном и линейчатом контакте)	2	1	0,5	0,1	
284
Продолжение табл. 59
	Условия измерения						Предельные погрешности измерения в мкм (+) для диапазонов размеров в мм							
	Используемое перемещение измеритель- ного стержня в мм		Класс приме- няемых кон- цевых мер		Температур- ный режим в °C		0-25		25-50		50-75		75—100	
							Условное обозначение типоразмеров							
							1		2		1 3		1 4	
	25 25 0,02- 0,03		3		5 5 5		6 6 3		21 6 3,5		21 6,5 3,5		22 8 4	
							Предельные погрешности измерения в мкм (+) для интервалов размеров в мм							
							1-3	3-6	6-10	10—18	18-30	30-50	50-80	80— 120
	.10 0,1 0,02— 0,03		4 3		5 5 5		16 5Д 4	16 5,5 4	16 5,5 4	16 6,5 4	17 6,5 4,5	17 7 4,5	17 8 5,5	18 11 6,5
	Предельные погрешности измерения в мкм (+) для диапазонов размеров в мм													
	1-3	3-6		6—10		10-18		18-30	30—50	50-80	80— 120	120— 180	180— 260	260— 360
	0,4 0,7 0,3	0,5 0,7 0,3		0,5 0,7 0,4		0,5 0,7 0,4		0,5 0,8 0,4	0,5 0,8 0,4	0,6 0,9 0,5	0,7 0,9 0,5	0,8 1,1 0,6	—	—
285
о E О E £	Наименование измеритель- ного средства		Вариант использо- вания	Условия измерения										
				Используемое пе- ремещение изме- рительного стержня в мм	Тип наконечника и вид контакта				Используемые концевые меры по разрядам	Температурный ре- жим в °C для интер- валов контролируе- мых размеров в мм				
										1—30	30-80		80- 360	
	Оптиметр вертикаль- ный		Г Д	±0,06	Плоский при точеч- ном контакте (диа- метр сферы до 5 мм), Плоский при точеч- ном контакте (диа- метр сферы свыше 5 мм)				2 2	1 1	0,5 0,5		0,1 0,1	
31	Оптиметр горизонталь- ный (и из- мерительная машина ИЗМ-Юм при относи- тельном методе из- мерения)		а б в г Д	±0,1 ±0,1 ±0,06 ±0,06 ±0,06	Сферический, но- жевидный и плоский при линейчатом и плоскостном	кон- такте Плоский при то- чечном контакте и диаметре контроли- руемой сферы менее 5 мм Сферический, ноже- видный и плоский (при плоскостном и линей- чатом контакте) Плоский при точеч- ном контакте (диа- метр сферы до 5 мм) Плоский при точеч- ном контакте (диа- метр сферы свыше 5 мм)				3 3 2 2 2	1 1 1 1 1	0,5 0,5 0,5 0,5 0,5		0,2 0,2 0,1 0,1 0,1	
№ no nop.		Наименование измеритель- ного средства				Вариант исполь- зования	Условия измерения							
							Разряд при- меняемых кон- цевых мер	Температурный режим в °C для интервалов контролируе- мых размеров в мм						
								До Ю		до 30		св. 30		
32		Интерферометры кон- тактные вертикальные икпв				—	2	1		0,5		0,1		
286
Продолжение табл. 59
Предельные погрешности измерения в лекл (+) для диапазонов размеров в мм
	1-3	3-6	6-10	10—18	18-30	30—50	50-80	80- 120	120— 180	180— 260	260— 360
	0,6	0,7	0,7	0,7	0,7	0,7	0,8	0,8	0,9	—	—
	0,5	0,5	0,5	0,5	0,6	0,6	0,7	0,7	0,8	—	—
	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,6	0,6	0,7	0,9	1,1
	0,7	0,7	0,7	0,7	0,8	0,8	0,9 ’	0,9	1,0	1,2	1,6
	0,4	0,4	0,4	0,4	0,5	0,5	0,5	0,5	0,6	0,7	0,9
	0,6	0,7	0,7	0,7	0,7	0,7	0,8	0,8	0,9	1,0	1,3
	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,6	0,6	0,7	0,9	1,2
Предельные погрешности измерения в мкм (+) для диапазонов размеров в мм
	1-3	3-6	6—10	10-18	18-30	30—50	50-80	80—120
	0,25	0,25	0,25	0,25	0,3	0,3	0,3	0,4
287
№ по пор.	Наименование измерительного средства	Вариант использо- вания	Темпера- турный режим в °C	
33	Микроскопы инструментальные (малая и	а	5	
	большая модели) ММИ; БМИ и БМИ-1	б	2	
При мечание. Пределы измерения микроскопов БМИ и БМИ-1 до 150x50 мм,
Си О с о с й	Наименование измери- тельного средства	Вариант использова- ния	Условия измерения		Температурный ре- жим в °C для интер- валов контролируе- мых размеров в мм			
			Форма детали	Метод измерения	до 30	30—120	св. 120	
34	Микроскопы измеритель- ные универ- сальные типа УИМ	а б	Плоская	Проекционный в продольном на- правлении	5	2	2	
				Проекционный в поперечном на- правлении	5	2	1 1	
		В г	Цилиндри- ческая (в центрах)	Проекционный	5	2	2	
				Метод осевого се- чения	5	2	1 1	
Примечание. Пределы измерения
универсальных измерительных микроскопов
№ по пор.	Наименование измерительного средства и его применение	Вариант использо- вания	Предельные погрешности					
			1-3	3-6	6—10	10—18	18-30	
35	Измерительные машины ИЗМ-10м: при абсолютных измерениях	а	1	1	1	1,1	1,2	
	при относительном методе измерения	б	См. п. 31 — предельные погреш					
Примечание. Температурный режим при измерении размеров до 100 мм 1 0 С, свы
рено использование концевых мер 3-го разряда и температурный режим 0,2° С.
288
Продолжение табл. 59
	Предельные погрешности измерения в мкм (+) Для диапазонов размеров в мм								
	1-3	3-6	6-10	10-18	18—3 0	30—50	5 0—8 0	80-120	120—180
	4	4	4	4	4	5	6	9	11
	4	4	4	4	4	5	5	7	7
ММИ —до 75x25 мм.
	Предельные погрешности измерения в мкм (+) для диапазонов размеров в мм											
	1-3	3-6	6-10	10-18	о СО 1 00	3 0—50	50—80	80—120	120—180	180—260	260—360	360—500
	3	3	3,5	3,5	4,0	4,5	5,5	7,0	9,0	12	16	25
	3,0	3,0	3,0	3,5	4,0	4,0	5,0	6,0	7,0	8,0	—	—
	6,0	6,0	6,0	6,0	6,5	6,5	7,0	8,0	9,0	—	—	—
	2,7	2,8	2,9	3,0	3,0	3,5	4,0	5,0	5,0	—	—	—
УИМ-21 200x100 мм, УИМ-23 200X100 мм\ УИМ-24 500x200 мм.
измерения в мкм ( + ) для диапазонов размеров в мм
	30-50	50-8 0	80—120	120—180	180—260	260—360	360—500
	1,3	1,5	2	3	3,5	4,5	6
ности измерения на горизонтальном оптиметре							1,5
ше 100 мм 0,5° С. Для относительных измерений в диапазоне 360—500 мм предусмот-
) Зак. 373
289
№ по пор.	Наименование измерительного средства и его применение	Вариант использования	Условия измерения				
			Разряд применяемых концевых мер	Температурный режим в °C для интервалов контролируемых размеров в мм			
				до 3 0	30—120	св. 120	
36	Длиномеры: горизонтальный ИКУ-2 и верти- кальные ИЗВ-1 и ИЗВ-2: при абсолютном методе измере- ния						
	без учета поправок по атте- стату шкалы	а	—	5	2	—	
	с учетом поправок по атте- стату шкалы	б	—	2	1	—	
	при относительном методе изме-	в	4	2	0,5	0,2	
	рения	г	3	—	—	0,2	
абсолютном методе измерения
Примечание. Пределы измерения длиномеров: при
№ по пор.	Наименование измерительного средства	Вариант использо- вания	Условия измерения1		
			Направление перемещения стола	Увеличение	
37	Проекторы часовые ЧП; ЧП-1; ЧП-2	а б в г	Продольное1 2	10х 20х 50х 100 и 200х’	
		д е ж 3	Поперечное3	10х 20х 50х 100 и 200Хв	
38	Проектор большой БП	а б в	Продольное4	16х 20х 50х	
		г Д е	Поперечное5	10х 20х 50х	
1 Температурные условия измерения: допускаемое отклонение температуры от 20° С ±3°,
2 Продольный ход 4 0 мм.
я Поперечный ход 25 мм.
4 Продольный ход 150 мм.
 Поперечный ход 50 мм.
• Верхний предел увеличения проекторов ЧП 100х, проекторов ЧП-1 и ЧП-2 200х*
290
Продолжение тебя. 59
Предельные погрешности измерения в мкм (+)^ДЛЯ диапазонов размеров в мм											
								о	о	О	о
							о	оо	СО	со	
СО	СО	о	7	СО 1	о ю	оо	сч	7	сч 1	СО 1	ю 1
|	|	1		1	1	1	1		о	о	о
	СО	со		00	о СО	о ю	о 00	сч	СО	СО сч	со со
1,4	1,5	1,5	1,7	2,0	2,0	2,5	3	—	—	—	—
1	1	1	1,1	1,3	1,3	1,5	1,9	—	—	—	—
1,5	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5	1,5	1,6	1,6	1,9	2,1	2,4
	—	—	—	—	—	—	—	1,5	1,6	1,7	2,0
0—100 мм, при относительном методе измерения ИКУ-2 0—500 мм, ИЗВ-1 и ИЗВ-2 0—250 мм.
Предельные погрешности измерений в мкм (+) для диапазонов размеров в мм
1—3	3-6	6-10	10—18	18-3'0	30-50	50—80	80—120	120—180
15,0	15,0	15,0	15,0	16,0	16,0			
8,5	8,5	9,0	9,0	9,5	10,0				
5,5	6,0	6,0	6,0	6,5	7				
5,0	5,5	5,5	5,5	6,0	6,5	—	—	—
15,0	15,0	15,0	16,0	16,0				
8,5	9,0	9,0	9,5	10,0						
6,0	6,0	6,0	6,5	7,0					
5,5	5,5	5,5	6,0	6,5	—	—	—	—
15,0	15,0	15,0	15,0	15,0	16,0	16,0	17,0	18,0
8,5	8,5	8,5	9,0	9,0	9,5	10,0	10,0	12*0
5,5	6,0	6,0	6,0	6,0	6,5	7,0	7,5	8,5
15,0	15,0	15,0	16,0	16,0	17,0			
8,5	9,0	9,0	9,5	10,0	11,0				
6,0	6,0	6,0	6,5	7,0	8,0	—	—	—
допускаемое колебание температуры 1° С в процессе измерения.
291
Относительные измерения производят путем сравнения изо-
бражения измеряемого объекта на экране с шаблоном. Погреш-
ности измерения при относительных измерениях складываются
из погрешности проектора на используемом пределе измерения,
температурной погрешности, погрешности шаблона и погрешно-
сти увеличения проектора. Первая погрешность может быть
определена с достаточной точностью, а остальные весьма прибли-
зительно. Наибольший удельный вес составляет погрешность
шаблона. В связи с отсутствием общегосударственных норм на
точность шаблонов, предельные погрешности измерения проек-
торами при относительных измерениях в настоящей работе не
приводятся.
Предельные погрешности измерения на проекторах при абсо-
лютном методе измерения приводятся в табл. 59.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В табл. 59 приведены значения предельных погрешностей из-
мерения для всех универсальных измерительных приборов, выпу-
скаемых отечественной специализированной промышленностью.
При пользовании табл. 59 следует помнить:
а)	в таблице приведены предельные значения погрешностей
измерения при указанных условиях измерения;
б)	расчеты даны для разовых измерений; многократными из-
мерениями и введением поправок на систематические погрешно-
сти можно уменьшить погрешность измерения;
в)	при определении повышения точности измерения от того
или иного мероприятия следует учитывать, что составляющие
погрешности складываются квадратически и их удельный вес
в суммарной погрешности измерения пропорционален квадратам
их величин.
Б. ПРИБОРЫ И ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ
ВНУТРЕННИХ РАЗМЕРОВ
1 НУТРОМЕРЫ (НЕСТАЦИОНАРНЫЕ ПРИБОРЫ)
Нутромеры индикаторные с ценой деления отсчетного устрой-
ства 0,01 мм. Нутромеры являются наиболее распространенными
ручными приборами для измерения диаметра отверстий от 6 до
1000 мм. Основные технические данные выпускаемых индикатор-
ных нутромеров приведены в табл. 60*.
* В 1965 г. нутромеры с пределами измерения до 50 мм выпускались за
водом «Калибр», свыше 500 мм — заводом КРИН.
292
Таблица 60
Основные характеристики индикаторных нутромеров
Параметр	Пределы измерения в мм									
	6-10	10—18	18-35	35—50	50-100	100—160	160—250	250-450	450—700	о о о 7 о
Цена деления отсчет- ного устройства в мм . ,	0,01									
Глубина	измерения в мм, не менее		100	130	135	150	200	300	400	500	Нутромером не ограни- чена	
Наименьшее перемеще- ние измерительного стер- жня в мм 		0,6	0,8	1,5		4			6	8	
Погрешность показаний нутромера с отсчетным устройством в пределах всего перемещения изме- рительного стержня в мм	0,012		0,015		0,020			0,025		
Погрешность нутромера на любом участке 0,1 мм при использовании атте- стованного участка шка- лы индикатора в мм . .	0,008									
Погрешность, вносимая неточным расположением центрирующего мостика	1/3 деления шкалы индикатора									
Вариация показаний	1/3 деления шкалы индикатора									
Измерительное усилие в н(гс)		2,5-4,5 (250-450)				4,0—7,0 (400—700)			5,0—9,0 (500—900)		
Погрешность механизма нутромера без включения погрешности индикатора
в пределах перемещения измерительного стержня
Перемещение измерительного стержня в мм	До 0,1	До 2	Св. 2
Погрешность нутромера в мм, не более . . .	0,004	0,006	0,008
Ю* Зак. 373
293
При измерении диаметра отверстий индикаторными нутроме-
рами возникают погрешности от прибора; температурных дефор-
маций; вариации показаний; совмещения линии измерения с диа-
метром в плоскости, перпендикулярной к оси отверстия, и в осе-
вой плоскости; от установки нутромера на заданный размер;
из-за шероховатости поверхности контролируемого отверстия.
Указанные погрешности в общем виде были рассмотрены вы-
ше. Конкретные величины погрешностей для различных преде-
лов измерения приводятся в табл. 61, а рекомендуемые случаи
применения нутромеров—в табл. 68 вместе с предельными по-
грешностями измерения. У индикаторного нутромера необходи-
мо различать погрешность собственно нутромера, которая норми-
руется по ГОСТу, и погрешность нутромера при измерении, опре-
деляемую расчетом. Второй вид погрешности возникает из-за
отсутствия фиксированного положения начала отсчета, и приво-
дит к различным погрешностям прибора, выявляемым при его
проверке (нормируемая погрешность) и проявляющимся при из-
мерении.
Поэтому погрешности индикаторных нутромеров при измере-
нии определялись в соответствии с указаниями в гл. III о нор-
мировании погрешностей измерения приборов с переменным на-
чалом отсчета:
А	1 А $пр_
иизм —' л_ 1	>
где бизм — погрешность прибора при измерении;
бпр — нормируемая допустимая погрешность.
Исходя из этих зависимостей, в табл. 60 и 61 приведены по-
трешности нутромеров при их проверке 6пр и погрешности нутро-
меров при измерении 6изм- В табл. 60 приведены также погреш-
ности передаточного механизма нутромера без отсчетного уст-
ройства, а в табл. 61 —погрешность нутромеров на участке до
0,03 мм отсчетного устройства (последняя погрешность обычно
не нормируется в технических условиях и поэтому она была опре-
делена экспериментально у большой партии нутромеров). При
расчете суммарной погрешности измерения индикаторными нут-
ромерами бралась погрешность измерения 6изм для соответст-
вующих пределов.
Температурные погрешности нутромеров определены с уче-
том рекомендаций и материалов соответствующего раздела
гл. III при оптимальных температурных условиях измерения.
Наиболее часто нарушают эти условия, когда нутромер держат
не за теплоизолирующую ручку, а за корпус. При этом темпе-
ратурные погрешности будут значительно больше расчетных.
У индикаторного нутромера с пределами измерения ^100 мм
имеется передвижная теплоизолирующая ручка, которая может
294
Таблица 61
Составляющие погрешности измерения индикаторными нутромерами
при отсчетном устройстве с ценой деления 0,01 мм
№ по пор.	Вид погрешности	Интервалы диаметров отверстий в мм				
		6-18	|	18-50	50—120	120—260	2G0—500
1	Погрешность прибора при измерении Ьизм в мм: на участке до 0,03 мм 		±0,003	±0,003	±0,003 ±0,006-	±0,003	±0,003
2	на участке до 0,1 мм		±0,006	±0,006		±0,006	±0,006
3	в пределах перемещения измерительного стержня .	...	±0,009	±0,011	±0,014	±0,014	±0,017
295
4	Погрешность от центрирования в мм	. . .	0,003	0,003	0,003	0,003	0,003
5	Погрешность от перекоса 6а в мм	-	.	0,002	0,003	0,004	0,005	0,008
6 7	Погрешность установки на заданный размер в мм: по микрометру 	 по блоку концевых мер 		0,002 0,0015	0,003 0,002	0,005 0,003	0,008 0,005	0,007
8 9	Температурная погрешность в мм: 3° до 100 мм, 2° свыше 100		 5° до 100 мм, 3° свыше 100			±0,001 ±0,002	±0,002 ±0,003	±0,003 ±0,005	±0,004 ±0.007	±0,006 ±0,010
10	Погрешность из-за шероховатости поверхности, в мм: 	 ^v5	 		±0,002 ±0,004	±0,004 ±0,008	±0,005 ±0,010	±0,005 ±0,010	±0,005 ±0,010
И	Вариация показании прибора в мм 		0,003	0,003	0,003	0,003	0,003
устанавливаться в любом месте на корпусе нутрометра. Если по
условиям измерения необходимо держать нутромер непосредст-
венно за корпус, то это место нутромера или руки теплоизоли-
руют различными способами (полотенце, войлок, нитяные пер-
чатки и т. п.).
Погрешность от совмещения линии измерения с диаметром
в плоскости, перпендикулярной к оси отверстия, равна погреш-
ности центрирования из-за неточного расположения центрирую-
щего мостика. Эта погрешность нормируется в ГОСТе.
Необходимо иметь в виду, что центрирующие мостики инди-
каторных нутромеров с пределами измерения 6—10, 10—18 и
18—35* мм весьма нежестки по конструкции и часто являются
причиной существенной погрешности от смещения линии изме-
рения относительно диаметра.
У этих нутромеров надо гораздо чаще проверять погреш-
ность от центрирующего мостика.
На практике из-за указанных недостатков у нутромеров сни-
мают центрирующие мостики и линию измерения совмещают
с диаметром только путем нахождения максимального размера.
Как было указано выше (см. гл. III), при этом могут возникнуть
большие погрешности измерения. В расчетах погрешность от
центрирования принята равной погрешности, нормируемой по
ГОСТу. Если центрирующий мостик недостаточно надежен в ра-
боте, то погрешность от центрирования может быть больше нор-
мируемой величины.
Когда возникает необходимость измерения без центрирующе-
го мостика, целесообразно у сменных измерительных стержней
нутромера делать радиус сферы несколько больше радиуса из-
меряемого отверстия (см. гл. III). Тогда погрешность от совме-
щения линии измерения не будет превышать 0,001—0,002 л/л^при
условии выполнения оптимальных условий центрирования, реко-
мендованных в гл. III.
Погрешность центрирования зависит также от соосности из-
мерительных стержней нутромера. Поэтому необходимо прове-
рять соосность всех сменных измерительных стержней нутроме-
ра. Такая проверка может быть произведена при перестановке
нутромера из блока концевых мер с боковиками в кольцо того
же номинального размера, что и блок мер.
Сменяя поочередно сменные измерительные стержни, прове-
ряют перестановкой нутромера из блока в кольцо погрешность
центрирования. По изменению погрешности центрирования со
сменой измерительных стержней можно оценить соосность изме-
♦ У нутромеров с пределами измерения 18—35 мм предполагается изме-
нить конструкцию мостика аналогично конструкции мостика нутромеров
с пределами измерения 18—50 мм и с ценой деления 0,002 мм завода «Калибр»
и создать нутромер с ценой деления 0,01 мм, с пределами измерения 18—
50 мм.
296
рительных стержней нутромера. Соосность измерительных стерж-
ней можно также проверить, например, на универсальном или
инструментальном микроскопах совмещением с сеткой окулярной
головки.
Погрешность от совмещения линии измерения с диаметром
отверстия в осевой плоскости (для краткости в табл. 61 эта по-
грешность обозначена ба) обусловлена наклоном линии измере-
ния относительно диаметра на некоторый угол (см. гл. III).
Приведенные в табл. 61 погрешности перекоса да определены
экспериментально. Эти погрешности могут быть больше, если
в процессе измерения нутромером затруднены условия покачива-
ния для нахождения минимального размера в диаметральной
плоскости отверстия (при покачивании нутромера стрелка от-
счетного устройства перемещается не более чем на одно деление
шкалы), например при измерении глубоких отверстий и пазов,
при измерении деталей с малой рабочей поверхностью по высо-
те, при измерении поверхностей с различными прорезями и т. п.
В этих случаях потребитель должен дополнительно эксперимен-
тально определить соответствующую погрешность измерения.
Установку нутромеров на заданный размер рекомендуется
производить по аттестованному микрометру и блокам концевых
мер с боковиками, собранных в струбцине.
Погрешность установки на размер включает погрешность
установочных средств и погрешность самого процесса установки.
Нутромеры с пределами измерения свыше 260 мм устанавли-
вать по микрометру не рекомендуется, так как при этом возника-
ют большие погрешности, обусловленные малой опорной площад-
кой измерительных пяток микрометра, погрешностью собственно
микрометра и его деформациями. При установке на размер по
блоку концевых мер с боковиками необходимо иметь в виду, что
возникают погрешности блока, обусловленные его деформация-
ми в струбцине (см. гл. III). Ранее было указано, каким обра-
зом можно исключить или уменьшить эти погрешности блока.
При расчете погрешности измерения нутромерами учитывались
оптимально достижимые погрешности установки на размер.
При установке нутромеров на размер по аттестованному коль-
цу измерения рекомендуется производить в пределах двух-трех
делений по отсчетному устройству. В этом случае можно полу-
чить максимальную точность не только за счет собственно нут-
ромера, но и за счет составляющих погрешностей: при измере-
нии нутромером в пределах, больших чем 0,03 мм, установка по
кольцу не дает заметного уменьшения суммарной погрешности
из-за относительно больших величин других составляющих по-
грешностей, в первую очередь погрешности прибора.
Установку нутромера на размер желательно производить
в рабочем положении, так как в различных положениях нутро-
мера установленный размер может изменяться на 2—3 мкм.
297
Погрешности измерения, обусловленные шероховатостью по-
верхности измеряемого отверстия, определены в соответствии
с рекомендациями и данными гл. III при определенных парамет-
рах нутромеров. Если при измерении нутромерами измеритель-
ные поверхности сменных стержней будут иметь радиусы сферы
меньшие, чем у стандартных стержней, то это может привести
к увеличению погрешности измерения, обусловленной шерохо-
ватостью поверхности, особенно при шероховатости поверхности
ниже 7-го класса.
Эта погрешность может возрасти по сравнению с расчетной
также при уменьшении измерительного усилия нутромера по
сравнению с нормируемым.
Погрешности, обусловленные шероховатостью поверхности,
необходимо определить экспериментально и учесть их при рас-
чете суммарной погрешности измерения.
Суммарные погрешности измерения индикаторными нутро-
мерами в зависимости от условий их применения приведены
в табл. 68.
Нутромеры индикаторные при применении отсчетного устрой-
ства с ценой деления 0,001 и 0,002 мм. Индикаторные нутромеры
имеют сменные отсчетные устройства, и поэтому вместо индика-
тора часового типа в нутромер могут быть установлены отсчет-
ные устройства с ценой деления 0,001 и 0,002 мм. Применение
долемикронных отсчетных устройств не дает преимуществ в точ-
ности по сравнению с микронными отсчетными устройствами
из-за наличия других составляющих погрешностей и уменьша-
ет пределы измерения по отсчетному устройству. Возможность
замены отсчетного устройства в индикаторных нутромерах пре-
дусмотрена в ГОСТе 868—63, поскольку дополнительно норми-
руется погрешность нутромера без отсчетного устройства. Ис-
пользование нутромера с отсчетной головкой более высокой
точности позволяет уменьшить погрешность прибора при изме-
рении. В качестве таких головок могут быть использованы мало-
габаритные пружинные головки ИПМ (микаторы), рычажно-
зубчатые головки 1-МКМ и 2-МКМ. Применение отсчетных го-
ловок повышает не только точность собственно нутромера, но и
точность всего процесса измерения, так как отсчетные устройст-
ва с ценой деления 0,001 и 0,002 мм позволяют уменьшить
амплитуду смещения линии измерения; поэтому точнее совме-
щается линия измерения с диаметром отверстия (об этом по-
дробно было сказано в гл. III).
Измерение нутромером производят в пределах расхода от-
счетного устройства, поэтому погрешность прибора при измере-
нии дана в пределах 0,03 и 0,1 мм. Использовать нутромер на
меньших пределах измерения нецелесообразно из-за недостаточ-
ной чувствительности нутромера и других составляющих погреш-
ности измерения.
298
Погрешность нутромера при измерении (табл. 62) определе-
на по тем же правилам, что и для индикаторных нутромеров с це-
ной деления отсчетного устройства 0,01 мм, исходя из погрешно-
сти нутромера с микронной головкой. Погрешность центрирова-
ния при наличии центрирующего устройства оказывает влияние
на погрешность измерения независимо от цены деления отсчет-
ного устройства. Поэтому для получения преимуществ по точно-
сти при использовании микронных головок необходимо повысить
требования к точности центрирования, чтобы погрешности от
центрирования не превышали 0,002 мм. Нутромеры с такой по-
грешностью от центрирования могут быть получены отбором или
регулировкой центрирующего устройства.
Таблиц» 62
Составляющие погрешности измерения индикаторными нутромерами
при отсчетном устройстве с ценой деления 0,001 и 0,002 мм
I № по пор.	Вид погрешности	Интервалы диаметров отверстий в мм				
		6-18	18-50	50-120	120-260	260—500
1	Погрешность прибора при измерении Ьизм в мм: на участке 0,03 мм	±0,002	±0,002	±0,002	±0,002	±0,002
2	на участке 0,1 мм	±0,0035	±0,0035	±0,0035	±0,0035	±0,0035
3	Погрешность центри- рования в мм . . .	0,002	0,002	0,002	0,002	0,002
4	Погрешность перекоса 6а в мм		0,001	0,0015	.0,0025	0,004	0,005
5	Погрешность установ- ки на размер 6V в мм: по блоку концевых мер		0,001	0,0015	0,002	0,003	0,005
6	по аттестованному кольцу 		0,001	0,001	0,0015	0,002	—
7	Температурная по- грешность Of в мм . .	±0,001	±0,002	±0,003	±0,004	±0,006
8	Погрешность из-за шероховатости поверхно- сти изделия 6v7 в мм	±0,001	±0,002	±0,003	±0,003	±0,003
9	Вариация показаний прибора в мм ...	0,001	0,002	0,002	0,002	0,002
Установку нутромеров с микронной головкой рекомендуется
производить по блоку концевых мер или аттестованному кольцу.
Устанавливать нутромеры по микрометру не рекомендуется из-
за тех погрешностей, о которых было сказано ранее.
Для некоторого уменьшения температурных погрешностей из-
мерения по сравнению с данными, приведенными в табл. 62, не-
обходимо, наряду с вышеуказанными мероприятиями, перед на-
299
стройкой прибора подержать его в руках за теплоизолирующую
ручку некоторое время (3—10 мин) для выравнивания температу-
ры всего прибора, а затем настраивать на размер. В связи с боль-
шим влиянием температурных деформаций на погрешность из-
мерения нутромерами с микронными головками в рекомендациях
по применению ужесточен температурный режим при измерении
и с учетом этого рассчитана температурная погрешность.
Необходимо также принимать меры для стабилизации темпе-
ратуры детали, прибора и настроечных мер. Вариация показаний
нутромеров с микронным отсчетным устройством меньше, чем
с индикатором.
Суммарные погрешности измерения индикаторными нутро-
мерами при замене отсчетного устройства и различных условиях
применения приведены в табл. 68.
Нутромеры повышенной точности с ценой деления отсчетного
устройства 0,001 и 0,002мм. Такие нутромеры выпускаются заво-
дом «Калибр» для пределов измерения от 3 до 50 мм. Основные
технические данные нутромеров приведены в табл. 63.
Таблица 6 3
Основные характеристики нутромеров повышенной точности
Параметры нутромера	Пределы измерения нутромеров в мм и модель			
	3-6, модель 1 03	6—10, модель 1 04	10—1 8, модель 105	18-50, модель 1 09
Цена деления отсчетного устройст-
ва в мм .............
Глубина измерения наибольшая ьмм
Погрешность показаний нутромера
В ММ'.
с отсчетным устройством ....
без отсчетного устройства* . . .
Погрешность, вносимая неточным
расположением центрирующего
устройства в мм ..............
Вариация показаний в мм . ...
Измерительное усилие в н (гс) . .
0,001 20	0,001 30	0,002 50	0,002 140
0,003 0,0025	0,003 0,0025	0,005 0,004	0,005 0,004
0,001 0,001	0,001 0,001 1,0—2,0 (100—200)	0,002 0,002	0,002 0,002 2,5—4,5 (250-450)
* Допустимая погрешность показаний нутромера установлена в пределах измерения от»
счетного устройства.
Конструкции нутромеров повышенной точности существенно
отличаются от конструкций индикаторных нутромеров. Механизм
нутромеров с пределами измерения 3—6, 6—10 и 10—18 мм (со-
ответственно модели 103, 104 и 105) представляет собой сочета-
300
пие клиновой передачи (два измерительных шарика и конус)
с отсчетным устройством. Нутромеры получили в обиходе наи-
менование «шариковые».
Механизм нутромера с пределами измерения 18—50 мм мо-
дели 109 представляет собой также сочетание клиновой переда-
чи с отсчетным устройством, но клиновая передача отличается
от клиновых передач других моделей нутромеров. У нутромеров
модели 109 подвижный измерительный стержень имеет на од-
ном торце доведенный скос (клин 45°), на который опирается
шарик внутри корпуса нутромера. Через шарик перемещение из-
мерительного стержня передается на шток нутромера и затем
на отсчетное устройство.
Отличия конструкции механизма не изменили принципиально
метода измерения, поэтому при работе у нутромеров повышенной
точности возникают такие же составляющие погрешности, как и
у индикаторных нутромеров, но значительно меньшей величины
(табл. 64).
Таблица 64
Составляющие погрешности измерения нутромерами повышенной точности
с ценой деления 0,001 и 0,002 мм
№ по пор.	Вид погрешности	Интервалы диаметров отверстий в мм		
		3-6 6-10	10—18	18-50
1	Погрешность прибора при измерении §изм в мм*. в пределах 0,03 мм		±0,001	±0,002	±0,002
2	в пределах 0,1 мм		±0,002	±0,0035	±0,0035
3	Погрешность центрирования	в мм	0,001	0,002	0,002
4	Погрешность перекоса 6а в мм . . . .	0,001	0,001	0,0015
5	Погрешность установки на размер Ьу В ММ'. по блоку концевых мер 		0,001	0,0015	0,0015
6	по аттестованному кольцу		0,0005	0,001	0,001
7	Температурная погрешность 6/ в мм	±0,001	±0,001	±0,002
8	Погрешность из-за шероховатости по- верхности изделия 6v7 в мм		±0,0015	±0,001	±0,002
9	Вариация показаний прибора в мм . .	0,001	0,002	0,002
Погрешность прибора при измерении определена исходя из
нормируемой допустимой погрешности нутромеров с рычажно-
зубчатыми головками завода ЛИЗ типа МКМ. Повышение точ-
ности нутромера по сравнению с расчетной может быть достиг-
нуто заменой отсчетного устройства типа МКМ малогабаритной
пружинной головкой (микатором) с ценой деления 0,001 и
0,0005 мм.
301
У шариковых нутромеров центрирование производится с по-
мощью двух шариков, расположенных под углом 90° к линии из-
мерения. Центрирующие шарики несколько меньше измеритель-
ных (на 0,015—0,020 мм), поэтому линия измерения не может
быть смещена относительно диаметра отверстия на величину
больше указанной. При этом погрешность от смещения линии
измерения не будет превышать 0,0005 мм. Фактическая погреш-
ность может быть больше из-за вариации показаний механизма
нутромера и отсчетного устройства.
Шариковые нутромеры имеют специальный подвижный упор,
который позволяет ограничить глубину измерения и одновремен-
но базировать нутромер на торце отверстия, что уменьшает по-
грешность от совмещения линии измерения в осевой плоскости
отверстия. Если торец отверстия неперпендикулярен оси более
чем на Г, то его нельзя использовать в качестве базы при из-
мерении.
Установку нутромеров повышенной точности на заданный раз-
мер рекомендуется производить по блокам концевых мер или ат-
тестованным кольцам.
В табл. 64 указаны соответствующие погрешности установки
на размер. Если нутромер в качестве отсчетного устройства име-
ет микатор, то установку на размер рекомендуется проводить
только по кольцам. Необходимо учитывать одну довольно ча-
стую ошибку: на размер устанавливают не измерительные, а цен-
трирующие шарики.
Чтобы исключить эту ошибку, необходимо тщательно следить
при установке на размер за маркировкой: над измерительными
шариками на корпусе нанесены красные точки.
При измерении отверстий с различной шероховатостью по-
верхности влияние шероховатости на погрешность измерения
будет значительным из-за относительно малых радиусов изме-
рительных шариков нутромеров 3—6 и 6—10 мм\ (см. гл. III).
Приведенные в табл. 64 погрешности определены исходя из но-
минальных диаметров измерительных шариков нутромера, со-
ответствующих микронеровностей и динамики процесса изме-
рения.
Существенный недостаток шариковых нутромеров — быстрое
заедание шариков в процессе эксплуатации, что объясняется по-
паданием мельчайших частиц грязи между шариками и стенка-
ми гнезд, в которых они вращаются. Поэтому необходимо часто
промывать втулки с шариками и смазывать в соответствии с ин-
струкцией завода-изготовителя.
Нутромеры с пределами измерения 18—50 мм более надежны
в эксплуатации по сравнению с шариковыми нутромерами.
Составляющие погрешности измерения нутромерами повы-
шенной точности приведены в табл. 64.
302
При измерении микронными нутромерами необходимо учи-
тывать те рекомендации, которые даны выше для индикаторных
нутромеров.
Суммарные погрешности измерения нутромерами повышен-
ной точности в зависимости от условий их применения приведе-
ны в табл. 68.
Нутромеры микрометрические с ценой деления 0,01 мм. В этих
нутромерах отсчетным устройством является микрометрическая
пара с отсчетом по нониусу 0,01 jwjw. Основные технические дан-
ные нутромеров приведены в табл. 65.
Таблица 65
Основные характеристики микрометрических нутромеров
типоразмеров НМ 50—15мм, НМ 75—175 мм, НМ 75—600 мм
Параметры	Пределы измерения в мм			
	50-125	125-200	200—325	325—500
Величина отсчета по нониусу микро- пары в мм ............. Предел измерения микрометриче- ской головки в мм ......... Погрешность нутромера в мм ... Погрешность установочной меры в мм Погрешность микрометрической го- ловки в мм		0,01 13 ±0,006 ±0,002 ±0,002	0,01 13 ±0,008 ±0,002 ±0,002	0,01 13 ±0,010 ±0,002 ±0,002	0,01 13 ±0,012 ±0,002 ±0,002
Возможны два способа применения микрометрических нутро-
меров, отличающиеся только методами установки на размер.
При одном методе микрометрическая головка по установочной
скобе настраивается на нулевое деление, а потом производится
сборка (свинчивание) удлинителей на требуемый размер. При
другом методе нутромер после его сборки на требуемый размер
аттестуется (например, на измерительной машине) и опреде-
ляется его действительный размер. Основные составляющие по-
грешности измерения микрометрическими нутромерами
(табл. 66) аналогичны составляющим погрешности измерения
другими нутромерами, но в ряде случаев от них отличаются.
Микрометрические нутромеры имеют фиксированное положе-
ние начала отсчета, поэтому погрешность прибора при проверке
(допустимая погрешность) и при измерении будет одинаковой.
За погрешность нутромера приняты нормируемые в ГОСТе
10—58 величины.
При пользовании микрометрическими нутромерами практи-
чески отсутствуют погрешности от шероховатости поверхности,
поскольку у нутромеров диаметр сферы измерительных наконеч-
ников увеличен. Вместе с тем помимо погрешностей, присущих
зоз
Таблица 6 6
Составляющие погрешности измерения микрометрическими нутромерами
с величиной отсчета 0,01 мм
№ по пор.	Вид погрешности	Интервалы диаметров отверстий в мм			
		50—125	125-200	200—325	325-500
1	Нормируемая погрешность нутромера в мм		±0,006	±0,008	±0,010	±0,012
2	Погрешность настройки по установочной мере в мм . . .	±0,005	±0,007	±0,010	±0,010
3	Погрешность аттестации дли- ны нутромера в мм		±0,001	±0,002	±0,003	±0,005
4	Погрешность центрирования в мм 		0,01	0,01	0,01	0,01
5	Погрешность перекоса Aad в мм		0,01	0,015	0,015	0,02
6	Погрешность свинчивания в мм		±0,004	±0,005	±0,006	±0,008
7	Температурная погрешность в мм 		0,005	0,010	0,012	0,015
ранее рассмотренным нутромерам, появляется погрешность от
свинчивания.
При аттестации размера нутромера после его установки вно-
сится погрешность аттестации, но и в то же время исключается
погрешность нутромера, установочной меры и свинчивания.
Погрешность настройки по установочной мере складывается
из погрешности самой меры, нормируемой в стандарте, и погреш-
ности, связанной с установкой по этой мере. Последняя погреш-
ность составляет 0,003—0,005 мм.
Микрометрические нутромеры не снабжаются специальными
устройствами для центрирования, и поэтому требуется «поиск»
размера не только в диаметральной, но и в осевой плоскости.
Из-за этого погрешность от центрирования, как правило, больше,
чем у нутромеров со стрелочным отсчетным устройством.
Микрометрический нутромер для установки на размер соби-
рается свинчиванием отдельных звеньев.
В местах соприкосновения происходят деформации, которые
вносят погрешности. В приведенных расчетных данных учтены
погрешности от деформации при свинчивании в зависимости от
количества сменных удлинителей (т. е. от номинального раз-
мера).
Температурные погрешности пропорциональны контролируе-
мому размеру и зависят от нагрева нутромера руками. Во всех
случаях пользования нутромером необходимо принимать меры
для уменьшения влияния нагрева прибора руками.
304
Приведенные в табл. 66 температурные погрешности рассчи-
таны исходя из деформаций, обусловленных температурным ре-
жимом, указанным в табл. 9.
Предельные погрешности измерения нутромерами, приведен-
ные в табл. 68, несколько меньше по сравнению с нормами, при-
веденными в книге [4]. Объясняется это частично тем, что за
прошедшее время введен ГОСТ 10—58, в котором повышены точ-
ностные требования к микрометрическим нутромерам, а также
тем, что были уточнены данные по отдельным составляющим
погрешностям измерения.
2. СТАЦИОНАРНЫЕ ПРИБОРЫ
Горизонтальный оптиметр, измерительная машина и горизон-
тальный длиномер при внутренних измерениях. Наиболее распро-
страненными среди стационарных приборов для измерения внут-
ренних размеров деталей являются горизонтальный оптиметр,
длиномер и измерительная машина. По методу измерения эти
приборы принципиально не различаются, поэтому составляющие
погрешности измерения такими приборами даны в одной табли-
це (табл. 67).
Таблица 67
Составляющие погрешности измерения внутренних размеров
на горизонтальном оптиметре, длиномере 1
и измерительной машине ИЗМ-1
№ по пор.	Вид погрешности	Интервалы диаметров отверстий в мм			
		13-50	50-120	120-260	260—500
1	Погрешность трубки опти- метра в пределах ±0,06 в мм	±0,0002	±0,0002	±0,0002	±0,0002
2	Погрешность центрирования в мм 		0,001	0,0007	0,0005	0,0005
3	Погрешность перекоса да в мм		0,0005	0,0008	0,001	0,002
4	Погрешность установки на размер в мм\ по блоку концевых мер 4-го разряда 		0,0007	0,001	0,002	0,003
	по кольцу 		0,0005	0,0005	0,001	—
5	Температурная погрешность б* в мм: Д/=1°С		0,0003	0,0009	0,002	0,004
	Ы = 2° С		0,0007	0,0018	0,0045	0,0085
6	Вариация показаний при из- мерении с неподвижной деталью в мм		0,0005	0,0005	0,0005	0,0005
1 В таблице не указана погрзш ность шкалы длиномера, так как она не нормируется
отдельно, а учитывается в суммарной погрешности прибора.
305
Основные технические характеристики указанных приборов
были приведены ранее, в разделе А гл. IV.
Измерение на стационарных приборах производят с большей
точностью, чем ручными приборами, даже при одинаковых це-
нах деления отсчетного устройства. Повышение точности изме-
рения на стационарных приборах обусловлено значительно боль-
шей точностью совмещения линии измерения с контролируемым
диаметром, уменьшением влияния шероховатости поверхности
отверстия, изменением динамики процесса измерения (см.
гл. III).
Погрешность собственно приборов в основном определяется
погрешностью шкалы оптиметра или шкалы длиномера. По-
скольку шкалы в стационарных приборах имеют фиксирован-
ное положение начала отсчета, то нормируемая погрешность,
приведенная в табл. 67, и погрешность прибора при измерении
одинаковы (подробно об этом указано в гл. III).
При измерении на стационарных приборах возникает погреш-
ность от центрирования, вызванная смещением линии измере-
ния относительно диаметра в плоскости контролируемого сече-
ния. В гл. III были указаны причины, влияющие на смещение
линии измерения, и соответствующие погрешности от центриро-
вания, которые уменьшаются с увеличением диаметра измеряе-
мого отверстия.
Смещение линии измерения происходит также из-за несоос-
ности измерительных наконечников прибора.
Перед измерением кронштейны с трубкой оптиметра и пи-
нолью сводят до соприкосновения измерительных наконечников,
после чего измерительный наконечник пиноли . специальными
винтами центрируют относительно измерительного наконечника
трубки оптиметра; такое центрирование обеспечивает соосность
измерительных наконечников. Затем кронштейны устанавлива-
ют на требуемый измеряемый диаметр и закрепляют. Считается,
что при этом сохраняется соосность измерительных стержней.
Однако во многих случаях соосность нарушается из-за непрямо-
линейности скалки и шпоночного паза в ней, из-за разного уси-
лия зажима кронштейнов на скале оптиметра.
При измерении на оптиметре надо устранять указанное сме-
щение измерительных наконечников после проверки по цилин-
дрической оправке соосности обоих кронштейнов при их различ-
ных положениях на скалке в закрепленном положении.
Линию измерения совмещают с диаметром в осевой плоско*
сти отверстия с помощью механизмов подачи столика прибора.
Смещение линии измерения относительно диаметра приводит
к соответствующей погрешности, о которой было подробно ука-
зано в гл. III.
С увеличением диаметра измеряемого отверстия погрешности
увеличиваются.
306
На точность совмещения линии измерения влияет вес детали
и положение центра тяжести, так как при весе детали более
5 кг появляются деформации прибора. При смещении центра тя-
жести детали относительно ее геометрического центра возникает
опрокидывающий момент на столике прибора, что особенно ска-
зывается на работе прибора при покачивании столика с деталью
в процессе совмещения линии измерения. При фиксированном
положении столика опрокидывающий момент несколько смещает
столик, что приводит к погрешности измерения. Эти погрешно-
сти необходимо определить потребителю экспериментально.
Установку приборов на размер рекомендуется производить
по блокам концевых мер или аттестованным кольцам. Для по-
вышения точности блоков необходимо исключить их погрешно-
сти, обусловленные деформациями в струбцине, о чем было под-
робно указано в гл. III.
Указанные в табл. 67 погрешности установки по блокам кон-
цевых мер определены с учетом исключения погрешностей от
деформации блоков.
При установке приборов на размер по установочным аттесто-
ванным кольцам вместо блоков концевых мер удается несколько
повысить точность установки на размер. Кольца диаметром бо-
лее 260 мм практически трудно изготовить, поэтому в пределах
свыше 260 мм пользуются только блоками концевых мер.
На стационарных приборах, как правило, измеряют точные
детали с шероховатостью поверхности не ниже 7-го класса по
ГОСТу 2789—59; практически шероховатость поверхности из-
делия не влияет на точность измерения диаметра отверстий.
Суммарные погрешности измерения на стационарных приборах
в зависимости от условий их применения приведены в таблице 68.
Инструментальный и универсальный микроскопы. Измерение
диаметров отверстий на инструментальном и универсальном мик-
роскопах бесконтактным способом отличается специфическими
особенностями.
Измерение диаметра отверстий производится, как правило,
только йа торце детали, так как точное фокусирование на глад-
кой части отверстия на микроскопе практически невозможно;
в связи с этим торец отверстия должен иметь острые кромки. При
наличии фаски затрудняется фокусирование прибора на торец,
что приводит к ошибкам измерения диаметра отверстия, особен-
но при различных способах освещения.
Основными составляющими погрешностями измерения диа-
метра на микроскопах являются погрешность фокусировки на то-
рец, погрешность совмещения штриха окулярной головки с кром-
кой отверстия, погрешность шкалы микроскопа, температурная
погрешность.
Приведенные в табл. 68 погрешности измерения определены
экспериментальными измерениями на микроскопах.
307
Таблица 68
308
Предельные погрешности измерения внутренних размеров
		к S я CCJ 0	Условия измерения					Предельные погрешности изме- рения в мкм (±) для интерва- лов размеров в мм				
№ по пор.	Наименование измерительного средства	т Ч О с S	Используемое пе- ремещение изме- рительного стержня в мм	Средства установки	Класс чистоты по- верхности отвер- стия по ГОСТу 2789—59 не менее	Температурный режим в °C для интервалов кон- тролируемых раз- меров в мм				о	о СО	
		а S <я И				3-120	120-500	ОО 7 со	о ю 1 оо	см 7 о ю	СМ 1 о см	2 2 СО см
1	Штангенциркули с отсчетом по нониусу 0,1 мм	—	—	—	V 5	7		200	200	230	300	300
2	Штангенциркули с отсчетом по нониусу 0,05 мм	—	—	—				150	150	170	200	250
3	Нутромеры микро- метрические с величи- ной отсчета 0,01 мм	а	13	Микропара настраи- вается по установочной мере	V 5	5	3	—	—	15	20	27
		б		Аттестуется размер собранного нутромера				—	—	10	16	20
4	Нутромеры индика- торные с ценой деле- ния отсчетного уст-	а б в	Весь расход	Концевые меры длины 4-го класса с боковика- ми или микрометры	V	9 V	7 V	5	5	3	10 11 13	12 14 17	16 18 22	18 20 25	23 24 27
	ройства 0,01 мм	г д	0,1		V 9 V 7			7 8	8 10	10 13	132* 152*	162* 182*
		е ж			V 9 V 7	3	2	7 7,5	7,5 9,5	9 12	122* 142*	142* 162*
309
№ ПО - пор.	Наименование измерительного средства	Вариант использования	
			Используемое пе- пемещение изме- рительного стержня в мм
	Нутромеры индика- торные с ценой деле- ния отсчетного уст- ройства 0,01 мм	3 и	0,03
		к л	
5	Нутромеры индика- торные с ценой деле- ния отсчетного устрой- ства 0,001 и 0,002 мм	а б	0,1
		в г	0,03
6	Нутромеры повы- шенной точности с це- ной деления отсчетно- го устройства 0,001 и 0,002 мм	а б	0,1
		в г д е	0,03
Продолжение табл. 68
Условия измерения				Предельные погрешности изме- рения в мкм (+) для интерва- лов размеров в мм				
	)ТЫ по- этвер- СТу менее	Температурный режим в °C для						
		интервалов кон-						
		тролируемых раз-						
Средства установки	Q pt-i Я 5 О Об)	меров в мм				о	О	о
	О Е				О lO	сч	сч 1.	ю 1
	ласс *pxi гия 89-	3-120	1 20—500	7	1 00	7 о	г о сч	1 о
	сэ и см			со		ю		сч
Концевые меры длины	V 9	5	3	4,5	5,5	7,5	103*	134*
3-го класса с боковика-	V 7			6	8	10	123*	154*
ми или установочные кольца	V 9	3	2	4	5	6	83*	104*
	V 7			5	7	10	II3*	134*
Концевые меры длины	V 9			4	4,5	5,5	75*	106»
4-го разряда или уста- новочные кольца	v 7	3	2	4,5	5,5	6,5	7,56*	II6*
	v 9			2,8	3,5	4,5	6,55*	96*
	V 7			3,2	4	5,5	75*	10б*
Концевые меры дли-	\7 9			2,8	4	—	—	—
ны 4-го разряда с бо- ковиками или аттесто- ванные кольца	V 7			3,2	5	—	—	—
Концевые меры дли-	V 9	3		2	3,5	—	—	—
ны 4-го разряда с бо-	V 7			2,5	4,5	—	—	—
ковиками								
Установочные кольца	V 9			1,5	2,5						
	V 7			2,5	4	—	—	—
Продолжение табл. 68
00
О
О. О Е О Е	Наименование измерительного средства	Вариант использования	Условия измерения				Предельные погрешности изме- рения в мкм (±) для интерва- лов размеров в мм				
			Используемое пе- ремещение изме- рительного стержня в мм	Средства установки	Класс чистоты по- верхности отвер- стий по ГОСТу 2789—59 не менее	Температурный режим в °C	13-18* *	18-50	50—120	120-260	260-500
7	Оптиметры и длино- меры горизонтальные, измерительные машины с ценой деления от- счетного устройства 0,001 мм	а		Концевые меры дли- ны 4-го разряда с бо- ковиками		2	1,4	’ 1,4	2,2	5	I 9
											
		б	±0.06	Установочные кольца	V 7		1,2	1,2	1,9	4,5	8
		в		Концевые меры дли- ны 4-го разряда с бо- ковиками		1	1,2	1,2	1,5	3	5
		г		Установочные кольца			1	1	1,2	2,5	4
* Штангенциркули имеют нижний предел измерения 10 мм, а индикаторные нутромеры 6 мм.
2* При использовании концевых мер вместо микрометров для установки на размер предельная погрешность уменьшится на 2—3 мкм.
8* При использовании установочных колец для 0 120—260 мм предельная погрешность уменьшится на 1—2 жклс.
4* Для 0 250—500 мм погрешность указана только при использовании концевых мер длины.
При использовании установочных колец для 0 120—260 мм предельная погрешность уменьшится на 2—3 мкМ.
•ь Для 0 260—500 мм погрешность указана только при использовании концевых мер.
Продолжение табл, бё
№ по пор.	Наименование измеритель- ного средства	Вариант использо- вания	Условия измерения				Предельные погрешности измерения в мкм (±) для интервалов раз- меров в мм				
			Суммарный зазор между пробкой и ствсрстисм в мм	Средства установки	Класс чистоты поверхности отверстия по ГОСТу 2789-59, но менее	Темпера- турный режим в °C	3-18*	18-50	50— 120	120— 260	260— 500
8	Двухсопельные пневматические пробки с прибором низкого давления (типа «Со- леке») с переменной ценой деления	а б в г	Св. 0,01 ДО 0,02 » 0,02 » 0,03 » 0,03 » 0,04 » 0,04 » 0,06	Устано- вочные кольца	V 9	2	1,5 2 2,8 4,2 1,8 2,3 3 4,2	1,7 2,2 3 4,5 2 2,5 3,3 4,5	2,5 3 3,7 5 3 3,5 4 5	—	Illi 1111
		д е ж 3	Св. 0,01 » 0,02 » 0,02 » 0,03 » 0,03 » 0,04 » 0,04 » 0,06		V 7						
* Пневматические пробки рекомендуется применять для отверстий диаметром 6—120 мм. Установочные кольца, применяемые для приборов,
указанных в пунктах 4—8, должны быть аттестованы с погрешностью не более указанной ниже.
Диаметр установоч- ных колец в мм	3—18	18- 50	50-100	100-250
Погрешность аттеста- ции в мкм (±)	0,4	0,5	0,8	1,5
Продолжение табл. 68
00
ьэ
№ по пор.	Наименование измери- тельного средства	Варианты использования	Условия измерения			Предельные погрешности измере- ния в мкм (+) для интервалов размеров в мм				
			Разряд применяемых концевых мер	Температурный режим для интервалов контролируемых размеров в мм		1-18	18-50	50— 120	120— 260	260— 500
				1—50	50—260					
9	Микроскопы инструмен- тальные, большая и малая модели БМИ и ММИ	а б	—	5 2		7 7	8 7	9 8	11 8	—
10	Микроскопы универ- сальные измерительные УИМ-21	При использо- вании штрихо- вой головки	—	3	2	6	6	7	7	—
Примечания: 1. Погрешности указаны для сквозных отверстий или глухих отверстий с острой торцевой кромкой.
2. Пределы измерения микроскопов БМИ до 150 мм, ММИ до 75 мм, УИМ-21 до 200 мм.
Пневматические двухсопельные пробки для внутренних изме-
рений. При использовании пневматических пробок в качестве
отсчетного устройства могут быть применены приборы низкого
давления типа «Солеке», ротаметры, сильфонные и мембранные
отсчетные устройства. Вместе с тем по большинству этих прибо-
ров составляющие погрешности недостаточно изучены, чтобы при-
вести их в развернутом виде и подсчитать суммарную погреш-
ность. Рассчитанные предельные погрешности измерения отно-
сятся только к приборам низкого давления типа «Солеке».
Пневматические пробки используются для пределов измерения
6—120 мм при максимальном допуске (т. е. при наибольшем ко-
лебании зазора) 0,06 мм. Составляющие погрешности измерения
пневматическими пробками возникают как из-за особенностей
внутренних измерений, так и из-за применения пневматического
метода измерения. Поскольку пневматическая система может
быть настроена на различные цены делений, то составляющие
погрешности более удобно устанавливать в миллиметрах водя-
ного столба.
Погрешность от допустимого колебания рабочего давления
в сети находится в пределах ± 1 мм вод. ст. В процессе отсчета
у приборов происходит колебание уровня жидкости, что приводит
к появлению погрешности в пределах ±1,5 мм вод. ст.
Пневматический метод контроля является бесконтактным и
не учитывает высоту поверхностных неровностей. В связи с этим
в результаты измерения вносится погрешность, приблизительно
равная величине средней арифметической неровности /?а, так как
на каждое сопло вносится погрешность по сравнению со сред-
ним сечением на половину высоты неровности. В зависимости от
положения пневматической пробки в контролируемом отверстии
и различных зазоров у измерительных сопел возникает погреш-
ность от перераспределения зазоров.
У пневматических приборов установку на размер производят
по установочным кольцам, погрешность аттестации которых вой-
дет в погрешность измерения.
При настройке по кольцам в погрешность установки войдут
все те составляющие, которые входят в погрешность измерения.
Температурные погрешности учтены при расчете, так же как
и для других приборов, без учета погрешностей от нагрева при-
бора руками контролера.
Стационарный прибор БВ-7090 для измерения внутренних
размеров. В настоящее время промышленность предъявляет все
более высокие требования к точности измерения, в частности при
аттестации установочных колец к приборам и измерении точных
отверстий.
Модернизация существующих приборов за счет замены более
точным отсчетным ' устройством или усовершенствованием кон-
струкции серег для измерения отверстий не’дает существенного
313
повышения точности измерения, так как опа не исключает основ-
ные составляющие погрешности измерения этими приборами (см.
гл. III).
В Бюро взаимозаменяемости разработан и изготовлен новый
прибор, в котором удалось значительно уменьшить ряд состав-
ляющих погрешностей измерения.
Особенности нового прибора для измерения внутренних и на-
ружных размеров [35] заключаются в том, что измерение произ-
водится с помощью двух аттестованных шариковых наконечни-
ков, соединенных с электронными индикаторами контакта, на-
страиваемых по концевым мерам длины без струбцины. Прибор
разработан на базе горизонтального интерферометра завода
«Калибр». Пределы измерения прибора 3—200 мм.
Схема прибора приведена на рис. 52, а; общий вид — на
рис. 52, б. Основными узлами прибора являются станина, левая
и правая бабки с измерительными наконечниками, столик с ме-
ханизмами перемещения.
Измерение на приборе производят следующим образом. На
столик прибора устанавливают требуемый блок концевых мер 10
(рис. 52, а и б, позиции общие), которые меньше диаметра отвер-
стия на величину диаметров шариков; блок прижимают к упору.
К блоку предварительно подводят измерительный наконечник 3
с помощью микровинта пиноли; затем столик с блоком концевых
мер подводят с помощью дифференциальной микропары 8 к из-
мерительному наконечнику 3 до соприкосновения, которое опре-
деляется по мерцанию сектора электронной лампы 1. Второй
измерительный наконечник 5 подводят дифференциальной мик-
ропарой 6 до соприкосновения с блоком; при мерцании сектора
второй электронной лампы 2 производят отсчет по трубке интер-
ферометра 7. Над блоком концевых мер, на доведенные плоско-
сти губок упора устанавливают измеряемую деталь 4. Микропа-
рой 9 перемещают столик с деталью перпендикулярно линии
измерения и совмещают диаметр отверстия с линией измерения
«методом хорды». После этого столик с деталью перемещают
микропарой 8 до соприкосновения с левым измерительным на-
конечником, затем правый измерительный наконечник микропа-
рой 6 перемещают до соприкосновения с противоположной обра-
зующей отверстия; после этого по трубке интерферометра произ-
водят соответствующий отсчет. Диаметр отверстия определяют
исходя из разности показаний отсчетного устройства прибора,
диаметра измерительных наконечников и размера блока конце-
вых мер.
Расчеты и испытания приборов, изготовленных в Бюро взаи-
мозаменяемости, показали, что погрешность измерения прибора
не превышает ±0,0003 мм.
Разрабатывается промышленный образец прибора.
314
Полученные высокие точности измерения диаметра отверстия
на новом приборе обусловлены рядом существенных преиму-
ществ прибора и метода измерения на нем.
Два сферических атте-
стованных измерительных
наконечника, соединенных с
электронными индикатора-
ми контакта, позволяют
устанавливать прибор на
заданный размер по блокам
концевых мер без бокови-
ков и струбцин и произво-
дить измерения практически
с нулевым измерительным
усилием.
Отсутствие в блоках кон-
цевых мер боковиков и ис-
ключение струбцин позволи-
ли резко повысить точность
блоков за счет устранения
Рис. 52.
а — схема прибора с электронным индикатором; б — общий вид прибора с электронным
индикатором
их деформаций от притирки и непараллельности боковиков (см.
гл. III). Таким образом, для установки прибора на заданный
размер при измерении диаметра отверстий применяют такие же
315
блоки концевых мер, как и при установке на размер при измере-
нии наружных диаметров.
Момент контакта измерительных наконечников с блоком кон-
цевых мер и деталью определяют по мерцанию сектора электрон-
ной лампы, которая является индикатором контакта. Измери-
тельное усилие при таком методе контакта не превышает несколь-
ких миллиграммов, вследствие чего исключаются погрешности,
обусловленные деформациями от измерительного усилия прибо-
ра. Погрешность определения момента контакта при мерцании
сектора электронных ламп не превышает 0,00003—0,00005 мм.
На приборе совмещение линии измерения с диаметром отвер-
стия в плоскости, перпендикулярной к оси отверстия, производят
по «методу хорды» (см. гл. III). Благодаря этому методу прак-
тически погрешностью совмещения линии измерения с диамет-
ром можно пренебречь.
Совмещение линии измерения с диаметром в осевой плоско-
сти отверстия производят установкой столика прибора по уров-
ню. Погрешность совмещения в осевой плоскости также можно
практически не принимать во внимание.
V. ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ МЕХАНИЗАЦИИ
И АВТОМАТИЗАЦИИ КОНТРОЛЯ
И ИХ ОСНОВНЫЕ ПОГРЕШНОСТИ
Точностные данные контрольных автоматов и приспособле-
ний определяются применяемыми в них чувствительными
элементами, которые преобразуют измерительный импульс в све-
товой или исполнительный сигнал. В настоящей главе рассмот-
рены типовые конструкции основных чувствительных элементов
средств механизации и автоматизации (датчиков), приборы
активного контроля и универсальные контрольные приспособле-
ния, выпускаемые специализированными инструментальными за-
водами.
1. НОРМИРОВАНИЕ ПОГРЕШНОСТЕЙ ДАТЧИКОВ
И ПРИБОРОВ АКТИВНОГО КОНТРОЛЯ
И НЕКОТОРЫЕ СОСТАВЛЯЮЩИЕ ИХ ПОГРЕШНОСТЕЙ
Официальные нормативные документы на измерительные
средства, связанные с автоматизацией и механизацией контроля,
были разработаны в то время, когда еще недостаточно был на-
коплен опыт работы как с датчиками, так и с приборами актив-
ного контроля. Возникает необходимость рассмотреть некоторые
принципиальные и общир вопросы, связанные с причинами появ-
ления погрешностей при использовании приборов для автомати-
зации контроля, и нормированием погрешностей этих измери-
тельных средств.
Между датчиками, используемыми в контрольных автоматах
и автоматическими устройствами приборов активного контроля,
имеется определенное единство.
Основными составляющими погрешностей измерения датчи-
ков и приборов активного контроля являются погрешности узлов,
фиксирующих размер, и настроечных элементов.
Погрешности датчиков и приборов активного контроля также
следует разделить на систематические и случайные составляю-
щие, как и при нормировании погрешности для обычных измери-
тельных средств.
Вместе с тем нормирование погрешностей для автоматизиро-
ванных регистрирующих устройств принципиально отличается от
нормирования погрешностей для обычных приборов.
Основное отличие, с метрологической точки зрения, датчиков
и приборов активного контроля, т. е. автоматических измери-
317
тельных средств от обычных приборов заключается в том, что
независимо от присутствия оператора автоматический прибор
выдает импульс, который может быть использован как электри-
ческий сигнал для срабатывания исполнительного реле сортиро-
вочного устройства или для отвода режущего инструмента. Даже
если в этих приборах имеется стрелочное показывающее устрой-
ство, оно имеет вспомогательное назначение и не определяет по-
грешности работы автоматического устройства. Если для обыч-
ных универсальных приборов можно иногда отделить погреш-
ность прибора от погрешности измерения, то для автоматических
приборов, в том числе и приборов активного контроля, такое раз-
деление просто невозможно.
Вместе с тем в ряде технических материалов не учтены осо-
бенности автоматизированных измерительных средств, и норми-
рование производится при таком же подходе, как и к универ-
сальным средствам (с теми же недостатками, о которых говори-
лось выше). Так, в ГОСТах 8517—57 и 9376—60 допустимая
погрешность нормируется в виде амплитуды, т. е. с симметрич-
ным отклонением. Инструкция 283—59 на поверку приборов по
ГОСТу 8517—57, предусматривает определение погрешности при-
бора с помощью трех шайб, у которых размеры двух отличаются
от третьей на величину погрешности с разными знаками. Такие
проверки даже в малой степени не приближаются к условиям
работы приборов. Не только с принципиальных, но и с практиче-
ских позиций не представляется возможным использовать шайбы
для проверки приборов активного контроля. При существующих
погрешностях даже в 1 мкм очень трудно сделать диски, отлича-
ющиеся друг от друга на эту величину, но если их и удается изго-
товить, то сохранить размер этих дисков не удается даже при
проверке одного прибора.
Для электроконтактных датчиков нормируются их погреш-
ность и порог чувствительности. Такое нормирование и преду-
смотренная методика проверки не выясняют в полной мере экс-
плуатационных свойств приборов. Нормирование порога чувст-
вительности настройки датчика имеет недостатки, которые
рассмотрены выше. Методика измерения порога чувствительности
датчика заключается в определении минимальной величины, на
которую может быть смещен настроечный элемент. Но минималь-
ное смещение не характеризует полностью настроечные элемен-
ты датчика. Погрешность датчика рассматриватся как утроенное
значение среднего квадратического отклонения рассеяния пока-
заний по каждому контакту, т. е. ±3о. Недостатки симметрич-
ного нормирования погрешности были рассмотрены в разделах
нормирования погрешности приборов.
Нормирование погрешности приборов активного контроля
приводит потребителя к заблуждению, что эти приборы якобы
могут обеспечить указанную точность изготовления.
318
Наиболее правильно было бы оценивать погрешность прибо-
ров активного контроля по результатам измерения обрабатывае-
мых на станке деталей при определенных требованиях к обраба-
тывающему станку и режимам обработки. Тогда хотя бы для
частного случая потребители могли видеть возможности, кото-
рыми обладают приборы активного контроля. Возможен такой
вариант, когда величина погрешности дается в виде справочных
данных, определенных экспериментально, но не обязательны \
для проверки.
В обычных приборах влияние случайной составляющей мож-
но значительно уменьшить, если производить многократные и з-
мерения и за величину контролируемого размера принять сред-
нее значение результатов измерений. В отношении автоматизп
рованных приборов такой возможности обычно нет, поскольку
при измерении не выдаются числовые величины контролир) с-
мого размера. Вариация показаний автоматизированных измери-
тельных средств, т. е. случайная составляющая погрешность из-
мерения, которую более правильно для автоматических устройств
было бы называть «погрешностью срабатывания», определяет
разброс размеров обработанных или измеренных деталей в той
мере, в которой это зависит непосредственно от прибора.
Погрешность срабатывания можно определять при помощи
любого устройства, на котором имеется возможность задавать и
отсчитывать малые перемещения измерительного стержня (кли-
новые и рычажные приспособления, микрометрические пары
и т. д.). При помощи приспособления измерительному стержню
контролируемого прибора сообщают малые перемещения и реги-
стрируют отклонения на отсчетном устройстве этого приспособ-
ления, при которых происходит выдача команды проверяемым
прибором. Проведя^ такие измерения не менее 25 раз, опреде-
ляют разброс размеров, который характеризует погрешность сра-
батывания. Для приборов активного контроля погрешность сра-
батывания характеризовала бы разброс размеров обрабатывае-
мых деталей, если бы не вносились погрешности от станка,
инструмента и режимов обработки. Таким образом, погрешность
срабатывания, аналогична вариации у неавтоматизированных
средств, но оказывает в автоматизированных приборах значи-
тельно большее влияние. При автоматическом контроле в основ-
ном встречается два вида систематических ошибок. Одной из
этих ошибок является погрешность установочного образца. Эта
систематическая ошибка постоянна при измерении или обработке
определенного размера.
Вторая характерная систематическая ошибка может быть на-
звана «погрешностью настройки». Погрешность настройки яв-
ляется постоянной только для данной конкретной настройки и
переменной случайной для группы датчиков за определенный
промежуток времени.
319
Погрешность настройки можно определить также на клиновом
или рычажном приспособлении. При проверке контрольное при-
способление устанавливают по своему отсчетному устройству на
произвольный размер при контакте наконечника контролируе-
мого прибора с поверхностью клина или рычага. Затем с по-
мощью настроечных элементов проверяемого прибора производят
настройку. Когда эта настройка осуществлена, проверяют по-
грешность срабатывания и определяют среднее значение отсчета.
Сравнение полученного среднего значения показаний контроль-
ного приспособления при проверке погрешности срабатывания
и значения размера, при котором производилась настройка, ха-
рактеризует погрешность настройки.
Сущность проверки заключается в том, что при использовании
контрольного приспособления как бы имеется деталь с регули-
руемым размером, который можно принять практически непре-
рывно изменяющимся, и в процессе проверки определяется раз-
мер детали, на который прибор реагирует.
Среднее значение этого размера характеризует уровень на-
стройки. Такую проверку нужно производить не менее трех раз
по каждому настроечному элементу для уменьшения влияния
случайных факторов.
Надежность работы автоматизированных измерительных
средств является одним из основных предъявляемых к ним тре-
бований. Практика работы с этими измерительными средствами
выработала требования, совершенно напрасно не проверяемые
в универсальных измерительных средствах. Этот новый показа-
тель — «смещение настройки» — характеризует, в какой мере
смещается настройка за определенный период работы этого
устройства.
Обычно принимают длительность определения смещения рав-
ной 25000 условных измерений. Определение смещения настрой-
ки производят на тех же приспособлениях, которые упоминались
выше. После установки проверяемого прибора на приспособле-
нии определяют погрешность срабатывания по каждому настро-
ечному элементу и находят среднее значение. После этого, изме-
рительный стержень с помощью обкаточного устройства
арретируют с определенной частотой. По прохождении задан-
ного числа измерений вновь измеряют погрешность срабатыва-
ния и определяют среднее значение по показаниям отсчетного
устройства, которое сравнивают со средним значением, получен-
ным при первоначальной установке. Разница средних значений
характеризует смещение настройки за период проведенных испы-
таний.
Приведенные показатели — погрешность срабатывания, по-
грешность настройки и смещение настройки — определяют в
основном эксплуатационные свойства автоматических измери-
тельных средств, и они же являются основными составляющими
320
Рис. 53. График погрешности
срабатывания датчика в дина-
мических условиях проверки
погрешности измерения, связанными с прибором, помимо других
составляющих, относящихся к условиям проведения измерений.
В настроечных устройствах часто наносят шкалы. Иногда
шкалой пользуются, когда настроечный образец отли-
чается от контролируемого размера на определенную величину.
В этом случае к погрешности настройки добавляется еще по-
грешность шкалы настроечного узла в пределах используемого
участка.
Кажущимся недостатком проверки приборов активного кон-
троля и датчиков по приведенным показателям является то, что
она осуществляется в статических ус-
ловиях.
В Бюро взаимозаменяемости с по-
мощью специального стенда произво-
дили проверку большой группы элект-
роконтактных датчиков с выяснением
всех его показателей как в статиче-
ских, так и в динамических условиях
работы. Динамическая проверка зак-
лючалась в том, что при обкатке датчи-
ка с определенной частотой арретиро-
вания стержня размер клина изменяли
на величину 0,1 мкм и определяли за
10 измерений количество срабатыва-
ний и несрабатываний датчика. Про-
верку производили от момента, когда
датчик только один раз из 10 не сра-
батывает, до того момента, когда он
10 раз срабатывает. Полученные дан-
ные, если их изобразить графически,
характеризуют погрешность срабаты-
вания датчика (рис. 53), т. е. глубину возможного разброса, и
определяют вероятностное проявление величины погрешности
датчика.
Из приведенного графика видно, что от отсутствия срабаты-
вания датчика до полного срабатывания размер изменяется на
0,4 мкм. Для каждого значения погрешности от^О до 0,4 мкм
можно определить вероятность
значение погрешности 0,2 мкм, то будет приблизительно 50%
срабатываний и столько же несрабатываний, т. е. вероятность
проявления ошибки срабатывания и несрабатывания в 0,2 мкм
составляет 0,5. Для значения погрешности 0,1 мкм вероятность
срабатывания составляет 0,78, а для 0,3 мкм — приблизительно
0,2. Вероятность несрабатывания составляет соответственно 0,22
и 0,8.
Ошибки при статических и динамических условиях проверки
часто совпадают или являются величинами одного порядка.
321
ее появления. Если принять
Реже встречаются случаи, когда при динамических условиях
проверки выявляемая погрешность была больше, чем при ста-
тических, так как при динамических условиях имеют место виб-
рации всей системы, и создаются более благоприятные условия
для преодоления сил трения, возникающих при очень медленных
движениях статических методов контроля. Таким образом, стати-
ческие методы проверки дают результаты с определенным запа-
сом точности.
В электроконтактных датчиках и других устройствах, в том
числе активного контроля, использующих электрические контак-
ты, погрешность часто ограничивается точностными возможно-
стями контактных пар, используемых в этих устройствах.
В Бюро взаимозаменяемости проводились исследования по
выбору материалов контактов, используемых для датчиков [26].
Для обычных конструкций датчиков, применяемых в автоматах
и приборах активного контроля, лучшими являются контакты из
сплава ВР-20 и вольфрама. Для шкальных головок, оснащенных
контактами, лучше использовать серебро, так как этот материал
требует очень небольшого усилия для продавливания токонепро-
водящей пленки, образующейся на контактах.
Ниже рассматривается группа измерительных средств, ис-
пользуемых для автоматизации и механизации контроля.
2; ЭЛЕКТРОКОНТАКТНЫЕ ДАТЧИКИ
Номенклатура и технические данные датчиков, выпускаемых
заводом «Калибр», приведены в табл. 69. Приведенные в табли-
це эксплуатационные характеристики взяты как средние значе-
ния при проверке по десяти датчиков каждого типа.
Электроконтактный предельный датчик модели 233 (рис. 54)
является малогабаритным и предназначается прежде всего для
установки в контрольных автоматах.
В жестком корпусе 1 (рис. 54) запрессована гильза 2, в ко-
торой по бронзовой втулке перемещается измерительный стер-
жень 3. Рычаг 4, установленный на агатовой ножевидной опо-
ре 5 при помощи призмы, несет подвижные контакты 10.
Настроечные контакты 6 регулируются при помощи микропар 7
с ценой деления 0,001 мм. Измерительный стержень имеет
штифт <?, который входит в паз корпуса датчика и предотвраща-
ет поворот стержня при перемещении. Измерительный рычаг 4
разгружен от удара, так как при перемещении стержня 3 рычаг
поворачивается под действием пружины. Контакты 10 запрес-
сованы во втулках из изоляционного материала и находится на
рычаге 4. Они подсоединены к проводам, которые выведены
в разъем датчика. Вторая пара контактов находится на концах
настроечных винтов и через корпус подключена к третьему
проводу разъема датчика, т. е. датчик не изолирован от корпуса.
322
Таблица 6 ?
Электроконтактные предельные датчики, изготовляемые заводом «Калибр»
с с	Параметры	Модель датчика						
с		228		229			233	
1 2 3 4	Предел измерения в мм Число контактов . . . Свободный ход измери- тельного стержня в мм . Передаточное отноше- ние рычага		1 2 4 5:1			1 3 4 5:1 7:1		0,4 2 2 5:1	
5 6 7 8 V 10 11 12 13 14	Цена деления барабана настроечного винта в мкм Йзмерительное усилие в н	 Материал контактов Погрешность срабаты- вания контактов в стати- ческом режиме в мкм Погрешность срабатыва- ния контактов в динами- ческом режиме в мкм Смещение настройки за 25000 срабатываний в ди- намическом режиме в мкм Предельная скорость арретирования в мм/сек Погрешность настройки в статическом режиме в мкм	 Погрешность настройки в динамическом режиме в мкм	 Погрешность настройки по шкале настроечных элементов в мкм на уча- стке	< с Кон- такт верх- ний 0,29 0,27 0,74 7 0,21 0,32	Е Кон- такт ниж- ний 0,26 0,29 0,65 '3 0,19 0,32	Юльфра Кон- такт верх- ний 0,26 0,21 0,59 0,26 0,2	2 7 м Кон- такт сред- ний 0,15 0,20 0,57 84 0,19 0,27	Кон- такт ниж- ний 0,33 0,27 0,68 0,28 0,26	1 0,6- ЛдС 0, 0,25 0,41 7 0,18 0,28	-1,2 р-40 15 0,26 0,44 7 0,19 0,24
15 16	0,006 мм 	 0,01 мм	 0,05 мм	 0,1 мм ...... 0,2 мм 	 Габаритные размеры в мм 	 Масса в г		+0,06 +0,03 -0,7 —1,44 -5,06 136Х 3<	-0,7 -0,66 -0,88 —1,24 —2,55 66x21 ю	+0,12 +0,03 +0,31 -0,04 +2,14 13(	-0,26 +0,45 +0,08 +1,52 +0,59 >х66х 420	—0,28 -0,35 —0,42 +0,15 +1,07 21	-0,33 —0,6 —2,47 —4,06 —9,2 83XZ И	-0,37 -0,78 —1,77 —5,53 —9,88 8X16 f
323
Единый корпус датчика обеспечивает жесткость всего механизма.
Корундовая опора рычага достаточно износостойка, особенно
при малой величине усилия, а погрешность передаточного отно-
шения рычагов для датчиков не имеет существенного значения
на малом угле поворота.
Испытания датчиков на износостойкость, проведенные в Бю-
ро взаимозаменяемости, показали, что они выдерживают до
2—3 млн. срабатываний без потери точности и без поломки. Ис-
ходя из основных эксплуатационных свойств малогабаритного
датчика (погрешности настройки как систематической состав-
Рис. 54. Общий вид и схема малогабаритного электроконтактного датчика модели 233
ляющей ошибки и погрешности срабатывания как случайной
составляющей ошибки) погрешность его не превышает 0,5 мкм.
При использовании точных настроечных образцов может быть
получена погрешность измерения датчиком на автоматах в пре-
делах 1—2 мкм. Этим собственно и определяют возможности ма-
логабаритного электроконтактного датчика в отношении приме-
нения его для конкретных условий производства.
Одним из эксплуатационных недостатков датчика является
отсутствие изолированного среднего контакта, из-за чего он не
может быть использован в некоторых измерительных схемах.
Электроконтактный предельный датчик модели 228 (рис. 55)
отличается от малогабаритного модели 233 возможностью уста-
новки стрелочного отсчетного устройства, используемого для на-
блюдения за измеряемым размером, и для настройки на кон-
тролируемый размер.
Датчик состоит из корпуса /, имеющего форму скобы. Изме-
рительный стержень 3 расположен в двух бронзовых втулках и
324
имеет на конце наконечник 5. В верхней части стержня уста-
новлен хомутик 2, являющийся рычагом и одновременно крон-
штейном для крепления пружины 4, создающей измерительное
усилие. В нижней части стержня укреплен кронштейн 7 и
имеется паз, в котором находится шпилька 9, установленная в
корпусе и предотвращающая поворот стержня. В корпусе на
двух винтах крепится планка
контакты 12 и 10, имеющие,
устройства с величиной от-
счета 0,002 мм. Верхний
подвижный контакт 13 уста-
новлен на рычаге 14, ниж-
ний 8 подвешен к рычагу на
плоской пружине.
При перемещении стерж-
ня вниз после замыкания
контакта пружина отгибает-
ся от рычага, позволяя
стержню опускаться ниже,
что позволяет определить
по стрелочному отсчетному
устройству величину переме-
щения измерительного стер-
жня, когда размер находит-
ся за пределом, на который
настроен нижний контакт
датчика. Сверху корпуса
имеется отверстие и зажим
для крепления стрелочной
отсчетной головки, измери-
тельный наконечник которой
контактирует с верхним
концом стрежня. Для пере-
, несущая верхний и нижнии
микрометрические настроечные
Рис. 55. Общий вид ^лектроконтактного дат-
чика Додели 228
мещения стержня при настройке по стрелочному отсчетному
устройству имеется микроподача 6.
В датчике все контакты изолированы от корпуса. При каче--
ственном изготовлении датчика, особенно втулок, он обладает
высокой износостойкостью. При испытаниях в Бюро взаимоза-
меняемости датчики выдерживали по 2—3 млн. срабатываний
без потери точности. При недостаточно хорошо изготовленном
датчике, особенно втулок, бывают случаи, когда датчик пере-
стает работать через 300 000—400 000 срабатываний.
В датчике применены вольфрамовые контакты, но в даль-
нейшем предполагается переход на вольфрамо-рениевые. Об-
ласть применения датчиков определяется возможностью
установки стрелочного отсчетного устройства. По отсчетному
устройству можно производить настройку по одному образцу,
325
соответствующему или близко подходящему к одной из контро-
лируемых границ. В принципе настройка может быть произве-.
депа даже вне контрольного устройства, с помощью микроподачи
на стержне, и один образец нужен для того, чтобы установить
местоположение датчика.
Датчики используются и в автоматах, где . контролируются
детали после неустойчивого технологического процесса; и целе-
сообразно периодически наблюдать за действительным размером
контролируемых деталей.
Датчики применяются в полуавтоматических устройствах,
особенно в многомерных. Присутствие оператора дает возмож-
ность после измерения определить действительные отклонения
и иногда повторно измерить деталь, если отклонения находятся
близко от границы поля допуска.
По точностным данным датчик менее точен, чем датчик мо-
дели 233, из-за большой массы подвижных частей. Погрешность
измерения его находится в пределах 2 мкм.
Электроконтактный предельный датчик модели 229 (рис. 56)
отличается от датчика модели 228 наличием третьего контакта,
что позволяет использовать его для сортировки деталей на че-
тыре группы, из которых две — годные детали. Создание датчика
было вызвано необходимостью применения его в приборах
активного контроля при плоском шлифовании. Третий контакт
датчика в этом случае используют для того, чтобы блокировать
электрическую схему, когда измерительный наконечник датчика
находится между обрабатываемыми деталями, т. е. резко’прова-
ливается.
Эксплуатационные, в том числе точностные параметры датчи-
ка, очень близки к датчику модели 228, поскольку конструкции
их идентичны, но из-за большей массы подвижных частей датчик
менее надежен.
Электроконтактный амплитудный датчик модели 248
(рис. 57) предназначен для контроля отклонений формы и рас-
положения поверхностей деталей. По конфигурации он близок
к рассмотренным датчикам модели 228 и 229. Измерительный
стержень 1 датчика, подвешенный на плоских пружинах 4, несет
планку с фрикционной пластиной 2. Эта пластина поджимается
к шарикоподшипнику, в котором размещена ось рычага 6
несущего подвижные контакты, а наружная обойма заделана
в рычаг 6. Снизу расположен неподвижный контакт 9, а свер-
ху — регулируемый 3. Подвижные и неподвижные контакты
изолированы от корпуса. Из-за отсутствия цилиндрического
стержня с хорошей посадкой, как у датчиков моделей 228 и 229,
микрометрическая подача стержня осуществляется при помощи
рычага 8 и винта 7.
Датчик работает следующим образом. При движении изме-
рительного стержня благодаря поджиму пластины 2 к шари-
326
коподшипнику происходит обкатывание последнего без про-
скальзывания до замыкания подвижного контакта на рычаге &
с одним из неподвижных контактов 9 или 3. Если движение
измерительного стержня продолжается в том же направлении,,
то происходит проскальзывание во фрикционной паре и рычаг
остается неподвижным, несмотря на движение стержня. Когда
в контролируемом размере пройден экстремальный размер —
максимум или минимум — и стержень начнет перемещаться в
обратную сторону, то через фрикционную передачу рычаг 6 с
контактами также начнет перемещаться. Если при обратном дви-
жении подвижный контакт замкнется с другим неподвижным, то
это значит, что колебание размера в контролируемой детали пре-
восходит допустимые значения и от замыкания за один цикл из-
мерения одного и другого контакта подается сигнал брака.
Амплитудный датчик подключается через разъем, находя-
щийся на конце выводов. На одной оси с измерительным стерж-
нем может быть установлено стрелочное отсчетное устройство,
чтобы можно было производить настройку датчика на необхо-
327
димый размер и наблюдать за колебанием контролируемого
размера.
Амплитудный датчик модели 248 и некоторые модели,
предшествующие ему (БВ-634, ТФ15-16), предназначены для
контроля колебаний размера независимо от самого размера.
Эти датчики используются как в автоматических, так и в полу-
автоматических устройствах и контрольных приспособлениях.
В дальнейшем предполагается освоить малогабаритные ампли-
тудные датчики, которые будут использоваться в устройствах с
автоматическим циклом измерения, а датчик модели 248 — в
механизированных контрольных устройствах, работающих с уча-
стием оператора.
Амплитудные датчики не получили широкого развития преж-
де всего из-за той роли, которую они выполняют. Погрешность
геометрической формы, обычно контролируемая с помощью та-
ких датчиков, неприсуща технологическому процессу и чаще все-
го является характеристикой его состояния. Поэтому целесооб-
разно принимать меры для предупреждения появления отклоне-
ний геометрической формы за пределы поля допуска вместо
установления автоматических измерительных средств с целью
отбракования деталей с такими отклонениями. Проверка откло-
нений от правильной геометрической формы оправдывается
только при неустойчивом технологическом процессе.
3.	ЭЛЕКТРОКОНТАКТНЫЕ ШКАЛЬНЫЕ ГОЛОВКИ
Электроконтактные шкальные головки сочетают в себе стре-
лочное отсчетное устройство, т. е. показывающий прибор, и
электрические контакты, т. е. электроконтактный датчик.
Отечественная промышленность выпускает электроконтакт-
ные шкальные головки на базе рычажно-зубчатого механизма
(завод КРИН) модели 2-ЭКШ и 3-ЭКШ. На заводе ЛИЗ ве-
дется подготовка по выпуску таких головок на базе малогаба-
ритной пружинной головки — микатора. Первые две головки — с
ценой деления соответственно 0,01 и 0,001 мм, а пружинные
головки — сценой деления 0,001 мм. По принципиальному
назначению шкальные головки выполняют ту же роль, что и
электроконтактные датчики модели 228 вместе с отсчетным
устройством, но имеют значительно меньше габаритные размеры.
Технические характеристики шкальных головок 2-ЭКШ и
3-ЭКШ приведены в табл. 70. Конструкции этих головок
(рис. 58) идентичны и отличаются только параметрами рычаж-
но-зубчатой передачи. Перемещения ' измерительного стер-
жня 12 передаются на рычаг И, жестко связанный с зубчатым
сектором, который находится в зацеплении с сектором 7. На
одной оси с сектором 7 жестко закреплен сектор 10, зацеп-
328
Таблица 70
Технические характеристики шкальных головок 2-ЭКШ и 3-ЭКШ
№ по пор.	Параметр	2-ЭКШ	з-экш
1	Цена деления в мм 		0,01	0,001
2	Пределы измерения по шкале		
	в мм 		±0,25	±0,050
3	Предел измерения по контактам		
	в мкм		±250	±50
4	Полный ход перемещения из-		
	мерительного стержня в мм		3
5	Измерительное усилие в н	3,0	
6	Погрешность срабатывания кон-		
	тактов в статическом режиме		
	в мкм		0,84-1,0	0,2
7	Погрешность срабатывания в ди-		
	намическом режиме в мкм . . .	0,3-4-0,4	0,44-0,5
8	Смещение настройки после 25 000		
	измерений в мкм		0,74-0,8	0,6ч-0,7
9	Погрешность настройки контак-		
	тов в статическом режиме в мкм	0,24-0,3	0,7
10	Габаритные размеры в мм	65 X 193х 109	
11	Масса в кг	0,220 Illi	
ляющийся с трибом /, на оси которого находится стрелка. На
секторе 10 располагаются два электрических контакта 3 и 8.
Вторая пара контактов 2 и 9 смонтирована на плоских пружи-
нах. Эти контакты настраивают на размер винтами 5 и 6 при
помощи подпружиненных рычагов 4.
Механизм размещен в металлическом корпусе, несущем за-
прессованную гильзу с диаметром посадочного цилиндра 8 мм.
В верхней части корпуса расположены винты настройки контак-
тов. С левой нижней стороны корпуса находится арретир в виде
винтовой пары. Такая форма арретира дает возможность осу-
ществлять настройку контактов головки на допуск вне контроль-
ного устройства и устанавливать головку в контрольном
приспособлении по одному образцу с отклонениями, равными
или близкими к одной из границ допуска.
Из-за достаточно длинной кинематической цепи рычажно-
зубчатого механизма, а следовательно, большой массы деталей,
участвующих в работе, головки обладают большей инерцион-
ностью по сравнению с обычными электроконтактными датчи-
ками. Испытания этих головок показали, что предельная ско-
рость арретирования у них для разных экземпляров находится
в пределах от 2 до 9 мм!сек, т. е. максимальное число циклов
может составлять 70 в минуту. Но большинство головок при
таком количестве циклов не работает. Оптимальной для рычаж-
но-зубчатых механизмов с контактами является скорость
арретирования 2 мм!сек, что соответствует приблизительно
15 циклам измерений в минуту.
11 Зак. 373	329
Наличие точечных и линейчатых механических контактов в
механизме головки может привести к их сравнительно быстрому
износу. Однако благодаря меньшей величине усилия, чем у
датчиков, а также тому, что механизм головок разгружен от
удара, при качественном изготовлении головки она при испыта-
ниях выдерживала до 1 млн. измерений без потери точности.
Рис. 58. Схема и общий вид электроконтактных шкальных головок
на базе рычажно-зубчатого механизма
Вместе с тем ее низкие частотные характеристики, сложность
механизма по сравнению с обычными датчиками дают основание
рекомендовать применение этих головок только во всевозможных
многомерных контрольных приспособлениях, на которых рабо-
тают операторы. Шкальное отсчетное устройство использукл
при этом не только для облегчения настройки, но и для отсчета
показаний головки как в момент забракования детали, так и
при других обстоятельствах, когда требуется установить дей-
ствительный размер, на который реагировал прибор.
Применять такие головки в контрольных автоматах, в при-
борах активного контроля нецелесообразно, хотя в принципе
и вполне возможно. В момент размыкания или замыкания кон-
тактов благодаря влиянию плоских пружин, на которых распо-
ложены настроечные контакты, величина усилия резко меняется
(до 1—0,6 я), поэтому головки в контрольном механизме необхо-
димо устанавливать на жесткие кронштейны, с тем чтобы не воз-
никало дополнительных погрешностей от перепада усилия.
330
Рассматриваемые головки являются как бы гибридом двух
неравноточных механизмов. При этом у электрических контак-
тов погрешность срабатывания значительно меньше, чем погреш-
ность показаний непосредственно стрелочных головок. При цене
деления 0,01 мм погрешность показаний головки, по данным
испытаний, находится в пределах 2—3 мкм (нормируется 5 мкм),
а погрешность срабатывания контактов всего от 0,3 до 1 мкм
(нормируется 1 мкм).
В головках с ценой деления 0,001 мм величины погрешности
по шкале равны 1 мкм, а погрешность срабатывания — всего
0,2—0,5 мкм. К погрешности измерения по контактам следует
добавить погрешность настройки контактов, которая в зависи-
мости от качества изготовления может быть в пределах от 0,2
до 0,7 мкм. Но и при этом погрешность измерения по контактам
будет меньше, чем по шкале. Характерно, что погрешности кон-
такта у обоих видов головок очень близки по величине, и
разделение таких головок по ценам деления сделано больше для
удобства наблюдений и облегчения настройки винтами.
Обычно погрешности головок из-за наличия контактов не-
сколько больше, чем погрешность рычажно-зубчатых головок
без контактов, особенно в отношении погрешности обратного
хода и прежде всего в момент реверса. Поэтому использовать
их как обычные рычажно-зубчатые головки не рекомендуется.
Предполагаемые к выпуску на заводе ЛИЗ головки с контак-
тами на базе малогабаритной пружинной головки должны обла-
дать более высокими эксплуатационными свойствами. Можно
предположить, что они благодаря короткой кинематической цепи
будут обладать меньшей инерцией, а также более высокой
износостойкостью. Если этого действительно удастся достигнуть,
то такие головки с электрическими контактами можно будет ис-
пользовать как в контрольных автоматах, так и в приборах
активного контроля. Но вместе с тем каждый случай примене-
ния таких головок должен быть оценен в отношении не только
технической возможности, но и экономической целесообразности.
Стоимость рычажно-зубчатых и пружинных головок с контакта-
ми всегда будет выше, чем стоимость электроконтактных дат-
чиков.
4.	ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ДАТЧИКИ
Этот тип датчиков (рис. 59), выпускаемый заводом ЛИЗ,
предназначен для контрольно-сортировочных устройств. Заводом
выпускается четыре типоразмера датчиков, приведенных
в табл. 71.
Датчики обеспечивают 20, 30, 40 и 50 сортировочных групп.
Величина измерительного усилия равна 2 н (200 гс). Присоеди-
нительный размер датчика 28 мм\ габаритные размеры ИОХ
X 156 X 360 мм) масса 1,8 кг.
331
Предельная погрешность показаний датчиков не более де- *
ления шкалы, а вариация не более 7в от цены деления.
Фотоэлектрические сортиро-
вочные датчики разработаны на
базе пружинно-оптических голо-
вок (оптикаторов), которые снаб-
жены фотосопротивлениями. В
принципе здесь также имеет ме-
сто сочетание отсчетного устрой-
ства с механизмом выдачи
команды.
Контрольно - сортировочные
датчики используются как в кон-
трольно-сортировочных автома-
тах, так и в контрольно-сортиро-
вочных приспособлениях-. Их не
применяют в приборах активного
контроля, хотя в принципе их и
там можно использовать для вве-
дения большого количества вы-
даваемых команд.
Существует две принципиаль-
но отличные схемы сортировоч-
Рис. 59. Фотоэлектрический сортиро- НЫХ ДаТЧИКОВ. В ОДНОЙ ИЗ НИХ
вочный датчик типа ДФМ
каждая сортировочная группа в
датчике настраивается раздель-
но, с использованием настроечных образцов. Число групп и ве-
личина групп являются переменными. Сложность таких датчиков
заключается в их настройке, и при отсутствии отсчетного устрой-
ства для настройки приходится использовать образцы, соответ-
ствующие границам сортировочных групп. Другим видом сорти-
ровочных датчиков являются такие, в которых размер группы и
число групп задаются при изготовлении этого датчика, и потре-
битель может только уменьшить количество групп, объединяя
их. К последней группе относятся и фотоэлектрические датчики.
Таблица 71
Фотоэлектрические датчики типа ДФМ
Параметры	Модель датчика			
	0, 5ДФМ	1 ДФМ	2 ДФМ	5ДФМ
Цена деления шкалы и интервал сортировки в мм 	 Колебание измерительного усилия в н (гс)	0,0005 0,3(30)	0,001 0,3(30)	0,002 0,6(60)	0,005 1,2(120)
332
Преимущество таких датчиков заключается в том, что точность
рассортировки определяется качеством их изготовления, а для
настройки требуется всего одна настроечная деталь, которая
нужна, чтобы координировать положения датчика на измери-
тельном устройстве.
Проверку сортировочных датчиков с постоянным расположе-
нием сортировочных групп необходимо производить на устрой-
стве, обеспечивающем точные непрерывные перемещения изме-
рительного стержня. В зависимости от точности датчика эта
проверка может быть осуществлена на специальных стендах,
клиновых приспособлениях, рычажных передачах, сравнением
с образцовым оптикатором, микрокатором или другим отсчет-
ным устройством.
Такую проверку целесообразно производить вместе с элек-
тронным блоком измерительного устройства, и обычно ее можно
осуществлять непосредственно с автоматом при включении всех
его вспомогательных устройств и механизмов, обеспечивающих
своевременную выдачу тока измерения и приема исполнительной
команды на заслонках и светофорных табло. В этом случае
датчик выносится из контрольного автомата и устанавливается
на измерительное приспособление. На измерительном приспо-
соблении сообщается ступенчатое перемещение измерительному
стержню. После этого за определенное число циклов определяет-
ся количество срабатываний и несрабатываний датчика при
определенном положении измерительного стержня (общее число
в каждом положении не менее 10). Величина ступенчатого пере-
мещения должна быть не менее 0,1 от цены деления или вели-
чины размерной группы. После каждого перемещения наблю-
дается 10 циклов и определяется, сколько раз датчик выдал
команду по отнесению к одной и к другой соседним сортировоч-
ным группам. Пусть будет установлено, что при исходном
положении все десять измерений относят деталь в 1-группу.
После перемещения на 0,1 мкм оказывается, что два измерения
относят в 1-ю группу, а восемь—во 2-ю группу; еще через 0,1 мкм,
т. е. через 0,2 мкм от исходного положения, оказывается, что по
половине измерений относятся к 1 и ко 2-й группе и т. д. Пусть,
например, к концу измерения через 0,4 мкм от исходного поло-
жения, окажется, что все 10 измерений относят деталь во 2-ю
группу. Следовательно, в пределах 0,3 мкм перемещения шпин-
деля измеренные детали могут быть отнесены либо в одну, либо
в другую группу с разной степенью достоверности. По количеству
срабатываний можно даже определить вероятное количество
деталей, которые будут отнесены ошибочно в другую группу. Но
в то же время такая проверка дает возможность определить и
границу между сортировочными группами. Определяя границы
для каждой группы, можно установить не только погрешность
срабатывания на каждой границе, но и как бы местоположение
333
границы, которое, безусловно, будут иметь как положительные,
так и отрицательные значения от номинала.
При выборе настроечной детали, которая определяет поло-
жение датчика на измерительном устройстве, необходимо при-
нимать такой ее размер, чтобы погрешность датчика распростра-
нялась от этого настроечного размера для отдельных границ в
разные стороны.
Сказанное относится к сортировочным датчикам, у которых
при изготовлении устанавливаются сортировочные границы.
У тех датчиков, где сортировочные границы устанавливаются
настройкой, подобная проверка позволяет производить регули-
ровку границ сортировочных групп.
5.	ПНЕВМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ДАТЧИКИ
Пневмоэлектрические датчики представляют собой сочетание
чувствительного элемента, реагирующего на изменение давления
пневматической сети, несущего подвижные контакты, и регули-
руемых электрических контактов. В связи с таким сочетанием
датчики повсеместно получили название «пневмоэлектрокон-
тактные». На заводе «Калибр» выпускаются два вида таких дат-
чиков, отличающихся чувствительным элементом: сильфонные
датчики (модели 235, 236 и 249) и мембранные .(модели 243, 244,
245). В пределах существующих контактов в этих датчиках они
могут быть использованы как сортировочные. Вместе с тем не-
обходимость настройки каждого контакта, определяющего раз-
мерную группу, нельзя признать за положительное свойство этих
датчиков. Более удобным для использования было бы, если
пневмоконтактные датчики выпускались с настройкой на опреде-
ленное количество групп в соответствии с ценой деления.
Пневмоэлектроконтактные сильфонные датчики (рис. 60) вы-
пускаются трех видов; отличаются они в основном количеством
контактов и возможностью контролировать погрешность геомет-
рической формы. Основные технические характеристики этих
датчиков приведены в табл. 72.
Принципиальная схема датчика основана на использовании
чувствительного элемента в виде сильфона. К корпусу распреде-
лителя 3 (рис. 61) прикреплены чувствительные элементы —
сильфоны 4, свободные концы которых жестко связаны стяж-
ками 7. Последние с помощью планок 8 закреплены на пружин-
ном параллелограмме. Ход сильфонов ограничен жесткими
упорами 5. На планках посредством плоских пружин укреплены
подвижные контакты 2. Стрелка 12 показывающего устройства
установлена в центрах. На ее втулке 11 находится петля из
капроновой нити /0, концы которой крепятся на хомутиках 9 и
13, укрепленных на нижней стяжке 7. В корпусе распределителя
установлены входные сопла 1.
334
Таблица 72
Пневмоэлектроконтактные сильфонные датчики
Параметр	Модель датчика		
	235	|	236	249
Число контактов:	6	4	2
предельных 		6	2	2
с «плавающим» штифтом . .	—	2	—
Число делений шкалы 		80 (±40)	80 (±40)	80 (±40)
Интервал деления в мм 	 Отношение цены деления барабанов настроечных винтов к цене деления	1	1	1
шкалы 		1:1	1:1	1:1
Рабочий ход сильфонов в мм ... Максимальное рабочее давление	±2	±2	±2
в кгс/см2 	 Погрешность срабатывания контак-	2	2	2
тов1 в мм вод. ст		±10	±ю	±ю
Габаритные размеры в мм .	130Х115Х Х112	128Х115Х Х112	130Х115Х Х112
Масса в кг	1,85	1,80	1,80
1 Пергвэд миллиметров вэдяногэ столба в микрометры производится по формуле
----, где А — значение погрешности в мм вод. ст., а К — отношение перемещения уровня
К
водяного столба манометра к величине изменения измеряемого размера.
При контроле предельных размеров датчик работает с проти-
водавлением, которое обеспечивается винтом регулировки 15.
Канал 14 в этом случае глушится. На верхней стяжке поме-
щается «плавающий» контакт 17, против торцов которого рас-
положены с одной стороны неподвижный контакт, а с другой —
регулируемый 16. «Плавающий» контакт служит для контроля
разности наибольшего и наименьшего размеров, наблюдающихся
за цикл измерения при проверке отклонений от правильной гео-
метрической формы.
Измерения осуществляются при относительном перемещении
контролируемой поверхности и измерительного сопла. Разность
двух размеров, а следовательно, правильность геометрической
формы, можно контролировать без «плавающего» контакта при
работе датчика по схеме дифференциальных измерений. В этом
случае вместо узла противодавления устанавливается заглушка,
а к каналам 6 и 14 подводятся трубки от измерительных сопел.
Однако полученная в этом случае разность размеров может
оказаться не наибольшей, так как размер определяется только в
двух определенных сечениях, которые могут не соответствовать
наибольшей разности (это замечание относится к случаю как
неподвижной, так и вращаемой в процессе контроля детали при
постоянном угловом расположении двух сопел).
335
Датчик модели 235 отличается от датчика модели 236 отсут-
ствием «плавающего» контакта и имеет шесть предельных кон-
тактов. Датчик модели 249 отличается от датчика модели 235
тем, что имеет всего два контакта. По характеру конструкции
пневмоэлектрокоптактные датчики предназначены для установ-
ки в контрольно-измерительные автоматы и многомерные кон-
трольные приспособления. Их можно использовать и в приборах
Рис. 60. Общий вид пневмоэлектроконтактно-
го сильфонного датчика модели 235
Рис. 61. Конструктивная схема сильфон-
ного датчика
для активного контроля, но делать это нецелесообразно, по-
скольку для использования в таких приборах выпускаются спе-
циальные отсчетные устройства БВ-1096, включающие сильфон-
ный чувствительный элемент.
Датчики могут быть применены как при бесконтактных изме-
рениях, так и при использовании выпускаемых заводом «Калцбр»
контактных головок. В пневматических системах работающих с
приборами низкого давления (типа «Солеке») практически от-
сутствует измерительное усилие, в приборах же высокого давле-
ния, к которым относятся и сильфонные датчики, воздушный
поток, вы_ходящий из измерительного сопла, создает реальное
измерительное усилие, с которым следует считаться. Величина
этого усилия непостоянна и зависит от величины измерительного
зазора и состояния торца сопел; оно может достигать 0,3—0,4 н
(30—40 гс). При некоторых условиях измерительное усилие мо-
жет быть даже отрицательным, т. е. наблюдается явление подсо-
са. Усилие, создаваемое пневматической системой, отличается от
контактного тем, что оно распространяется на некоторую поверх-
ность и предохраняет деталь от контактных деформаций; но
деформации изгиба имеют место.
336
Рис. 62. Общий вид самобалансирующихся пче-
вмоэлектроконтактных датчиков типа БВ-6007
связано измеоительное сопло 5.
Датчики пневмоэлектроконтактные самобалансирующиеся
модели 244 (БВ-6007-2К), модели 243 (БВ-6007-4К) и модели 245
(БВ-6607-6К) (рис. 62) построены по дифференциальной са-
мобалансирующейся схе-
ме с нулевым перепадом
давлений в рабочих каме-
рах.
Принципиальная схе-
ма датчика приведена на
рисунке 63.
Схема представляет
собой самобалансирую-
щийся уравновешенный
пневматический мост.
Очищенный и стабилизи-
рованный воздух посту-
пает к входным соп-
лам /. После входных со-
пел воздух попадает в
измерительную камеру 2
и в камеру 6 противодав-
ления, которые разделе-
ны друг от друга мембра-
ной <3, на которой закреп-
лен клапан 4, перекры-
вающий выходное сопло
противодавления 8. С из-
мерительной камерой
Перемещение конуса определяют при помощи стрелочного
отсчетного устройства 7. При определенном измерительном
зазоре S мембрана занимает такое положение, при котором кла-
пан обеспечивает равенство расходов воздуха через выходные
отверстия сопел 5 и 8 системы, и перепад давления в камерах
прибора равен нулю. При изменении измерительного зазора в
камере 2 меняется измерительное давление, которое нарушает
равновесие в камерах, и мембрана вместе с клапаном переме-
щается в направлении равнодействующей до тех пор, пока дав-
ление в камере 6 станет равным новому значению давления в
измерительной камере. Величина перемещения конуса пропор-
циональна величине изменения измерительного зазора, т. е.
контролируемого размера.
По сравнению с другими системами, например сильфонными,
мостовая схема обеспечивает более высокую точность вследствие
малого влияния упругого элемента, а также нестабильности ра-
бочего давления.
На базе самобалансирующегося моста могут выпускаться
337
показывающие приборы для всевозможных контрольных уст-
ройств и приспособлений, а также приборы, оснащенные элек-
трическими контактами. В зависимости от угла конуса и дат-
Рис. 63. Принципиальная схема самоба-
лансирующейся системы
чики могут иметь цену деления
шкалы 1; 0,5; 0,2 или 0,1 мкм.
У датчиков может быть либо
шесть контактов (модель 245),
либо четыре контакта (модель
243), либо три контакта, из кото-
рых два предельных и один «пла-
вающий» для контроля геометри-
ческой формы (модель 244).
Датчики работают при рабо-
чем давлении воздуха 1,5—
2 кгс!см2. «Вялая» мембрана
имеет рабочий ход от нейтраль-
ного положения ±0,4 мм. Габа-
ритные размеры датчика равны
85 X 160 X 200 мм\ масса 2,3 кг.
К потребителю датчик поставляется настроенным на заводе-изго-
товителе на определенную цену деления с измерительным соп-
лом диаметром 2 мм.
6.	ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЙ В ПРОЦЕССЕ ОБРАБОТКИ
Челябинский завод мерительных инструментов выпускает три
типа приборов, предназначенных прежде всего для контроля
в процессе круглого шлифования: визуальный прибор с трех-
контактной навесной скобой тип БВ-3023, пневмоэлектриче-
ский прибор типа БВ-1096 и индуктивный прибор АК-ЗМ.
Визуальный прибор с навесной трехконтактной скобой типа
БВ-3023 является простейшим средством активного контроля.
Такие приборы выпускаются трех типоразмеров: БВ-3023-60
(рис. 64 а, б); БВ-3023-100 (рис. 64, в) и БВ-3023-160. Прибор
представляет собой трехконтактную скобу со стрелочным отсчет-
ным устройством (рис. 64, а). Два контакта — нижний 1 и бо-
ковой 2 являются упорными, их положение регулируется только
при настройке на размер; подвижный контакт 3— измеритель-
ный. Все контакты сделаны из твердого сплава. Измерительный
контакт 3 располагается на штоке 4, прикрепленном к корпусу 5
при помощи пружинных подвесок б, образующих параллело-
грамм. Верхний конец штока, имеющий скос, контактирует с из-
мерительным наконечником индикатора. С помощью пружины 7
создается измерительное усилие на штоке.
Верхний упор, на котором закреплена пружина 7, является
одновременно ограничителем перемещения штока в пределах
±1 мм от среднего положения, которое устанавливается по спе-
338
a)
циальному указателю. Нижний измерительный наконечник рас-
положен на сменной губке, которая может перемещаться, в за-
висимости от контролируемого диаметра. На губке нанесена мил-
лиметровая шкала, соответствующая пределам измерения,
используемая для ориентировочной установки скобы на размер.
Второй упорный контакт расположен на движке S, который на-
ходится на губке. Индикатор 9 крепится за ушко в боковых на-
кладках корпуса скобы или за посадочный цилиндр гильзы диа-
метром 8 мм в пружинящее гнездо. Прибор устанавливается на
кожухе шлифовального круга с помощью масляного или пружин-
ного амортизатора.
Конструкции'всех типоразмеров приборов идентичны. Послед-
няя цифра в обозначении прибора характеризует верхний пре-
дел измерения. Пределы измерения приборов следующие:
БВ-3023-60 от 6 до 60 мм, БВ-3023-100 от 10 до 100 мм и
БВ-3023-160 от 90 до 160 мм. Последние два прибора отлича-
ются один от другого только размерами съемных скоб. Прибор
БВ-3023-60 не имеет в конструкции принципиальных отличий,
но габаритные размеры отдельных узлов уменьшены. Кроме то-
го, для создания компактности стрелочная отсчетная головка
прибора перевернута. Погрешность передаточного отношения
•прибора, т. е. передачи от измерительного наконечника на от-
счетное устройство на всем пределе измерения (±1 мм), норми-
руется по техническим условиям в пределах 5 мкм. Но не эти
нормы определяют точностные данные прибора; точность изме-
рения (о чем подробно будет сказано в следующей главе) зави-
сит прежде всего от состояния станка и режимов обработки.
Простейшие механические скобы предназначены для исполь-
зования на различных круглошлифовальных станках, которые не
обладают автоматической подачей или быстрым отводом круга.
В приборах предусмотрена величина усилия в пределах
3,9± 1 н (390± 100 гс), под действием которого возникает след
на обрабатываемой детали. Однако этот след обычно бывает
«зеркальным», т. е. с изменением размера в пределах поверх-
ностных неровностей. Иногда при работе с прибором наблюда-
ются вибрации стрелки отсчетной головки, особенно при боль-
ших подачах шлифовального круга. В этом случае следует
уменьшать подачу, а если в соответствии с точностными требо-
ваниями к детали это делать нецелесообразно, то следует уста-
навливать более грубое отсчетное устройство или увеличить из-
мерительное усилие. Большим преимуществом скобы является
то, что ее ширина равняется всего 8 мм. Это позволяет исполь-
зовать ее при шлифовании узких шеек, например на коленча-
тых валах.
Пневматический прибор БВ-1096 (рис. 65) для активного кон-
троля при круглом шлифовании имеет двухконтактную скобу,
340
устанавливаемую на суппорте станка. В приборе применена
дифференциальная пневматическая схема с использованием силь-
Рис. 65. Общий вид прибора БВ-1096-4К-1
фонных датчиков (рис. 66), названная так потому, что резуль-
тат измерения определяется как разность давлений в двух пнев-
матических системах, которые питаются от одного стабилизато-
ра. Ошибки стабилизатора влияют одновременно на давление
в обеих системах и почти не влияют на разность этих давлений,
т. е. на результаты измерения.
Конструктивно прибор, предназначенный для контроля в про-
цессе круглого шлифования с настольной скобой, оформлен
в виде двух узлов: отсчетного устройства и измерительной ско-
бы настольного типа (рис. 65). Измерительная скоба закреп-
ляется на специальных устройствах станка, обеспечивающих
подвод и отвод ее относительно обрабатываемой детали.
Под шифром прибора БВ-1096 находится большая группа од-
нотипных измерительных устройств для активного контроля, ос-
нованных на пневматическом методе измерения и отличающихся
конструктивными формами, принципиальной областью приме-
нения и ценами делений отсчетных устройств. Полная номенкла-
тура этих пневматических измерительных средств приведена на
рис. 67.
Стрелочное отсчетное устройство, показанное на рис. 65, яв-
ляется типовым для этих приборов. Оно может иметь разную це-
ну делений (1; 0,5; 0,2 мкм) и число команд (без команд, две, три
и четыре команды). В обозначении этого отсчетного устройства
указываются его параметры. Так, шифр БВ-1096-М-4К-1 обозна-
341
чает, что отсчетное устройство имеет четыре команды и цену
делений 1 мкм. Как видно из рис. 67, отсчетное устройство может
снабжаться настольными скобами — широкими, узкими и преци-
зионными, и навесными, а также использоваться в устройствах
для сопрягаемого шлифования.
Рис. 66. Схема прибора типа БВ-1096
Опытное шлифование с помощью широких скоб с ценой деле-
ния отсчетного устройства, равной 1 мкм, обеспечивало общий
разброс партии в 60 деталей на размере 35 мм не больше 4,5 мкм
при отклонениях от настроечного образца в пределах 4-2,5 и
—2 мкм.
Настольная скоба удобна тем, что ее можно применять на
автоматах, где имеется механическая загрузка.
Использование пневматического принципа дает возможность
создать прибор относительно простым по конструкции и доступ-
ным для обслуживания и ремонта механизма рабочими не осо-
бенно высокой квалификации. Благодаря инерционности пнев-
матической системы прибором можно контролировать детали
с прерывистыми поверхностями в процессе их обработки (деталь
со шпоночным пазом, шлицевой валик и т. д.) при использовании
тех же контактных элементов, что и при обработке гладких
валов. Пределы измерения прибором определяются скобой. Они
составляют для скоб БВ-1096-Ш2-40 от 2,5 до 40 мм, для скоб
БВ-1096-Ш2-70 от 6 до 70 мм; для скоб БВ-1096-Ш2-125 от 30 до
125 мм.
Индуктивный прибор АК-ЗМ (рис. 68, а и б) изготовляется
с навесной трехконтактной скобой. Прибор выдает две команды
по результатам измерения.
Принципиальным отличием прибора АК-3 является фиксиро-
ванное положение срабатывания последней команды. Настройка
342
прибора по образцовой детали производится смещением катушек
датчика относительно якоря, составляющего одно целое с изме-
рительным стержнем.
Прибор (рис. 68, а) состоит из датчика / с комплектом смен-
ных скоб 2 и преобразующего электронного блока 3 со стрелоч-
ным отсчетным устройством. Измерительная скоба с датчиком
объединены в один узел. Датчик (рис. 68, б) состоит из двух маг-
нитопроводов /, подвешенных на плоских пружинах, и якоря 2,
прикрепленного к измерительному стержню 3. На конце стерж-
ня, подвешенного также на плоских пружинах, впаяна пластина
из твердого сплава, которая является измерительным наконеч-
ником. При нахождении скобы прибора на образцовой детали
настройку второй команды осуществляют при помощи микро-
метрического узла 4, которым смещают магнитопроводы относи-
тельно неподвижного штока. Базирующую скобу прикрепляют
к плоскости узла датчика и зажимают двумя гайками. На каж-
дой скобе, с помощью которой прибор базируется на детали,
имеется один жесткий 5, другой регулируемый 6 упоры.
Электронный блок прибора располагается в одном корпусе.
На передней стенке находится стрелочное отсчетное устройство 4
со шкалой, имеющей цену деления 0,01 мм. Шкала неравномер-
ная и используется только для ориентировочной оценки размера
детали в процессе обработки, а также величины припуска после
343
'предварительной команды. Около шкалы располагаются иллю-
минаторы 5 (рис. 68, а) двух неоновых лампочек, сигнализирую-
щих о срабатывании первой и второй команд. Одна сигнальная
лампа 6 находится на шкале прибора и дублирует показания
лампы второй команды. Обычно вторая команда не срабатывает,
если не сработала первая команда. В последних, модернизиро-
ванных приборах введен наладочный режим, который позволяет
получать независимое срабатывание команд. В нижней части пе-
редней панели располагается руко-
ятка 7, с помощью которой устанав-
ливается величина припуска, подле-
жащего снятию между первой и вто-
рой командами. На шкале у этой
рукоятки указаны величины припус-
ков от 0,02 до 0,15 мм.
Преимущество индуктивного при-
бора заключается в более простом
применении его на производстве,
так как по сравнению с пневмати-
Рис. 68. Сбщий вид прибора АК-3 и принципиальная схема скобы с датчиком
ческими не требуется подготовка питания. Недостатками его яв-
ляется относительная сложность конструкции, для обслужива-
ния и ремонта которой требуются специалисты-электрики. Кро-
ме того, в индуктивных приборах не предусмотрена пока воз-
можность измерения деталей с прерывистыми поверхностями.
7.	МНОГОМЕРНЫЕ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ
Конструкции многомерных контрольных приспособлений опре-
деляются конфигурацией измеряемой детали.
При многообразии конструктивных форм деталей, применяе-
344
мых в машиностроении, наибольшее распространение имеют де-
тали типа вала и типа кольца. Для этих видов деталей в Бюро
взаимозаменяемости разработаны универсальные многомерные
контрольные приспособления [37], которые изготовляются по за-
казам на заводе КРИН. Такие присособления представляют со-
бой набор независимых агрегатируемых узлов, различные ком-
бинации которых могут быть использованы для контроля изде-
лий соответствующего типа. Количество узлов и их размещение
выбирают в зависимости от конфигурации проверяемой детали.
Приспособления настраивают по двум образцовым деталям,
изготовленным по верхнему и нижнему пределам допуска или
близким к этим размерам, если используется стрелочное отсчет-
ное устройство.
У многомерного приспособления светофорные блоки должны
иметь дополнительную приставку, которая давала бы сигнал
брака, если хотя бы по одному параметру контролируемый раз-
мер выйдет за пределы допуска. Это значительно облегчает ра-
боту оператора, так как избавляет его от необходимости наблю-
дать за всеми светофорными блоками.
выводы
1.	Существующее нормирование погрешности автоматических
измерительных устройств, в том числе датчиков и приборов ак-
тивного контроля, и шрименяемые методы проверки не выясняют
в полной мере эксплуатационных свойств этих измерительных
средств.
2.	Основными точностными показателями автоматических из-
мерительных средств должны быть погрешность срабатывания,
погрешность настройки и смещение настройки за определенное
число циклов измерения, которые и определяют основные эксплу-
атационные показатели.
3.	В измерительных устройствах, снабженных электрически-
ми контактами, точностные параметры в большой мере определя-
ются точностными возможностями этих контактов.
4.	Большинство составляющих погрешности измерения при
использовании универсальных измерительных средств имеют
место при применении автоматизированных и механизирован-
ных измерительных устройств; однако их влияние в ряде случа-
ев значительно меньше.
5.	Современным направлением в области механизации и авто-
матизации контроля является централизованный выпуск основ-
ных узлов измерительных устройств с целью возможного агрега-
тирования.
VI. ВЫБОР ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СРЕДСТВ
А. ВЫБОР УНИВЕРСАЛЬНЫХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ
СРЕДСТВ КОНТРОЛЯ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ТОЧНОСТИ
ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ
U оменклатура универсальных измерительных средств впол-
 не определенна и выпускается специализированной промыш-
ленностью. В предыдущих главах были подробно рассмотрены
погрешности, возникающие при пользовании универсальными из-
мерительными средствами. В настоящем разделе рассматривает-
ся в основном методика правильного выбора универсальных из-
мерительных средств с использованием материалов настоящей
книги.
Правильный выбор измерительных средств может быть осу-
ществлен только в том случае, когда все технические службы
предприятий, связанные с выпуском продукции, будут прини-
мать в нем участие в пределах своих служебных обязанностей.
Следует рассматривать измерение как обязательный процесс со
всеми положительными и отрицательными явлениями. Работы по
выбору средств должны выполнять как конструкторы, так и тех-
нологи и метрологи. Рассмотрим более подробно участие в выбо-
ре измерительных средств всех технических служб предприятий.
Конструкторы должны первыми принять участие в выборе из-
мерительных средств. Это не означает, конечно, что конструктор
обязан указать конкретные измерительные средства и условия
проведения измерений. Но правильный выбор измерительных
средств не может быть осуществлен без участия конструктора.
В гл. I показано, что в результате наличия погрешности изме-
рения определенное количество деталей будет неправильно при-
нято и неправильно забраковано. Это обстоятельство и вызывает
необходимость привлечь конструктора к выбору измерительных
средств. Только конструктор в полной мере может оценить, как
опасно для производства проникновение неправильно принятых
деталей. При существующих способах выбора измерительных
средств, когда конструктор устраняется от этой работы, уста-
новился определенный разрыв между техническими службами,
которые определяют требования к изготовленным деталям, и те-
ми, которые эти детали изготовляют и контролируют. В боль-
шинстве случаев только технологи и метрологи занимаются вы-
346
бором измерительных средств, в то время как они не могут и
очень часто не должны знать, в какой мере обоснованы опреде-
ленные требования к деталям и с какой достоверностью необхо-
димо определять размеры деталей, с тем чтобы принимать их за
действительные.
Материалы книги позволяют привлечь конструктора к уча-
стию -в работах по выбору измерительных средств, в то же вре-
мя не обязывая его обладать знаниями метролога.
Основное требование, которое должно быть предъявлено
к конструктору, заключается в том. чтобы, помимо разнообраз-
ных факторов, которые он учитывает при назначении допуска
на спроектированную деталь, он принимал бы во внимание и
влияние погрешности измерения. В настоящее время при уста-
новлении, например, класса точности посадки с гарантирован-
ным зазором конструктор учитывает возможность смещения по-
садочных поверхностей, вид смазки и т. д. При установлении
класса точности для посадки с натягом конструктор учитывает,
кроме размера детали, также величину передаваемого крутящего
момента, шероховатость поверхности и т. д., но во всех случаях
конструктор, как правило, не учитывает влияние погрешности
измерения, т. е. достоверности определения размеров.
Участие конструктора >в выборе измерительных средств рас-
смотрено на рис. 69. При разработке детали конструктор в про-
цессе конструирования выясняет размер детали и, исходя из при-
вычных способов, определяет характер сопряжения и класс точ-
ности, т. е. устанавливает допуск на изготовление. Обычно на
этом функции конструктора кончаются. Но для того чтобы кон-
структор принял участие в выборе измерительных средств, он
должен проверить, в какой мере принятый допуск может быть
выдержан из-за влияния погрешности измерения. Для этого кон-
структор должен определить по табл. 4 ориентировочную пре-
дельную погрешность измерения, которая рекомендуется для дан-
ного размера и допуска. В этой таблице конструктор должен
найти соответствующий ряд точности измерения, т. е. горизон-
тальную строку, и на ней рекомендуемые значения погрешности
измерения в процентах от допуска. Далее конструктор должен
определить, какие последствия вызовет измерение с рекомендуе-
мой погрешностью. При этом конструктора будут интересовать
только два показателя: количество деталей, которые могут быть
неправильно приняты, т. е. количество бракованных деталей, по-
павших в число годных, и величина выхода за границу поля до-
пуска у этих неправильно принятых деталей. Другими словами,
конструктор должен решить, в какой мере опасно для разрабо-
танной им машины, что какой-то процент деталей будет иметь
отклонения, выходящие на определенную величину за границу
поля допуска. При этом определении могут быть два варианта.
При одном из них (что бывает относительно редко) конструктор
347
знает точностные возможности технологического процесса изго-
товления деталей и может определить количество неправильно
принятых деталей т % по графикам, показанным на рис. 5, или
Рис. 69. Последовательность действий конструктора при участии в выборе
измерительных средств
8, или 11 и величину выхода С за границу поля допуска по гра-
фикам, показанным на рис. 7, или 10, или 12.
При другом варианте (что бывает более часто) конструктор
не знает точностных возможностей технологического процесса,
тогда по табл. 3 он определяет предельное количество непра-
348
вильно принятых деталей. При этом он должен принимать во
внимание, что максимальная величина выхода у неправильно
принятых деталей может достигать 0,5 от погрешности измере-
ния. Конструктор при пользовании табл. 3 должен иметь в виду,
что установленное количество неправильно принятых деталей яв-
ляется максимальным, которое возможно только при наихудшем
состоянии технологического процесса. В действительности таких
деталей будет меньше.
Если конструктор находит, что количество неправильно при-
нятых деталей и величина выхода за границу поля допуска не
представляют заметной опасности для того механизма, где эта
деталь будет установлена, то он оставит первоначально выбран-
ный допуск; на этом заканчивается участие конструктора в вы-
боре измерительных средств. Другие технические службы
могут считать, что с конструктором согласована предельная по-
грешность измерения и он согласен с теми последствиями, кото-
рые вносит погрешность измерения в результат разбракования.
Возможен случай, когда конструктор установит, что величи-
ны выхода и количество неправильно принятых деталей могут
значительно повлиять на эксплуатационные свойства или без-
опасность работы механизма, куда будет установлена разрабо-
танная им деталь. В этом случае конструктор должен учитывать
влияние погрешности измерения, так же как он учитывал дру-
гие факторы при выборе точности сопряжения. Наиболее простым
путем является переход на такую же посадку, но более высокого
класса точности, при которой количество неправильно принятых
деталей и выход за границу поля допуска могли бы его удовлет-
ворять. Иногда переход на более точный класс оказывается не-
желательным, поскольку это осложняет производство. Тогда
конструктор может оставить выбранный класс, но сделать при-
мечание к допустимому отклонению о необходимости введения
производственного допуска либо на полную величину погрешно-
сти измерения, либо на часть ее.
При переходе на более точный класс конструктор фактически
вводит производственный, или как его можно назвать, «метро-
логический», или «измерительный» допуск, но только не отра-
жает в документации, чтобы не создавать излишние трудности
в оформлении.
Основное требование, которое предъявляется к конструктору,
заключается в том, чтобы он обязательно учитывал влияние по-
грешности измерения на результаты разбраковки разработанных
им деталей и не устранялся от работ по выбору измерительных
средств, поскольку только он один в состоянии с полной ответст-
венностью дать заключение, в какой мере опасны те последст-
вия, которые внесут неправильно принятые детали.
Технолог во многих случаях назначает конкретные измери-
тельные средства. Однако более правильным будет, когда этим
349
вопросом занимается специалист метролог, который может дать
рекомендации по конкретным измерительным средствам исходя
из конкретных условий производства.
Исходными позициями для технолога по выбору измеритель-
ных средств является то, что если в технической документации
поставлен допуск, то это означает, что с конструктором согласо-
вана предельная погрешность измерения по табл. 4 со всеми по-
следствиями, которые при этом возникают.
Но вместе с тем, поскольку технолог должен обеспечить эко-
номичное производство, его интересует не только количество не-
правильно принятых деталей и величины выхода у них, но и ко-
личество неправильно забракованных годных деталей. Короче
говоря, технолог должен иметь полное представление, насколько
достоверно оцениваются размеры деталей. Последовательность
определения результатов неправильного разбракования приве-
дена на рис. 70.
В большинстве случаев технолог должен иметь сведения
о точностных возможностях существующего технологического
процесса и в связи с этим он должен пользоваться в основном
графиками для определения результатов неправильной разбра-
ковки. Но иногда, особенно при проектировании нового процесса,
когда недостаточно ясны его точностные возможности, можно
воспользоваться и данными табл. 3 с предельными значениями
ошибок разбраковки.
Технолог должен оценивать главным образом количество не-
правильно забракованных деталей и по результатам оценки ис-
пользовать средства с уменьшенной погрешностью измерения,
чтобы сократить количество неправильно забракованных дета-
лей. Но наиболее совершенным способом уменьшения влияния
погрешности измерения является повышение точности изготовле-
ния, когда погрешность измерения будет незначительно влиять
на результаты разбраковки и сокращается не только фиктивный,
но и действительный брак.
Метролог на производстве и при разработке новых техноло-
гических процессов должен совместно с технологом определять
конкретные измерительные средства и условия их использования.
Он обязан знать прежде всего существующие измерительные
средства, порядок работы с ними, их эксплуатационные возмож-
ности, а также оценивать составляющие погрешности измерения,
возникающие при определенных условиях проведения измерений,
и анализировать применяемые схемы измерения с целью выявле-
ния точностных возможностей, которыми они обладают.
Последовательность выбора измерительных средств в зави-
симости от размеров и классов точности контролируемой детали
приведена на рис. 71. Исходные позиции, с которых начинает ра-
ботать метролог, заключаются в том, что конструктором опреде-
лены размеры на контролируемую деталь, установлен допуск на
350
ее изготовление, и если нет примечаний о введении производст-
венного допуска, то, следовательно, конструктор не возражает,
что измерение будет производиться с погрешностью, приведенной
в табл. 4.
Известны размер и допуск
на изготовление или
I
По табл. 4 находится погрешность измерения Амеп1
Количество
неправильно
принятых
деталей пг
Количество
неправильно
забракованных
деталей п
Величина
выхода
за границу
поля допуска С
у неправильно
принятых
деталей
График на рис. 5
или 11 при
контроле
размера
и график
на рис. 8
при контроле
геометрической
формы, когда
известен
технологический
процесс, т. е.
соотношение
$изд	^изд J
—----или ------
° тех	°тех |
График на рис. 6
или 11 при
контроле
размеров
и график
на рис. 9
при контроле
геометрической
формы, когда
известен
технологический
процесс, т. е.
соотношение
| $из<.>	^изд
—-----или -------
I °тех	°тех
Табл. 3,
когда
неизвестен
технологи-
ческий
процесс
График на рис. 7
или 12 при
контроле
размеров
и график
на рис. 10
при контроле
геометрической
формы, когда
известен
технологический
процесс, т. е.
соотношение
$изд	&изд
—----ИЛИ—------
°тех	°тех
Рис. 70. Последовательность определения результатов разбраковки
Задача метролога состоит в том, чтобы указать конкретное
измерительное устройство и условия его примерения. Эти данные
в отношении конкретных измерительных средств можно найти
в табл. 59 и 68, где приведены измерительные средства, выпу-
скаемые инструментальной (промышленностью, и предельные по-
грешности измерения ими при различных условиях их примене-
ния. Однако такие поиски очень затруднительны, и для облегче-
ния их составлены таблицы (табл. 73—76).
Эти таблицы сделаны по форме левой части табл. 4 и в них
приведены те же цифры (в виде дроби) допуска на погрешность
351
Известны размер детали и допуск на изготовление
^изд пли &изд
Рис. 71. Последовательность выбора измерительных средств в зависимости от класса точности детали
Таблица 7?
Измерительные средства для контроля наружных размеров в зависимости от точности изготовления
Условны? обозначения измерительных средств и условий измерения из табл. 59 для интервалов размеров в мм
№ по nop.i из табл. 4	Св. 1 до 3	Св. 3 до 6	Св. G до I 0	Св. 10 до 18	Св. 18 до 30	Св. 30 до 50	Св. 50 до 8 0	Св. 80 до 120	Св. 120 до 1 80	Св. 180 до 260	Св. 260 до 360	Св. 3 60 до 500
1	0,5 1,5 13а; 14а; 156; 16в; 20д; 21а; 22а; 236; 30а; д; 31а, д; 32	0,7 2 9в; 14а; 15а; 166; 20в; 23а; 30а, 6; 31а, 6	0,7 2 9в; 14а; 15а; 166; 20в; 23а; 30а, 6; 31а, 6	0,7 2 14а; 15а; 16в; 20г, д; 23а; 30а, 6; 31а, 6	0,7 2 14а; 15а; 16в; 20г, д; 22а; 23а; 30а, г, д; 31а, г, д	1 3 9в; 15а; 16а; 17в; 20в; 23а; 30а, 6; 31а, 6	1 3 9в; 15а; 166; 17в; 20в; 23а; 30а, 6; 31а, 6	1,5 V 9в; 15а; 16а; 176; 206, в; 23а; 30а, 6; 31а. 6	2 5 . 9в; 10в; 11в; 16а; 17а; 20а; 30а, 6; 31а, 6; 36в	2 6 20в; 31а, 6; 36в	2J5 7 20в; 31а, 6; 36в	3 8 20в; 356; Сбв
2	0,7 2 9в; 14а; 15а; 166; 20в; 23а; 30а, 6; 31а, 6	1 3 9в; 15а; 16а; 17в; 20в; 23а; 30а, 6; 31а, 6; 35а; 366	1 3 9в; 15а; 16а; 17в; 20в; 23а; 30а, 6; 31а, 6; 35а; 366	1 3 9в; 15а; 16а; 17в; 20в; 23а; 30а, 6; 31а, 6	1,5 4 9в; 10в; 16а; 176; 20а; 25(1) г; 30а, 6; 31а, 6; 35а; 366, в	1,5 4 96; 10в; 16а; 176; 20а; 30а, 6; 31а, 6; 35а; 366, в	2 , 5 96; 10в; 12г; 16а; 17а; 20а; 35а; 366, в	2 6 96; 10в; 12г; 16а; 17а; 20а; 35а; 366, в	2,5 7 96; 106; 17а; 20а; 36в	3 9 20а; 36в	4 И 20а; 36 в	4,5 13 20а; 36в
Примечания: 1. Приведенные дроби обозначают: в числителе — допустимую погрешность измерения, в знаменателе—допуск на
изготовление.
2. Цифры в таблице характеризуют конкретные измерительные средства, а буквы — условия их применения по табл. 59.
353
Продолжение та^л. 73
Условные обозначения измерительных средств и условий измерения из табл. 59 для интервалов размеров в мм
№ по пор. 1 из табл. 4	Св. 1 до 3	Св. 3 до 6	Св. 6 до 10	Св. 10 до 18	Св. 18 до 30	Св. 30 до 50	Св. 50 до 80	Св. 80 до 120	Св. 120 до 180	Св. 180 до 260	Св. 260 до 360	Св. 360 до 500
3	1,5	1,5	1,5	2	2	2,5	3	3	4	4,5	5	6
	4	4	4	6	6	6	8	9	11	13	15	18
	96; 10в; 16а; 176; 20а; 25(1) г; 35а; 26а, в	96; 1()в; 16а; 176; 20а; 25(1) г; 35а; 26а, в	96; 10в; 16а; 176; 20а; 25(1) г; 35а; 36а, в	96; 106; 12г; 16а; 17а; 20а; 25(1) г; 26(1) г; 35а; 36а, в	96; 10в; 12г; 16а; 17а; 20а; 25(1) г; 26(1) и (2) г; 35а; 36а, в	9а; 1 Ов; 17а; 20а; 25 (2) г; 26 (2) 6; 35а; 36а, в	9а; 106; 17а; 18в; 20а; 26 (3) 6; (4) г; 35а; 36а, в	9а; 106; 17а; 20а; 26 (4) г; 35а; 36а; в	9а; 106; 186; 20а; 25 (5) г; 26 (5 и 6) г; 35а	9а; 20а; 25 (9) г; 35а	20а; 25(10) г; 27 (4 и 5) ж; 35а	20а; 25 (11) г; 27 (5 и 6) ж; 35а
4	1,5	2	2	3	3	4	4,5	5	6	7	7,5	9,0
	4	5	6	8	9	11	13	15	18	20	22	25
	96; 10в; 16а; 17в; 20а; 25(1) г; 35а; 36а, в	9а; 106; 12г; 17а; 18в; 20а; 25(1) г; 26(1) г; 35а, 36а, в	9а; 106; 12г; 17а; 18в; 20а; 25(1) г; 26(1) г; 35а; 26а, в	9а; 106; 17а; 186; 24(1 и 15) г; 25(1)6, д; 26(1 и 2) 6, е; 34г; 36а, 6	9а; 106; 17а; 186; 24(1 и 15) г; 25(1)6, д; 26(1 и 2)6, е; 34г; 36а; 6	9а; 10а; 116; 12в; 186; 196; 24 (2) г; 25(2) 6, д; 26 (2) 6, в; 27(1)д, е; 346, г; 26а	9а; 10а; 116; 186; 196; 24 (3 и 4) г; 26 (3 и 4) 6, е; 34г; 36а	5л; 6д; 9а; 10а; 116; 12в; 186; 196; 24 (4 и 5) г; 25(1), 6; (5) г; 26 (4) б, в, (5) г, е; 27 (г) д, е, (3) д; 34г; 36а	5л; 6д; 10а; На; 12в; 186; 196; 25 (5— 8) г; 25(5) г, д, (6-8) г; 26 (5 и 6) г, д, е; 27 (3)д,е; 34г; 35а	5л; 6д; 9а; 10а; 11а; 24 (8)г,д, (9-11) г; 25 (8— Ю) 6; 27(3) в; 35а	5л; 6д; 24(11 — 13) г; 25(10) 6, Д, (11)г; 27(4 и 5) д; 35а	5к; 6д; 24(13 и 14) г; 25(11)6, в, (12— 14) г; 27 (5 и 6) д; 35а
Продолжение табл 73
Условные обозначения измерительных средств и условий измерения из табл. 59 для интервалов размеров в мм
I Л2 ПЭ ПОр.| из табл. 4	Св. 1 до 3	Св. 3 до 6	Св. 6 до 10	Св. 10 до 18	Св. 18 до 30	Св. 30 до 50	Св. 50 до 80	Св. 80 до 120	Св. 120 до 1 80	Св. 180 до 260	Св. 260 до 3 60	Св. 360 до 5 00
5	2	2,5	3	3,5	4	5	6	7	7,5	8	9	10
	- —		— - 	.  . »			—		——	— - -		— 
	6	8	9	11	13	16	19	22	25	27	30	35
	9а; 12г;	9а; 106;	9а; 106;	9а; 106;	9а; 10а;	5л; 6д;	5л; 6д;	5к; 6д;	5к; 6д;	5к; 6д;	5к; 6д;	5к;
	106; 17а;	17а; 18в;	116; 17а;	116; 17а;	116; 12в;	10а; 11а;	10а; Па;	10а; На;	10а; Па;	10а; Па;	24(11 и	24(13) 6,
	18в; 20а;	25(1) г;	186;	186;	186; 196;	12в; 186;	126; 186;	126; 186;	126; 186;	24 (8)б,д,	12)6, д,	(14) г;
	25 (1) г;	26 (1)6;	24 (1 и	24(1) г, (15) 6; 25 (1) б,д; 26(1)6, е; 34а, 6, г	24 (1 и	196;	196;	196;	196;	(9 и 10) г;	(13) г; 25(10 и 11)6, в, (13) г; 27(4 и 5) д; 35а	25(11 и
	35а; 36а, в	36а, в	15) г; 25(1) б; 26 (1) б, д; 346, г; 36а, в		2) г, (15) 6; 25(1 и 2) 6, д; 26 (1) а, (2) 6, д, е; 27 (1) д, е; 33а; 34а, 6, г; 36а	24 (2) г, д; 25 (2) 6, в; 26 (2) а; 27(1)д,е; 33а; 34а, 6, г	24 (3 и 4) 6, д; 25 (3 и 4) 6, в; 26 (3 и 4) '6, в; 27 (2) д, е; 33а; 34а, 6, г	24 (4 и 5) 6, д; 25 (4 и 5) 6, в; 26(4)6, в, (5) 6, д, е; 27 (2) в, ж, (3) в; 336; 34а, 6, г	21 (5— 7) 6, д, (8) г, д; 25 (5- 8) 6, в; 26(5 и 6) 6, д, е; 27 (3) в; 336; 346, г	(11)6; 25 (8 — 10)6, в; 27 (3) в, ж, (4) д; 316		13) 6, в, (14) г; 27(5 и 6) д; 35а
355
Продолжение табл. 73
сл
Условные обозначения измерительных средств и условий измерения из табл. 59 для интервалов размеров в мм
1 № по пор.] из табл. 4	Св. 1 до 3	Св. 3 до 6	Св. 6 до 1 0	Св. 10 ДО 18	Св. 18 до 30	Св. 3 0 до 50	Св. 50 до 80	Св. 80 до 120	Св. 120 до 180	Св. 180 до 260	Св. 260 до 3 60	Св. 36 0 до 500
6	3 9 9а; 106; 116; 17а; 186; 24(1 и 15) г; 25(1)6,д; 26(1)6, е; 34а, б, г; 36в	3,5 12 9а; 10а; 116; 186; 24(1) г, (15)6; 25(1)6,д; 26(1)6, е; 34а, 6, г	4 14 5л; 6д; 9а; 10а; Па; 12в; 186; 196; 21 (1) г, (15) 6; 25(1)б,д; 26(1), а; 27 (1)д, е; 33а; 34а, 6,г	5,5 18 5л; 6д; 10а; Па; 126; 186; 196; 24(1 и 15) а; 25(1) а; 26(1) а; 27 (1)д, е; 33а; 34а, 6, г, 37г	6 21 5л; 6д; 10а; Па; 126; 18а; 196; 24(1 и 15) а, (2) 6, в; 25(1 и 2) а; 26 (1 и 2) а; 27(1)д, е, ж; 33а; 34а, 6, г; 37г; 38в	7,5 25 5к; 6д; На; 126; 18а; 19а; 24 (2) а; 25 (2) а; 26 (2)а; 27(1)д, е, ж; 33а; 34а, 6, в; 37г; 38в	9 30 5и; 6г; Па; 126; 18а; 19а; 24(3 и 4) 6, в; 25(3), а, (4) 6, в; 26(3) а, (4)6, в; 27 (2) в, ж; 33а; 34а, 6, в; 38в	10,5 35 5и; 6г; Па; 126; 18а; 19а; 24(4 и 5) 6, в; 25(4 и 5) 6, в; 26(4 и 5) 6, в; 27(2 и 3) в, ж; 33а; 34а, 6, в; 386	12 40 5и; 6г; Па; 12а; 18а; 19а; 24(5 и 8)6, в; 25(5— 8) 6, в; 26 (5 и 6)6, в; 27 (3) в, г; 33а; 34а, 6, в; 386	13 45 5и; 6в; 10а; Па; 12а; 24 (8— 11)6, в; 25 (8- 11)6, в; 27 (3) в, г, (4) в; 34а, б	15 50 5и; 6в; 24(11 — 13)6, в; 25(10, 11 и 13) 6, в; 27 (4 и 5) в	18 60 5и; 6в; 24(13 и 14)6, в; 25(11 — 14)6, в; 27(5 и 6) в
Продолжение табл. 73
ъы
Условные обозначения измерительных средств и условий измерения из табл. 59 для интервалов размеров в мм
№ по пор. 1 из табл. 4	Св. 1 до 3	Св. 3 до 6	Св. 6 до 10	Св. 10 до 1 8	Св. 18 до 30	Св. 3 0 до 50	Св. 50 до 80	Св. 80 до 120	Св. 120 до 1 80	Св. 180 до 260	Св. 260 до 360	Св. 360 до 500
7	3,5 14 9а; 10а; 116; 186; 24 (1) г, (15) б; 25(1) б, д; 26(1)6, е; 34а, б, г	4J5 18 5л; 6д; 10а; На; 12в; 186; 196; 24(1) г, (15) в; 25(1) а; 2п (1) а; 27(1) д, е; 33а; 34а, 6, г	5 22 5л; 6д; 10а; На; 12а; 18а; 196; 24 (1) 6, д, (15) а; 25(1) а; 26(1) а; 27(1)д, е; 33а; 34а, 6, г	7 27 5к; 6д; 10а; На; 126; 18а; 19а; 24(1 и 15) а; 25 (1) а; 26(1) а; 27(1)д, е, ж; 33а; 34а, 6, в; 37в, ж; 38в, е	8 33 5к; Па; 126; 18а; 19а; 24(1, 2 и 15) а; 25(1 и 2) а; 26(1 и 2) а; 27(1)д, е, ж; 33а; 34а, 6, в; 37в, ж; 38в, е	10 39 5и; 6г; На; 12а; 18а; 19а; 24 (2) а; 25 (2) а; 26 (2) а; 27 (1) в, г; 33а; 34в; 376; 386, е	11 46 5з; 6в; 12а; 18а; 19а; 24 (3) а, (4)6, в; 25 (3 и 4) а; 26 (3 и 4) а; 27 (2) в, г; 33а; 34а, в; 386	14 54 5е; 66; 12а; 18а; 19а; 24 (4 и 5) а; 25 (4 и 5) а; 26 (4) а, (5) в; 27 (2) 6, (3) в, г; 33а; 34а, в; Г86	16 63 5г; 66; 12а; 18а; 19а; 24 (5 и 6) а, (7) в, (8)6, в; 25 (5 и 6) а, (7 и 8) 6, в; 26 (5 и 6) в; 27 (3) 6; 33а; 34а, в; 386	18 73 5г; 66; 12а; 24 (8—11) 6, в; 25 (8— 10)6, в; 27 (3) 6, (4) в; 34а	21 84 56; 66; 24(11 — 13)6, в; 25(10, 11 и 13)6, в; 27(4 и 5) в; 34а	24 95 56; 66; 24(13 и 14)6, в; 25(11 — 14)6, в; 27 (5 и 6) в
358
Продолжение таСл. 73
Условные обозначения измерительных средств и условий измерения из табл. 59 для интервалов размеров в мм
Ас по пор. из табл. 4	Св. 1 до 3	Св. 3 до 6	Св. 6 до 10	Св. 1 0 ДО 18	Св. 18 до 3 0	Св. 30 до 50	Св. 50 до 80	Св. 80 до 1 20	Св. 120 до 180	Св. 1 80 до 260	Св. 260 до 360	Св. 360 до 500
8	5 20 5л; 6д; 10а; На; 126; 18а; 196; 24(1)6, д, (15) а; 25 (1) а; 26 (1) а; 27 (1) д, е; 33а; 34а, 6, г; 37г	6 25 5к; 6д; 10а; Па; 126; 18а; 19а; 24(1 и 15) а; 25(1) а; 26(1) а; 27 (1) д, е; 33а; 34а, 6, в; 37в, ж; 38в, е	7 30 5к; 6д; На; 126; 18а; 19а; 24 (1 и 15) а; 25(1) а; 26(1) а; 27(1)д, е, ж; 33а; 34а, 6; 37в, ж; 38в, е	9 35 5и; 6г; На; 12а; 18а; 19а; 24 (1 и 15) а; 25 (1)а; 27(1) в, г; 34в; 376, ж; 386, е	11 45 5з; 6г; 12а; 18а; 19а; 24(1 и 2) а; 25(1 и 2) а; 27 (1) в, г; 34в; 376, е; 386, д	12 50 5з; 66; 12а; 18а; 19а; 24(2)а; 25 (2) а; 27(1)6; 34в; 376; 386, д	15 60 5г; 66; 12а; 19а; 24 (3 и 4) а; 25 (3 и 4) а; 26 (3 и 4) а; 27 (2) 6; 386	18 70 56; 6а; 12а; 18а; 19а; 24 (4 и 5) а; 25 (4 и 5) а; 26 (4) а; (5) 6, в; 27 (2) а; (3)6; 33а; 38а	20 80 56; 66; 12а; 24 (5— 7) а, (8)6, в; 25 (5— 7) а, (8)6, в; 26 (5) а, (6) 6, в; 27 (3) 6; 33а; 38а	22 90 56; 66; 12а; 24 (8) а; (9- 11)6, в; 25 (8) а, (9 и 10)6, в; 27 (3) а, (4) в; 34а	25 100 56; 66; 24(11 и 13)6, в; 25(10, 11 и 13) 6, в; 27 (4 и 5) в; 34а	30 120 56; 66; 24(13 и 14)6, в; 25(11 — 14)6, в; 27(5 и 6) в; 34а
ПроДоЛжёнхё табл. 73
Условные обозначения измерительных средств и условий измерения из табл. 59 для интервалов размеров в мм
I № по пор. 1 из табл. 4	Св. 1 до 3	Св. 3 до 6	Св. 6 до 10	Св. 10 До 1 8	Св. 18 до 30	Св. 30 до 50	Св. 50 до 80	Св. 80 до 120	Св. 120 до 180	Св. 180 до 260	Св. 260 до 360	Св. 360 до 500
9	7	8	10	12	14	17	20	23	27	30	34	38
	33	40	50	60	70	85	100	115	135	150	170	190
	5к; 6д; 10а; Па; 126; 18а; 19а; 24(1 и 15) а; 25 (1) а; 26(1) а; 27(1)д, е, ж; 33а; 34в; 37в, ж; 38в, е	5к; 6г; На; 126; 18а; 19а; 24(1 и 15) а; 25 (1) а; 26 (1) а; 27(1) в, ж; 33а; 34в; 37в, ж; 28в, е	5з; 6г; 12а; 18а; 19а; 24(1 и 15) а; 27 (1) в, г; 34в; 376, е; 386, д	5е; 66; 12а; 18а; 19а; 24(1) а; 27(1)6; 34в; 376, е; 386, д	5г; 6а; 12а; 19а; 24(1 и 2) а; 27(1)6; 376, е; 386, д	56; 6а; 12а; 24 (2) а; 27 (1) а; 37а; 28а, г	5а; 6а; 12а; 24(3 и 4) а; 25(3 и 4) а; 27 (2) а; 38а	5а; 6а; 12а; 24 (4 и 5) а; 25 (4 и 5) а; 26 (4 и 5) а; 27 (2 и 3) а; 38а	5а; 6а; 24(5— 8) а; 25 (5- 8) а; 26 (5 и 6) а; 27 (3) а; 28а	5а; 6а; 24 (8— 11) а; 25 (8 - Ю) а; 27 (3)а, (4) в	5а; 6а; 24(11 и 12) а, (13)6, в; 25 (10) а, (11 и 13)6, в; 27 (4 и 5) в	5а; 6а; 24(13 и 14) б, в; 25(11 — 14)6; 27(5 и 6) в; 34а
00
Продолжение табл. 73
00
о
©
Условные обозначения измерительных средств и условий измерения из табл. 59 для интервалов размеров в мм
№ по пор. из табл. 4	Св. 1 до 3	Св. 3 до 6	Св. 6 до 1 0	Св. 10 до 18	Св. 18 до 3 0	Св. 30 до 50	Св. 50 до 80	Св. 80 до 1 20	Св. 120 до 1 80	Св. 180 до 260	Св. 260 до 360	Св. 360 до 500
10	8	10	12	14	17	20	24	_28	32	37	43	50
	40	48	58	70	84	100	120	140	160	185	215	250
	5к; 6г;	5з; 6г;	5е; 66;	5г; 6а;	56; 6а;	5а; 6а;	5а; 6а;	5а; 6а;	5а; 6а;	5а; 6а;	5а; 6а;	5а; 6а;
	Па; 126;	12а; 18а;	12а; 19а;	12а; 19а;	12а;	24 (2) а;	24 (3 и	24 (4 и	24 (5-	24 (8—	24(11 —	24(13 и
	18а; 19а;	19а;	24(1) а;	24 (1)а;	24(1 и	27 (1) а;	4) а; 27 (2) а;	5) а; 25 (4 и	8) а; 25(5—	1 О а; 25(8—	13) а; 25(10, 11	14) а;
	24(1 и	24(1 и	27(1)6;	27(1)6;	2) а; 27(1) а; 37а, д; 28а, г	37а;						25(11 —
	15) а; 25 (1) а; 26(1) а; 27(1) в, ж; 33а; 34в; 37в, ж; 38в, е	15) а; 27(1) в, г; 34в; 376, е; 386, д	34в; 376, е; 386, д	376, е; 386, д		28а, г	38а	5) а; 26 (4 и 5) а; 27(2 и 3) а; 38а	8) а; 26 (5 и 6) а; 27(3) а; 38а	Ю) а; 27 (3) а, (4) в	и 13) а; 27 (4) а, (5) в	14) а; 27 (5) а, (6) в; 34а
и	12	16	20	24	28	34	40	45	52	60	65	75
	60	80	100	120	140	170	200	230	260	300	340	380
	5е; 66;	5а; 6а;	5а; 6а;	5а; 6а;	5а; 6а;	5а; 6а;	5а; 6а;	5а; 6а;	5а; 6а; 24 (5 и	5а; 6а;	5а; 6а; 24(11 —	5а; 6а;
	12а; 19а;	12а;	24(1) а;	24(1) а;	24(1 и	24 (2) а;	24(3 и	24(4 и		24 (8—		24(13 и
	24(1) а;	24(1) а;	37а, д;	27(1) а;	2) а; 27 (1) а; 37а, д; 38а, г	27(1) а;	4) а;	5) а;	8) а;	П) а;	131 а; 25 (10, 11 и 13) а; 27(4 и 5) а	14) а;
	27(1)6; 376, е; 386, д	27(1) а; 37а, д; 38а, г	38а, г	37(1) а; д; 38а, г		38а, г	27(2)а	27 (2 и 3) а	27 (3) а	' 25 (8— Ю) а; 27 (3 и 4) а		25(11 — 14) а; 27 (5 и 6) а
Продолжение табл. 73
12 Зак. 373
Условные обозначения измерительных средств и условий измерения из табл. 59 для интервалов размеров в мм
№ по пор. 1 из табл. 4	Св. 1 до 3	Св. 3 до 6	Св. 6 до 1 0	Св. 10 ДО 1 8	Св. 18 до 3 0	Св. 30 до 50	Св. 50 до 80	Св. 80 до 1 20	Св. 120 до 180	Св. 180 до 260	Св. 260 .до 360	Св. 360 до 500
12	24 120 5а; 6а; 24(1) а; 27(1) а; 37а, д; 38а, г	32 160 5а; 6а; 27(1) а; 27(1) а	40 200 5а; 6а; 24(1) а; 27(1) а	48 240 5а; 6а; 24(1) а; 27 (1)а	55 280 5а; 6а; 24(1 и 2) а; 27(1) а	70 340 5а; 6а; 24 (2) а; 27(1) а	80 400 5а; 6а; 24 (3 и 4) а; 27 (2) а	90 460 5а; 6а; 24 (4 и 5) а; 27(2 и 3) а	105 530 1	120 600 1	130 680 1	150 760 1
13	50 250 5а; 6а; 24(1) а; 27(1) а	60 300 5а; 6а; 27(1) а; 27(1) а	70 360 5а; 6а; 24(1) а; 27(1) а	85 430 1	105 520 1	125 620 1	150 740 1	170 870 I; 2	200 1000 1; 2	220 1150 2	260 1350 2	300 1550 2
14	80 400 1	95 480 1	120 580 1	140 700 1	160 840 1; 2	200 1000 2	240 1200 2	280 1400 2	320 1600 2	380 1900 2	420 2200 2	500 2500 2
15	120 600 1	150 750 1; 2	180 900 2	220 1100 2	260 1300 2	320 1600 2	380 1900 2	420 2200 2	500 2500 2	560 2900 2	630 3300 2	750 3800 2
Таблица 74
GO
8
Измерительные средства для контроля внутренних размеров в зависимости от точности их изготовления
Условные обозначения измерительных ср.дств и условий измерения из табл. 68 для интервалов размеров в мм
Лр? по по из табл.	Св. 1 до 3	Св. 3 до 6	Св. 6 ДО 10	Св. 10 до 1 8	Св. 18 до 3 0	Св. 30 до 50	Св. 50 до 8 0	Св. 80 до 120	Св. 120 до 180	Св. 180 до 260	Св. 2G0 до 360	Св. 360 до 500
1	0,5 1,5	0,7 2	0,7 2	0,7 2	0,7 2	1 3	1 3	1,5 4	2 5	2 6	2,5 7	3^ 8
2	9,7 2	1 3	1 3	1 3 7г	1,5 4 7а—г	1,5 4 7а, г	2 5 76, в, г	2 6 76, в, г	2,5 7 7г	3 9 7в, г	4 11 7г	4,5 13 7г
3	1,5 4	1,5 4 6д	1,5 4 6д; 8а	2 6 6в, д; 7а—г; 8а, б,д	2 6 7а—г; 8а, д	2,5 6 6д; 7а—г; 8а, б, д, е	3 8 7а—г; 8а, б, д	3 9 7а—г; 8а, б, д	4 11 7в, г, д	4,5 13 76, в, г	5 15 7в, г	6 18 7в, г
4	1,6 4	2 5 6в, д	2 6 6в, д; 8а, б, д	3 8 5в, г; 6а—е; 7а—г; 8а—в, д—ж	3 9 6д; 7а—г; 8а—в, д, е	4 11 5в—г; 6а, в. д, е; 8а—в, д—ж; 7а—г	4,5 13 5в; 7а—г; 8а—в, Д—ж	5 15 5в; 7а—г, д; 8а—з	6 18 7а—г	7 20 5а—г; 7а—г	7,5 22 76—г	9,0 25 7а—г
5	2 6	2,5 8 6в, л, е	3 9 5в—г; 6а—е; 8а—в; д—ж	3,5 11 5в—г; 7а—г; 6а—г; 8а—в; д—ж	4 13 5в—г; 7а—г; 6а, в, д, е; 8а—в, д—ж	5 16 4к, 5а—г; 6а—е; 8а—з	6 19 4к; 5а—г; 7а—г; 8а—з	7 22 4з—к; 5а—г; 7а—г; 8а—з; 10	7,5 25 4к; 5а—г; 7а—г; 10	8 27 4к; 5а—г; 7а—г	9 30 5а; 7а—г;	10 35 5а, в, г; 7а—г
Продолжение табл. 74
1 № по пор. | из табл. 4		Условные обозначения		измерительных средств и условий измерения из табл. 68					> для интервалов размеров в мм			
	Св. 1 до 3	Св. 3 До 6	Св. 6 До 10	Св. 10 До 18	Св. 18 до 3 0	Св. 30 до 50	Св. 50 до 80	Св. 80 до 120	Св. 120 до 1 80	Св. 180 до 260	Св. 260 до 360	Св. 360 до 500
с	3	3,5	4	5,5	6	7,5	9	10,5	12	13	15	18
о	9	12	14	18	21	25	30	35	40	45	50	60
		6а—е	4к; 5а, в, г; 6а—е; 8а—в, д—ж	4з, к, л; 5а—г; 6а—е; 7а—г; 8а—з	4з, к; 5а—г; 6а—е; 7а—г; 8а—з; 10	4г, е, з—к; 5а—г. 6а—е; 7а—г, 8а—з; 96; 10	4е, з, к; 5а—г; 7а—г; 8а—з; 9а, б; 10	4г, е, з—л; 5а—г; 7а—г; 36; 8а—з; 9а, б; 10	4е, з—к; 5а—г; 7а—г; 9а, б; 10	4г, е, з—к; 5а—г; 7а—г	4е, з—к; 5а—г; 7а—г	4г—л; 5а—е; 7а—г
7	3,5	4,5	5	7	8	10	11	14	16	18	21	24
	14	18	22	27	33	39	46	54	63	73	84	95
		6а—е	4з, к, л; 5а—г; 6а—е; 8а—з	4г, е—л; 5а—г; 6а—е; 7а—г; 8а—з; 9а, б; 10	4г, е, з—к; 5а—г, 6а—е; 7а—г; 8а—з; 9а, б; 10	4г—л; 5а—г; 6а—е; 7а—г; 8а—з; 9а. б; 10	4г, е, . з—к; 5а—г, 7а—г; 36; 8а—з; 9а, б; 10	4г—л; 5а—г; 7а—г; 36; 8а—з; 9а, б; 10	4г—л; 5а—г; 7а—г; 36; 9а, б; 10	4а, г, л; 5а—г; 7а—г; 36	4г—л; 5а—г; 7а—г; 36	4а, б, г—л; 5а—г; 7а—г; 36
8	5	6	7	9	11	12	15	18	20	22	25	30
	20	25	30	35	45	50	60	70	80	90	109	120
		6а—е; 10	4г, е—л; 5а—г; 6а—е; 8а—з; 9а, б; 10	4г—л; 5а—г; 6а—е; 7а—г; 8а—з; 9а. б; 10	4г—л; 5а—г; 6а—е; 7а—г; 8а—з; 9а, б; 10	4а, г—л; 5а—г; 6а—е; 7а—г; 8а—з; 9а,б;'1О	4г—л; 5а—г; 7а—г; За, б; 8а—з; 9а, б; 10	4а, б, е—л; 5д—е; 7а—г; За, б; 8а—з; 9а, б; 10	4а, б, г—л; 5а—г; 7а—г; За, б; 9а, б; 10	4а, б, г—л; 5а—г; 7а—г; За, б	4а, б, г—л; 5а—г; 7а—г; 36	4а—л; 5а—г; 7а—г; За, б
8
Продолжение табл. 74
О* -		Условные обозначения измерительных средств и условий измерения из табл. 68 для интервалов размеров в мм										
№ по г из таб;	Св. 1 до 3	Св. 3 До 6	Св. 6 до ю	Св. 10 до 18	Св. 18 до 3 0	Св. 30 до 50	Св. 50 до 8 0	Св. 80 до 12 0	Св. 120 до 180	Св. 180 до 260	Св. 260 до 360	Св. 360 до 500
9	7 33 9а. б; 10	8 40 6а—е; 9а, б; 10	10 50 4а, г—л; 5а—г; 6а—е; 8а—з; 9а, б; 10	12 60 4а—л; 5а—г; 6а—е; 7а—г; 8а—з; 9а, б; 10	14 70 4а, б, г—л; 5а—г; 6а—е; 7а—г; 8а—з; 9а, б; 10	17 85 4а—л; 5а—г; 6а—е; 7а—г; 9а, б; 10	20 100 4а, б, г—л; 5а—г; 7а—г; За, б; 9а, б; 10	23 115 4а—л; 5а—г; 7а—г; За, б; 9а, б; 10	27 135 4а—л; 5а—г; 7а—е; За, б; 9а, б; 10	30 150 4а—л; 5а—г; 7а—г; За, б	34 170 4а—л; 5а—г; 7а—г; За, б	38 190 4а—л; За, б
10	8 40 9а, б; 10	10 48 6а—е; 9а, б	12 58 4а—л; 5а—г; 6а—е; 8а—з; 9а, б; 10	14 70 4а—л; 5а—г; 6а—е; 7а—г; 9а—б; 10	17 84 4а—л; 5а—г; 6а—е; 7а—г; 9а, б; 10	20 100 4а—л; 5а—г; 6а—е; 7а—г; 9а, б; 10	24 120 4а—л; 5а—г; 7а—г; За, б; 9а, б; 10	28 140 4а—л; 5а—г; 7а—г; За, б; 9а, б; 10	32 160 4а—л; 5а—г; 7а—г; За, б; 9а, б; 10	37 185 4а—л; 5а—г; За, б	43 215 4а—л; За, б;	50 250 4а—л; За, б
11	12 60 9а, б; 10	16 80 9а, б; 10	20 100 4а—л; 5а—г; 9а, б; 10	24 120 4а—л; 5а—г; 9а, б; 10	28 140 4а—л; 5а—г; 6а—е; 9а. б; 10	34 170 4а. г—л; 5а—г; 6а—е; 9а, б; 10	40 200 4а—л; 5а—г; За. б; 9а, б; 10	45 230 4а—л; За, б; 9а, б; 10	52 260 • 4а—л; За—б; • 9а, б; 10	60 300 4а—л; За, б	65 340 4а — л; За, б	75 380 4а—л; За, б
Продолжение табл. ?ц
Jv> по пор.» из табл. 41	Условные обозначения измерительных средств и условий измерения из табл. 68 для интервалов размеров в мм											
	Св. 1 до 3	Св. 3 ДО 6	Св. 6 до 1 о	Св. 10 до 1 8	Св. 18 до 30	Св. 30 до 50	Св. 50 до 8 0	Св. 8 0 до 120	Св. 120 до 180	Св. 180 до 260	Св. 260 до 360	Св. 360 до 500
12	24	32	40	48	55	70	_?2_	90	105	120	130	150
	120	160	200	240	280	340	400	460	530	600	680	760
	9а, б; 10	9а, б; 10	4а—л; 5а—г; 9а, б; 10	4а—л; 5а—г; 9а, б; 10	4а—л; 9а, б; 10	4а—л; 9а, б; 10	4а—л; За, б; 9а, б; 10	4а—л; За, б; 9а, б; 10	4а—л; За, б; 9а, б; 10	4а—л; За, б	4а—л; За; б	4а—л; За, б
13	50	60	70	85	105	125	150	170	200	220	260	300
	250	300	360	430	520	620	740	870	1000	1150	1350	1550
	9а, б; 10	9а, б; 10	4а—л; 9а, б; 10	4а—л; 9а, б; 10	4а—л; 9а, б; 10	4а—л; 9а, б; 10	4а—л; За, б; 9а, б; 10	4а—л; 2; За, б; 9а. б; 10	4а—л; 2; За, б; 9а, б; 10	4а—л; 2; За, б	4а—л; 2; За, б	4а—л; 1; 2; За, 6
14	80	95	120	140	160	200	240	280	320	380	420	500
	400	480	580	700	840	1000	1200	1400	1600	1900	2200	2500
	9а, б; 10	9а, б; 10	4а—л; 9а, б; 10	4а—л; 2; 9а, б; 10	4а—л; 2; 9а, б; 10	4а—л; 1; 2; 9а, б; 10	4а—л; 1; 2; За, б; 9а, б; 10	4а—л; 1; 2; За ,6; 9а, б; 10	4а—л; 1; 2; За, б; 9а, б; 10	4а—л; 1; 2; За,б	За, б; 4а—л; 1; 2;	4а—л; 1; 2; За, б
15	120	150	180	220	260	320	380	420	500	560	630	750
	600	750	900	1100	1300	1600	1900	2200	2500	2900	3300	3800
	9а, б; 10	9а, б; 10	4а—л; 9а, б; 10	4а—л; 1; 2; 9а, б; 10	4а—л; 1; 2; 9а,б; 10	4а—л; 1; 2; 9а, б; 10	4а—л; 1; 2; За. б; 9а, б: 10	4а—л; 1; 2; За, б; 9а, б; 10	4а—л; 1; 2; За, б; 9а, б; 10	4а—л; 1; 2; За, б	4а—л; 1; 2; За, б	4а—л; 1; 2; За, б
365
Таблица 75
W
Oi
Измерительные средства для контроля погрешностей геометрическдй формы в зависимости от точности изготовления
। № по nop.i из табл. 4|	Условные обозначения измерительных средств и условий измерения из табл. 59 для интервалов размеров в мм											
	Св. 1 до 3	Св. 3 до 6	Св. 6 до 10	Св. 1 0 до 18	Св. 18 до 30	Св. 3 0 до 50	Св. 50 до 80	Св. 80 до 120	Св. 1 2 0 до 180	Св. 1 80 до 260	Св. 260 до 360	Св. 360 до 500
1	0,5	0,7	0,7	0,7	0,7	1,0	1,0	1,5	2,0	2,0	2,5	3,0
	1,5	2	2	2	2	3	3	4	5	6	7	8
	14в; 15в; 16д; 20к; 23в	15в; 16д; 20и; 23в	15в;16д; 20и;23в	15в; 16д; 20и; 23в	15в; 16д; 20и; 23в	9д; 15в; 16г; 20з; 23в	9д; 15в; 16г; 20з; 23в	9д; Юд; 16г; 17г; 20ж	9д; Юд; 12и; 17г; 18е; 20ж	20ж	20ж	20ж
2	0,7	1,0	1,0	1,0	1,5	1,5	2,0	2,0	2,5	3,0	4,0	4,5
	2	3	3	3	4	4	5	6	7	9	11	13
	15в; 16д; 20и; 23в	9д; 15в; 16г; 20з; 23 в	9д; 15в; 16г; 20з; 23в	9д; 15в; 16г; 20з; 23в	9г; Юд; 16г; 17г; 20ж	9г; Юд; 16г; 17г; 20ж	9г; Юг; 12и; 17г; 18е; 20ж	9д; Юд; 12и; 17г; 18е; 20ж	9г; Юг; Иж; 12з; 18е	20ж	20ж	20ж
3	1,5	1,5	1,5	2,0	2,0	2,5	3,0	3,0	4,0	4,5	5,0	6,0
	4	4	4	6	6	7	8	9	11	13	15	18
	9г; Юд; 11г; 17г; 20 ж	9г; Юд; 16г; 17г; 20ж	9г; 10д; 16г; 17г; 20ж	9г; Юг; 12и; 17г; 18е; 20ж	9г; Юг; 12и; 17г; 18е; 20 ж	9г; Юг; 11 ж; 12з; 18е	9г; Юг; Нд; 12з; 18д	9г; Юг; Н д; 12з; 18д	9г; Юг; Нд; 12ж; 18г; 19г	5с; 6з	7е; 8е	7е; 8в, е
4	1,5	2,0	2,0	3,0	3	4,0	4,5	5,0	6,0	7,0	7,5	9,0
	4	5	6	8	9	11	13	15	18	20	22	25
	9г; 10д; 17г; 20ж	9г; Юг; 12и; 17г; 18е; 20ж	9г; Юг; 12и; 17г; 18с; 20ж	9г; Юг; Нд; 12з; 18д	9г; Юг; Нд; 12з; 18д	5с; 6з; Нд; 12ж; 18г; 19г	5с; 6з; Иг; 12ж; 18г; 19г	5с; 6з; 7е; 8е; 11г; 12ж; 18г; 19в	5с; 6з; 7е; 8в, е; 11г; 12ж; 18г; 19в	5р; 6з; 7в, д; 86, д; Нг	5с; 6з; 76, д; 86, д	5с; 6з; 76, д; 86, д
Продолжение табл. 75
ex'* ё5		Условные обозначения измерительных средств и условий измерения						из табл. 59 для интервалов размеров в мм				
о £2 о. pj < S	Св. 1 до 3	Св. 3 до 6	Св. 6 до 10	Св. 1 0 до 18	Св. 18 до 30	Св. 30 до 50	Св. 50 до 80	Св. 80 до 120	Св. 1 20 до 180	Св. 1 8 0 до 260	Св. 2 6 0 до 360	Св. 360 до 500
5	2,0	2,5	3,0	3,5	4,0	5,0	6,0	7,0	7,5	8,0	9,0	10,0
	6	8	9	11	13	16	19	22	25	27	30	35
	9г; Юг; 12и; 17г; 18е; 20ж	9г; Юг; Не; 12з; 18е	9г; Юг; Нд; 12з; 18д	Юг; 11д; 12з; 18д	5с; 6з; Нд; 12ж; 18г; 19г	5с; 6з; 7е; 8е; Иг; 12ж; 18г; 19в	5с; 6з; 7д; 8в, е; Нг; 12е; 18г; 19в	5р; 6з; 7д; 86, д; 11г; 12е; 18г; 19в	5р; 6з; 76, д; 86, д; Нг; 12е; 18г; 19в	5р; 6з; 76, д; 86, д; Нг	5р; 6ж; 76, д; 86, д	5р, 6ж; 76, д; 86, д
6	3,0	3,5	4,0	5,5	6,0	7,5	9,0	10,0	12	13	15,0	18
	9	12	14	18	21	25	30	35	40	45	50	60
	9г; Юг; Ид; 12з; 18д	Юг; Ид; 12з; 18д	5с; 6з; 11 д; 12ж; 18г; 19г	5с; 6з; 7е; 8е; Иг; 12е; 18г; 19в	5с; 6з; Нг; 12е; 18г; 19в	5р; 6з; 76, д; 86, д; Иг; 12е; 18г; 19в	5р; 6ж; 76, д;8б,д; Нг; 12д; 19в	5п; 6ж; 76, д; 86, д; 12д	5о; бе; 76, г; 86, г; Нг; 12д	5н; бе; 76, г; 8а, г; 12д	5н; бе; 7а, г; 8а, г	5н; бе; 7а, г; 8а, г
7	3,5	4,5	5,0	7,0	8,0	10,0	11,0	14,0	16,0	18,0	21,0	24,0
	14	18	22	27	33	39	46	54	63	73	84	95
	Юг; 11д; 12з; 18д	5с; 6з; 11г; 12ж; 18г; 19г	5с; 6з; 11г; 12ж; 18г; 19в	5р; 6з; 7д; 86, д; 11г; 12е; 18г; 19в	5р; 76, д; 86, д; Нг; 12д; 18г; 19в	5п; 6ж; 76, д; 86, д; 12д; 19в	5о; бе; 76, д; 8д; 12д	5н; бе; 7а, г; 8а, г; 12д	5м; бе; 7а, г; 8а, г; 12д	5м; бе; 7а, г; 8а, г; 12д	5м; бе; 7а, г; 8а, г	5м; бе; 7а, г; 8а, г
8	5,0	6,0	7,0	9,0	11,0	12,0	15,0	18,0	20,0	22,0	25,0	30,0
	20	25	30	35	45	50	60	70	80	90	100	120
	5с; 6з; 7е; 8е; 11г; 12ж; 18г; 19в	5с; 6з; 11г; 12е; 18г; 19в	5р; 6з; 7д; 86, д; 11г; 12е; 18г; 19в	5п; 6ж; 76, д; 86, д; 11г; 12д; 19в	5о; бе; 76, д; 86, д; 12д	5о; бе; 76, г; 86, г; 12д	5н; бе; 7а, г; 8а, г; 12д	5м; бе; 7а, г; 8а, г	5м; бе; 7а, г; 8а, г	5м; бе; 7а, г; 8а, г	5м; бе; 7а, г; 8а, г	5м; бе; 7а, г; 8а, г
367
Продолжение табл. 75
00
hr -irgi rdcn		Условные обозначения измерительных средств и условий					измерения	из табл. 59 для интервалов размеров в мм				
№ пс из тс	Св. 1 до 3	Св. 3 до 6	Св. 6 до 1 0	Св. 1 0 до 18	Св. 18 до 30	Св. 3 0 до 50	Св. 50 до 80	Св. 80 до 120	Св. 1 20 до 180	Св. 18 0 до 260	Св. 2 6 0 до 360	Св. 360 до 500
9	7	8	10	12	14	17	20	23	27	30	34	38
	33	40	50	60	70	85	100	115	135	150	170	190
	5р; 7д; 86, д; 11г; 12е; 18г; 19в	5р; 76, д; 86, д; 11г; 12д; 18г; 19в	5п; 6ж; 76, д; 86, д; 12д;19в	5о; бе; 76, г; 86, г; 12д	5м; бе 7а, г; 8а, г; 12д	5м; бе; 7а, г; 8а, г	5м; бе; 7а, г; 8а, г	5м; бе; 7а, г; 8а, г	5м; бе; 7а, г; 8а, г	5м; бе; 7а, г; 8а, г	5м; бе; 7а, г; 8а, г	5м; бе; 7а, г; 8а, г
10	8	10	12	14	17	20	24	28	32	37	43	50
	40	48	58	70	84	100	120	140	160	185	215	250
	5р; 76, д; 86, д; 11г; 12д; 18г; 19в	5и; 6ж; 76, д; 86, д; 12д; 19в	5о; бе; 76, г; 86, г; 12д	5н; бе; 7а, г; 8а, г; 12д	5м; бе; 7а, г; 8а, г	5м; бе; 7а, г; 8а, г	5м; бе; 7а, г; 8а, г	5м; бе; 7а, г; 8а, г	5м; бе; 7а, г; 8а, г	5м; бе; 7а, г; 8а, г	5м; бе; 7а, г; 8а, г	5м; бе; 7а, г; 8а, г
11	12	16	20	24	28	34	40	45	52	60	65	75
	60	80	100	120	140	170	200	230	260	300	340	380
	5о; бе; 76, г; 86, г; 12д	5м; бе; 7а, г; 8а, г; 12д	5м; бе; 7а, г; 8а, г	5м; бе; 7а, г; 8а, г	5м; бе; 7а, г; 8а, г	5м; бе; 7а, г; 8а, г	5м; бе; 7а, г; 8а, г	5м; бе; 7а, г; 8а, г	5м; бе; 7а, г; 8а, г	5м; бе; 7а, г; 8а, г	5м; бе; 7а, г; 8а, г	5м; бе; 7а, г; 8а, г
12	24	32	40	48	55	70	80	90	105	120	130	150
	120	160	200	240	280	340	400	460	530	600	680	760
	5м; 6с; 7а, г; 8а, г	5м; бе; 7а, г; 8а, г	5м; бе; 7а, г; 8а, г	5м; бе; 7а, г; 8а, г	5м; бе; 7а, г; 8а, г	5м; бе; 7а, г; 8а, г	5м; бе; 7а, г; 8а, г	5м; бе	5м; бе	5м; бе	5м; бе	| 5м; бе
Продолжение табл. 75
Условные обозначения измерительных средств и условий измерения из табл. 59 для интервалов размеров в мм
№ по из та	Св. 1 до 3	Св. 3 до 6	Св. 6 до 1 0	Св. 1 0 до 18	Св. 1 8 до 30	Св. 30 до 50	Св. 50 до 80	Св. 8 0 до 120	Св. 1 20 до 1 80	Св. 1 80 до 260	Св. 260 до 360	Св. 360 до 500
13	50	60	70	85	105	125	150	170	200	220	260	300
		 	-		 			 —	-		  *	— . 
	250	300	360	430	520	620	740	870	1000	1150	1350	1550
	5м; бе; 7а, г; 8а; г	5м; бе; 7а, г; 8а, г	5м; бе; 7а, г; 8а, г	5м; бе	5м; бе	5м; бе	5м; бе	5м; бе	5м; бе	5м; бе	5м; бе	5м; бе
14	80	95	120	140	160	200	240	280	320	380	420	500
	 —	1				к				___	-	
	400	480	580	700	840	1000	1200	1400	1600	1900	2200	2500
	5м; бе; 7а, г; 8а, г	5м; бе	5м; бе	5м; бе	5м; бе	5м; бе	5м; бе	5м; бе	5м; бе	5м; бе	5м; бе	5м; бе
15	120	150	180	220	260	320	380	420	500	560	630	750
	 —	 	 —							-   		
	600	750	900	1100	1300	1600	1900	2200	2500	2900	3300	3800
	5м; бе	5м; бе	5м; бе	5м; бе	5м; бе	5м; бе	5м; бе	5м; бе	5м; бе	5м; бе	5м	5м
Примечания: 1. Приведенные дроби обозначают: в числителе — допустимую погрешность измерения, в знаменателе — допуск на из-
готовление.
2. Цифры в таблице характеризуют конкретные измерительные средства, а буквы — условия применения по табл. 59.
369
Таблица 76
370
Измерительные средства для контроля глубин и уступов в зависимости от точности изготовления
। № по пор.] | из табл. 4|	Условные обозначения измерительных средств и условий измерения по табл. 59 для интервалов размеров в мм											
	Св. 1 до 3	Св. 3 до 6	Св. 6 до 10	Св. 10 до 18	Св. 18 до 30	Св. 30 до 50	Св. 50 до 80	Св. 80 до 120	Св. 120 до 180	Св. 180 до 2 60	Св. 260 до 3 60	Св. 3 60 до 500
1	0,5 1,5	0,7 2	0,7 2,0	0,7 2	0,7 2	1	1	1,5	2	2	2,5	3
						3	3	4	5	6	7	8
2	0,7 2	1 3,0 366	1	1	1,5	1,5	2	2	2,5	3	4	4,5 13
			3 366	3	4 366	4 366	5 366	6 366	7	9	11	
3	1,5	1,5	1,5	2	2	2,5	3	3	4	4,5	5	6
	4 36а	4 36а	4 36а	6 36а	6 36а	7 36а	8 36а	9 36а	11	13	15	18
4	1,5 4 36а	2	2	3	3	4	4,5	5	6	7	7,5	9
		5 36а	6 36а	8 28(1) в; 36а	9 28(1) в; 36а	11 28 (2) в; 36а	13 28 (3 и 4) в; 36а	15 28 (4) в; 36а	18	20	22	25
5	2 6 36а	2,5 8 36а	3 9 28 (1) в; 36а	3,5 И 28(1) в	4	5	6	7	7,5	8	9	10 35
					13 28(1) в; (2) в; 36а	16 28 (2) в; 29в	19 28 (3 и 4) в; 29в	22 28 (4) в; 29в	25	27	30	
Продолжение табл. 76
а"* о к		Условные обозначения измерительных средств и условий измерения по табл. 59 для интервалов размеров в мм										
с5 о w Е Н £ 2	Св. 1 до 3	Св. 3 до 6	Св. 6 до 10	Св. 10 до 18	Св. 18 до 30	Св. 30 до 60	Св. 50 до 80	Св. 80 до 120	Св. 120 до 1 80	Св. 1 80 до 260	Св. 260 до 360	Св. 360 до 500
6	3 9 28 (1) в	3,5 12 28(1) в	4 14 28 (1) в; 29в	5,5 18 28(1) в; 29в	6 21 28(1) а, (2)6; 29в	7,5 25 28(2)6; 296	9 30 28 (3 и 4) б; 296	10,5 35 28 (4)6; 29в	12 40	13 45	15 50	18 60
7	3,5 14 28(1)в	4,5 18 28 (1) в 29в	5 22 28(1) в; 29в	7 27 28(1) а; 296	8 33 28(1) а, (2) 6; 296	10 39 28 (2) 6; 296	11 46 28 (3 и 4) 6; 296	14 54 28 (4) 6; 296	16 63	18 73	21 84	24 95
8	5 20 28(1)6; 29в	6 25 28(1) а; 296	7 30 28(1) а; 296	9 35 28(1) а; 296	11 45 28(1) а, (2) 6; 296	12 50 28 (2) 6; 296	15 60 28 (3 и 4) 6; 296	18 70 28 (4) 6; 29а	20 80	22 90	25 100	30 120
9	7 33 28(1) а; 296	8 40 28(1) а; 296	10 50 28(1) а; 296	12 60 28(1) а; 296	14 70 28(1) а, (2) 6; 296	17 85 28 (2) 6; 29а	20 100 28 (3 и 4) 6; 29а	23 115 28 (4) а; 29а	27 135	30 150	34 170	38 190
10	8 40 28(1) а; 296	10 48 28(1) а; 296	12 58 28(1) а; 296	14 70 28(1) а; 296	17 84 28(1)а, (2), 6; 29а	20 100 28 (2) 6; 29а	24 120 28 (3 и 4) 6; 29а	28 140 28 (4)а; 29а	32 160	37 185	43 215	50 250
371

Продолжение табл. 76
I № по пор.1 из табл. 4	Условные обозначения измерительных средств и условий измерения по табл. 59 для интервалов размеров в мм											
	Св. 1 до 3	Св. 3 до 6	Св. 6 до 10	Св. 10 до 18	Св. 18 до 30	Св. 30 до 50	Св. 50 до 80	Св. 80 до 120	Св. 120 до 180	Св. 180 до 260	Св. 260 до 360	Св. 360 до 500
11	12	16	20	24	28	34	40	45	52 260	60	65	75
	60 5е; 6а; 28(1) а; 296	80 5в; 28 (1) а; 29а	100 5а; 28(1) а; 29а	120 28 (1) а; 29а	140 28(1 и 2) а; 29а	170 28 (2) а; 29а	200 28 (3 и 4) а; 29а	230 28 (4) а: 29а		300	340	380
12	24	32	40	48	55	70	80	90	105	120	130	150
	120 5д; 6а; 28 (1) а; 29а	160 5в; 28(1) а; 29а	200 5а; 28(1)а; 29а	240 28 (1) а; 29а	280 28(1 и 2) а; 29а	340 28 (2) а; 29а	400 28 (3 и 4) а; 29а	460 28 (4) а; 29а	530	600	680	760
13	50	60	70	85	105 520 3	125	150	170	200	220	250	300 1550 	3
	250 5д; 6а; 28(1) а; 29а	300 5в; 28(1) а; 29а	360 5а; 28(1) а; 29а	430 28(1) а; 29а		625 3	740 3	870 3	1000 3	1150 3	1350 3	
14	80	95	120	140	160	200	240	280	320	380	420	500
	400 5д; 6а; 28 (1) а; 29а	480 5в; 28(1) а; 29а	580 3	700 3	840 3	1000 3	1200 3	1400 3	1600 4	1900 4	2200 4	2500 	4
15	120	150	180	220	260	320	380	420	500	560	630 2300 4	750 3800 4
	600 3	750 3	900 3	1100 3	1300 4	1600 4	1900 4	2200 4	2500 4	2900 4		
Примечания. 1. Приведении? дроби обозначают: в числителе — допустимую погрешность измерения, в знаменателе — допуск на из-
готовление.
2. Цифры в таблице характеризуют конкретные измерительные средства, а буквы — условия их применения по табл. 59.
изготовления (в знаментеле) и на погрешность измерения (в чис-
лителе). В отличие от табл. 4, в таблицах приведены цифры, ука-
зывающие условное наименование прибора, под которым он
находится в табл. 59 и 68, и буквы, которые характеризуют усло-
вия применения этих измерительных средств. В табл. 73 приве-
дены данные в отношении измерительных средств для контроля
наружных размеров, в табл. 74 — для внутренних размеров,
в табл. 75 — для контроля отклонений от правильной геометри-
ческой формы и в табл. 76 — для контроля глубин и уступов.
Необходимо указать, что приведенные в табл. 73—76 реко-
мендации не исчерпывают всех технических возможностей, кото-
рыми обладают измерительные средства, приведенные в табл. 59
и 68. Очень многие высокоточные приборы могут быть использо-
ваны для относительно грубых измерений, но такие измерения
вряд ли целесообразны. Например, контактным интерферомет-
ром можно измерить большую номенклатуру изделий. Но вряд ли
целесообразно измерять на интерферометре детали грубее 1-го
класса точности, хотя такие технические возможности и имеются.
При разработке приведенных рекомендательных таблиц было
принято условие, чтобы погрешности измерения рекомендуемыми
измерительными средствами или были равны принятым допу-
стимым погрешностям измерения или были меньше их, но не бо-
лее чем в 2 раза.
Таким образом, если в табл. 4 рекомендуется допустимая
погрешность измерения 2 мкм, то в табл. 73—76 включались
только такие измерительные средства, которые для данного раз-
мера имеют предельные погрешности измерения 2—1 мкм. Бо-
лее точные измерительные средства или более жесткие условия
измерения не рекомендуется использовать. Но это не означает,
что их использовать невозможно. Как правило, если указан ка-
кой-либо режим — условия проведения измерений, то более же-
сткие режимы также являются годными, однако их нецелесооб-
разно применять, поскольку достаточно провести измерения с бо-
лее свободными режимами.
В отдельных случаях были допущены отклонения от принято-
го правила. Например, при принятых соотношениях отдельные
значения допустимых погрешностей измерения, приведенные
в табл. 4, не были обеспечены измерительными средствами,
в этом случае в таблицу включались измерительные средст-
ва с большим запасом точности, чем 2. Было также сделано
допущение в отношении ряда простейших измерительных средств
(микрометры, скобы и т. д.). Если для одного интервала разме-
ров может применяться два или больше типоразмеров, удовлет-
воряющих по точности поставленным требованиям, то рекомен-
дуется использовать и другие типоразмеры, с большим запасом
точности. Если измерительное средство удовлетворяло постав-
ленным требованиям в отношении точности для двух или более
373
горизонтальных рядов точности, расположенных не подряд, то
оно включалось и для промежуточного ряда (с большим запасом
точности).
Некоторым отступлением от принятого правила в отношении
запаса точности являются рекомендации по поводу условий про-
ведения измерений. Если измерительное средство удовлетворяет
требованиям при нескольких возможных вариантах его использо-
вания, то в таблицах даются рекомендации только в отношении
более грубых условий проведения измерений. Естественно, что
более благоприятные условия измерения также годятся, но они
не рекомендуются, так как связаны с дополнительными затрата-
ми. В то же время, когда более благоприятные условия уже
существуют, то измерительное средство может применяться да-
же если оно не рекомендуется в таблицах.
Можно сделать заключение, что рекомендательные таблицы
ограничивают выбор наиболее грубыми измерительными средст-
вами и условиями измерения, обеспечивающими рекомендуемую
точность измерения для определенных допусков на изготовление.
При разовых измерениях можно воспользоваться и более точны-
ми измерительными средствами, но тогда при выборе измери-
тельных средств необходимо обратить внимание не только на по-
грешность измерения ими, но и на пределы измерения по шкале,
которые имеются в этих измерительных средствах.
Если метролог обнаружит, что рекомендуемые условия изме-
рения не могут быть созданы в существующем производстве, не-
обходимо, пользуясь материалом книги, оценить степень влияния
изменившихся условий и определить суммарную погрешность
измерения. При выявлении погрешности измерения определяли
ее предельное значение. В большинстве случаев реальная по-
грешность при указанных условиях будет меньше, чем приведен-
ная в таблицах. Если метролог вынужден назначать более грубый
прибор, то, оценивая составляющие погрешности измерения в кон-
кретных условиях проведения измерения он может определить
погрешность измерения для конкретных условий. Вместе с тем
необходимо иметь в виду, что больших возможностей по сокра-
щению погрешности измерения нет, поскольку при составлении
режимов измерения принималось во внимание приблизительно
равное влияние основных составляющих погрешностей измере-
ния. Например, если основными составляющими являются по-
грешности от прибора, концевых мер длины и температурных
деформаций, то класс (разряд) концевых мер длины и темпера-
турный режим подбирались таким образом, чтобы влияние каж-
дой из этих составляющих было близким к влиянию погрешности
измерительного средства. Когда отсутствуют приведенные усло-
вия и требуется определить погрешность в новых условиях, не-
обходимо обратиться к гл. IV, где указаны величины составляю-
щих погрешностей по каждому измерительному средству.
374
При выборе конкретного измерительного средства метролог
должен отдавать предпочтение тем из них, которые прежде все-
го имеются в наличии. При необходимости приобретать средства
предпочтение следует отдавать тем, которые проще по конструк-
ции, с которыми может работать оператор невысокой квалифи-
кации и для которых могут быть обеспечены оптимальные усло-
вия проведения измерения.
Б. ВЫБОР ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СРЕДСТВ ПРИ АВТОМАТИЗАЦИИ
И МЕХАНИЗАЦИИ КОНТРОЛЯ
Эти измерительные средства можно укрупненно разделить на
три группы: а) контрольные автоматы и полуавтоматы; б) при-
боры активного контроля; в) многомерные и многоместные кон-
трольные приспособления.
Измерительные средства для автоматизации и механизации
процессов контроля, за исключением приборов активного контро-
ля, которые только условно можно назвать контрольными, обыч-
но разрабатываются для конкретного вида обрабатываемых
деталей. Для этих устройств невозможно в полном объеме разра-
ботать материалы по их выбору, как это сделано для универ-
сальных измерительных средств.
При использовании измерительных средств с элементами ав-
томатизации и механизации контроля возникает ряд особенно-
стей в отношении области их применения, т. е. выбора не только
в связи с точностью применяемых регистрирующих устройств
(датчиков), но и в связи с характером производства, степенью
механизации и автоматизации, методом нормирования погреш-
ности и т. д. Указанные специфические особенности измеритель-
ных средств с метрологической точки зрения дают возможность
дать некоторые рекомендации по выбору этих измерительных
средств и по оценке погрешности измерения при их использо-
вании.
1. КОНТРОЛЬНЫЕ АВТОМАТЫ И ПОЛУАВТОМАТЫ
К контрольным автоматам относятся устройства, которые
осуществляют весь процесс измерения без участия операторов.
Полуавтоматические устройства отличаются только тем, что при
их работе присутствует оператор, производящий загрузку контро-
лируемой детали на измерительную позицию.
В связи с тем, что контрольные автоматы производят только
рассортировку деталей и не воздействует «активно» на техноло-
гический процесс изменением режимов обработки или прекра-
щением ее обработки, их называют «пассивными» автоматами.
Контрольные автоматические и полуавтоматические устройст-
ва разделяются на две группы, отличающиеся количеством сор-
375
тировочных групп, а следовательно, той ролью, которую они при-
званы выполнять в производстве. К одной группе автоматов от-
носятся такие устройства, в которых контролируемые детали
рассортировываются на годные в пределах допуска и на брако-
ванные (один или два вида). Следовательно, в этих устройствах
бывает две-три сортировочных группы. Во вторую группу авто-
матов входят устройства, в которых рассортировка производит-
ся на несколько групп годных деталей в зависимости от их раз-
мера и на две, иногда и больше групп бракованных.
а) Автоматы первой группы. По характеру эти автоматы про-
изводят, строго говоря, не рассортировку, а разбраковку деталей,
так как в действительности их основная роль заключается в от-
боре бракованных деталей. Функцию таких контрольных автома-
тов можно сравнить с функцией оператора, который производит
проверку деталей с помощью проходного и непроходного калиб-
ров. Автоматы получили название «пассивных», по степени воз-
действия на технологический процесс.
Ограниченность функций, выполняемых контрольным «авто-
матом», приводит к их малому распространению. В.первые годы
автоматизации контрольных операций появилось большое коли-
чество контрольных автоматов; однако в технической литературе
последних лет имеются сведения, что применение таких автома-
тов резко сократилось. Рационально построенный технологиче-
ский процесс должен основываться на выпуске деталей в преде-
лах допуска. При надежном устойчивом технологическом процес-
се требуется периодическое, а не постоянное наблюдение за его
состоянием, с тем чтобы своевременно принять меры для исправ-
ления настройки станка. Для выборочного контроля нецелесооб-
разно применять контрольные автоматы, — можно использовать
либо обычные универсальные измерительные средства, либо
контрольные приспособления, так как для подналадки техноло-
гического процесса нужно получить числовое значение размера
измеренной детали. Любой контрольный автомат значительно
сложнее, чем прибор или приспособление с показывающими
устройствами, и требует квалифицированного и дорогостоящего
обслуживания.
Сложность контрольных автоматов усугубляется тем, что
в некоторых из них предусматривается проверка правильности
геометрической формы деталей. Отклонение геометрической фор-
мы деталей возникает из-за неустойчивости технологического
процесса и недостаточно правильно подобранных режимов об-
работки, надо выяснять причины появления отклонений геометри-
ческой формы и ликвидировать их, а для этого контрольный ав-
томат не нужен.
Преимущество контрольных автоматов заключается в том, что
на результаты измерения ими не оказывает влияние субъектив-
ность оператора (она влияет только на погрешность настройки).
376
Если при проверке деталей операторами-контролерами в про-
изводство просачивался брак, то правильно настроенные автома-
ты значительно сокращают пропускание бракованной продукции
в годную.
Благодаря специфическим особенностям контрольных автома-
тов первой группы их применение в отдельных производствах но-
сило временный характер. На таких производствах, где требова-
ния к детали в достаточной мере обоснованы, а существующий
технологический процесс в состоянии обеспечить по качеству и
производительности выпуск годной продукции, контрольные ав-
томаты, выполняя организационную роль, «заставили» навести
•порядок. После того, как процесс оказывался налаженным, по-
требность в таких автоматах отпадала и эксплуатация их пре-
кращалась. На других производствах, где требования к деталям
в недостаточной мере обоснованы и «на всякий случай» завышены
или где технологический процесс не в состоянии обеспечить тре-
бования, предъявляемые к детали, контрольные автоматы пре-
кращали эксплуатировать, поскольку они, хотя и правильно, но
браковали большое количество деталей.
Вместе с тем в машиностроении иногда вполне целесообраз-
но применять контрольные автоматы первой группы. Ниже ука-
зано несколько случаев целесообразности их применения.
1.	По характеру технологический процесс является неустой-
чивым и не поддается надежной регулировке (например, получе-
ние деталей методом спекания, когда состояние материала и
температурные режимы, приводящие к деформации, не могут
обеспечить выпуск полностью годных деталей).
2.	Контролируемые изделия состоят из нескольких деталей,
и неудачное сочетание отклонений этих деталей может привести
к выходу одного из суммарных показателей за пределы поля до-
пуска, а устанавливать жесткие допуски на все детали для (Пре-
дотвращения случаев неблагоприятного сочетания оказывается
экономически нецелесообразным. Типичным примером таких де-
талей являются подшипники качения при контроле их по ради-
альному и торцовому биению.
3.	Когда отклонения размеров изготовляемых деталей выхо-
дят за пределы поля допуска и могут привести к авариям или
несчастным случаям. При этом вводится производственный до-
пуск, уменьшенный на величину погрешности измерения, что
предотвращает (проникновение бракованных деталей в годные.
4.	При контроле деталей сложной формы, когда эксплуата-
ционный признак определяется комплексом взаимосвязанных па-
раметров. Примером таких деталей являются зубчатые колеса
при их комплексном приемочном контроле в зацеплении с изме-
рительным колесом, погрешностью которого пренебрегают.
5.	При изготовлении нетрудоемких изделий из относительно
дешевых материалов на высокопризводительных обрабатываю-
377
щих автоматах оказывается экономически выгодным для гаран-
тирования годности всей продукции вместо снижения произво-
дительности станков устанавливать контрольный автомат (на-
пример, при изготовлении швейных иголок, где автомат отбирает
только годную продукцию).
6.	Когда контрольный автомат выполняет роль подналадоч-
ного устройства.
Приведенные в настоящей книге материалы могут быть ис-
пользованы в случае применения контрольных автоматов первой
группы. Так, табл. 4 также может быть использована для нор-
мирования погрешности измерения автоматом с теми ограниче-
ниями, о которых говорилось при разборе этой таблицы. Состав-
ляющие погрешности измерения относятся и к автоматическим
контрольным устройствам, за исключением тех, которые связаны
со шкалой отсчетного устройства или присутствием оператора.
Количество неправильно принятых и забракованных деталей
из-за погрешности измерений можно определить по табл. 3 или
графикам, показанным на рис. 5—12. Но эти данные относятся
только к одномерным измерениям, т. е. когда контролируется
один размер. Обычно контрольные автоматы являются многомер-
ными, т. е. одновременно контролируется несколько размеров.
При контроле нескольких размеров детали количество непра-
вильно принятых и неправильно забракованных деталей может
быть найдено на основе теории о сложении и умножении вероят-
ности.
Количество неправильно разбракованных деталей определяют
следующим образом. Например, пусть контролируются детали
трех размеров: Л, Б и В. При рассортировке отсутствует отдель-
ный бункер брака. Вероятность приема бракованной детали по
размеру А равна тА = 0,03 (погрешность измерения составит
30% от допуска), по размеру Б равна тБ = 0,02 и по размеру В
пгв = 0,015. Тогда вероятность неправильного принятия будет
равна сумме вероятностей неправильно принятых по каждому
размеру минус сочетание произведений вероятности неправиль-
ного принятия по каждому параметру в отдельности:
тъ = тА + тБ + тВ — тА тБтВ — тАтБ ~ тАтВ ~ тБтВ =
= 0,03 + 0,02 + 0,015 — 0,03 • 0,02 • 0,015 — 0,03 • 0,02 —
— 0,03 • 0,015 — 0,02 • 0,015 = 0,054.
Аналогичным образом определяют и количество неправильно
забракованных деталей, когда лоток брака общий:
% = Па + Пб + ПВ — ПАП^в — ПАПБ— ПАПВ — ПБПВ-
Если имеются отдельные лотки для разделения брака, то ко-
личество неправильно забракованных деталей определяют анало-
378
гичным образом, но не включают некоторые шроизведения в за-
висимости от расположения сортировочных лотков. Например,
если в рассматриваемом примере будут раздельные лотки бра-
ка и расположены они в последовательности А, Б, В, то количе-
ство неправильно забракованных деталей в первом лотке будет
равно пА, во втором пБ — пАпв в третьем пв— пАпв— пвпв.
б)	Автоматы второй группы. Ко второй группе автоматов от-
носятся устройства, предназначенные для рассортировки деталей
на несколько групп годных и бракованных.
Иногда требуется рассортировать детали по группам с опре-
деленной разноразмерностью деталей в группе. Погрешность из-
мерения в этом случае может быть больше, чем размер сортиро-
вочной группы. Пусть, например, требуется, чтобы размеры в ка-
кой-либо партии отличались один от другого на величину не
более 5 мкм, а погрешность измерения составляла 2 мкм. Тогда
можно принять величину размерной группы, равную 1 мкм (слу-
чай как будто парадоксальный, так как погрешность измерения
в 2 раза больше размерной группы). В результате этого в одну
рассортировочную группу могут попасть детали из четырех сосед-
них групп (по две с обеих сторон), а общая разноразмерность
в одной группе не будет превышать 5 мкм.
Контрольно-сортировочный автомат может обеспечить сорти-
ровку деталей на группы через 1—2 мкм. Если налаживать тех-
нологический процесс при условии, чтобы все изготовленные де-
тали имели отклонения в пределах 1—2 мкм, то потребовалось
бы значительно усложнить технологический процесс и вряд ли
можно ожидать, чтобы он был стабильным. Исходя из этого кон-
трольно-сортировочные автоматы должны в определенной мере
относиться к технологическому оборудованию и все затраты на
их изготовление и обслуживание, как и другие работы, связан-
ные, например, с селективной сборкой, должны относиться к ос-
новному производству, а не к вспомогательным работам.
Даже само название «контрольно-сортировочные автоматы»
не срвсем правильно отражает существо их назначения, и более
правильно было бы их называть «контрольно-технологическими
автоматами».
Контрольные автоматы первой и второй групп в большинстве
случаев являются шриемочными измерительными средствами, и
результаты измерения ими аналогичны результатам, получен-
ным органами ОТК. Таким образом, служба ОТК должна уста-
навливать наблюдение за точностью контрольных автоматов и
проверку их включать в поверочную схему с установлением пе-
риодичности проверки. ОТК обязательно должен проверять не
только чувствительные элементы — датчики, используемые в ав-
томатах, но и весь автомат. Под наблюдением органов ОТК
должна находиться настройка контрольных автоматов. Контроль-
но-сортировочные автоматы для подбора группы деталей с оди-
379
паковыми припусками для дальнейшей обработки на станках с
использованием приборов активного контроля, автоматы для бло-
кировки от поломки технологического оборудования и некоторые
другие автоматы должны находиться в ведении технологической
службы.
2.	ПРИБОРЫ ДЛЯ АКТИВНОГО КОНТРОЛЯ
Под названием «приборы для активного контроля» объеди-
няются приборы, контролирующие детали в процессе их изготов-
ления на станке, а также после окончания их обработки (под-
наладчики). Подналадчики в принципе не отличаются от кон-
трольных автоматов первой группы, но к ним уже нельзя отне-
сти те недостатки, которые имеют автоматы этой группы.
Датчики подналадочных устройств настраивают не по гра-
ницам приемочных допусков, а на уменьшенный допуск, с тем
чтобы подналадка станка производилась в тот момент, когда
размеры обрабатываемых деталей еще не зашли на границу по-
ля допуска.
Прогрессивность применения приборов активного контроля
заключается в том, что в соответствии со своим названием они
принимают активное участие в технологическом процессе, в фор-
мировании размера детали, и их точность влияет на точность об-
рабатываемых деталей. Приборы активного контроля не отно-
сятся ни к вспомогательному, ни к контрольному оборудованию.
Они не используются для приемочного окончательного контроля,
который обычно производят органы ОТК. Такие приборы явля-
ются технологическим оборудованием, которое составляет одно
целое с металлорежущим станком и облегчает процесс обработ-
ки. Поскольку приборы активного контроля представляют собой
прежде всего технологическое оборудование, это не освобождает
получаемую продукцию от приемки ее органами ОТК, но сте-
пень проверки, безусловно, меняется.
При использовании прибора активного контроля подача на
станке осуществляется автоматически, поэтому сплошной кон-
троль деталей оказывается излишним. Следует производить вы-
борочный контроль отдельных деталей. Если применяют простей-
ший прибор, который позволяет только следить за изменением
размера, а переключение подач и выключение станка производит
оператор, то получаемые с этого станка детали должны прове-
ряться органами ОТК, так же как и детали, изготовленные без
участия прибора активного контроля.
О роли, выполняемой приборами активного контроля в про-
изводстве, часто в технической литературе высказываются про-
тиворечивые мнения. Приборы активного контроля — это преж-
де всего технологическое оборудование, позволяющее упростить
380
процесс изготовления. Приборы активного контроля вследствие
инерционности выдают команду по усредненному размеру.
Если станок не обладает стабильностью работы, его бази-
рующие элементы имеют большое биение, режущий инструмент,
в частности шлифовальный круг, низкого качества, а также по-
добраны неблагоприятные режимы обработки, то как бы ни был
точен прибор он не сможет обеспечить изготовление высокоточ-
ных деталей. Но когда станок и инструмент обеспечивают изго-
товление деталей заданной точности, то даже относительно про-
стой прибор может способствовать получению детали требуе-
мой точности.
Квалифицированный рабочий может изготовить деталь вы-
сокой точности. Но без прибора активного контроля он должен
часто останавливать станок для измерения детали, чтобы опре-
делить оставшийся припуск. Искусство рабочего заключается
в выборе окончательной подачи и своевременности выключения
станка. При использовании прибора активного контроля прибор
вместо рабочего следит за оставшимся припуском и даже за ве-
личиной подачи, если он полностью автоматизирован. Прибор
предохраняет станок от несвоевременного выключения, обеспе-
чивает своевременное переключение подачи, т. е. исключает те
ошибки, которые обычно совершает недостаточно квалифициро-
ванный рабочий.
Таким образом, приборы активного контроля повышают про-
изводительность труда в пределах точностных возможностей
оборудования. С помощью таких приборов рабочие недостаточно
-высокой квалификации могут изготовлять относительно точные
детали. В практике внедрения приборов активного контроля
иногда встречаются факторы снижения производительности тру-
да после установки прибора. Анализ получаемых результатов
показывает, что без использования приборов активного контро-
ля # при большой производительности изготовлялись детали, ко-
торые по отклонениям не соответствовали предъявляемым к ним
требованиям. В результате на сборку проходили детали, кото-
рые не могли быть признаны годными, а если эти детали были
годными и отвечали своему служебному назначению, но не со-
ответствовали чертежу, то, следовательно, допустимые отклоне-
ния на эти детали были установлены неправильно.
В настоящее время инструментальная промышленность выпу-
скает приборы активного контроля, которые в статических усло-
виях обеспечивают погрешность выдачи команд в пределах
0,2—0,5 мкм.
В Бюро взаимозаменяемости проводили испытания различ-
ных приборов активного контроля — механического прибора
БВ-3023 с отсчетом по индикатору и при управлении станком
оператором, пневмоэлектрического прибора БВ-1096 и индуктив-
ного прибора АК-3 с автоматическим управлением станком, т. е.
381
с переключением с одной подачи на другую и выключением.
Шлифовали валики диаметром около 38 мм. В результате обра-
ботки нескольких партий деталей по 75 шт. разброс достигал
следующих величин: с прибором БВ-3023 от 4,5 до 5 мк, с прибо-
ром БВ-1096 от 3,7 до 6 мк и с прибором АК-3 от 2,2 до 4,5 мк.
Таким образом, несмотря на то, что испытывались приборы
разной конструкции и принципов действия и один из них
(БВ-3023) был с относительно большой нормируемой погреш-
ностью, результаты обработки оказались очень близкими. Такие
результаты были обеспечены благодаря тому, что обработку
проводили на точном станке, а режимы обработки подбирали
такими, чтобы обеспечивалась высокая точность изготовления.
Разброс размеров деталей, обработанных с использованием
приборов активного контроля, возникает также из-за нагрева
детали <в процессе обработки. Особенность нагрева состоит
r том, что часто поверхность детали кажется относительно хо-
лодной, но внутри она может быть нагрета в разной степени.
Величина нагрева детали зависит от состояния режущей кромки
инструмента — ее затупления, от величины припуска на обра-
ботку (в связи с этим ранее было рекомендовано применение
контрольно-сортировочных автоматов для рассортировки дета-
лей по величине припуска перед обработкой с использованием
приборов активного контроля).
В Бюро взаимозаменяемости был проведен следующий опыт.
После обработки на круглошлифовальном станке ЗА 151 с
использованием пневмоэлектрического прибора активного кон-
троля БВ-1096 детали измеряли, пока они еще не успели остыть.
Рассеяние размеров в партии составляло всего 3 мкм. Когда эту
партию деталей измерили после того, как она полностью остыла,
разброс составлял уже 10 мкм. Следовательно, прибор способ-
ствовал получению деталей с очень малым разбросом, а нерав-
номерный их нагрев создал значительно больший разброс.
Таким образом, можно сделать следующие выводы о преиму-
ществах внедрения приборов активного контроля.
а)	Приборы активного контроля позволяют повысить произ-
водительность труда, поскольку не требуется останавливать ста-
нок для измерения детали.
б)	С применением приборов активного контроля можно
использовать труд^ рабочих невысокой квалификации для полу-
чения изделий с точностью, обеспечиваемой станком. Точность
изготовления деталей при использовании приборов активного
контроля определяется прежде всего состоянием* станка и в
значительной мере* режимами работы.
в)	Выбор измерительных средств для активного контроля
должен производиться в зависимости не от точности прибора, а
от возможности использования его для управления станком
382
(ручное управление или автоматическое). Получение точных
деталей при использовании таких приборов является не метроло-
гической задачей, а задачей технологической и станочной.
3.	МНОГОМЕРНЫЕ И МНОГОМЕСТНЫЕ КОНТРОЛЬНЫЕ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ
Многомерные и многоместные приспособления могут быть
названы механизированными, если в процессе измерения ими
труд оператора облегчен в отношении перемещения детали на
измерительной позиции или при отсчете погрешности. В таких
приспособлениях оператор сам устанавливает деталь на измери-
тельную позицию и снимает ее после измерения. Он же включает
мотопривод, если таковой имеется.
Оператор наблюдает за результатами измерения и после
снятия показаний отсчетных устройств или срабатываний свето-
форного блока принимает решение об отнесении детали в опре-
деленную сортировочную группу, либо выполняет решение, кото-
рое вынесено измерительным средством, снабженным автомати-
ческим регистрирующим устройством.
Контрольные приспособления бывают тех же видов, что и
контрольные автоматы. Контрольные приспособления отлича-
ются от автоматов тем, что измерение ими происходит при уча-
стии оператора.
Контрольные приспособления, аналогичные автоматам пер-
вой группы, т. е. рассортировывающие детали только на годные
и брак, предназначены для выборочного контроля с целью на-
блюдения за состоянием и наладкой технологического процесса.
В отличие от контрольных автоматов приспособления значи-
тельно проще по конструкции, поскольку в них отсутствуют
транспортные устройства, . всевозможные командоаппаоаты,
накопитёли импульсов, рассортировочные механизмы.
По характеру функций, выполняемых контрольными приспо-
соблениями, их выбору должно отдаваться предпочтение по
сравнению с автоматами первой группы, когда контрольные
функции являются вспомогательными, а не технологическими.
Контрольные приспособления могут быть сделаны для рас-
сортировки годных деталей на несколько размерных групп.
Когда имеются относительно небольшие контролируемые партии
деталей или требуется участие оператора, их применение пред-
почтительно по сравнению с автоматизированными контрольно-
сортировочными автоматами. Применению сортировочных при-
способлений также должно отдаваться предпочтение, если
конфигурация контролируемой детали ввиду сложности ее гео-
метрической формы требует создания очень сложных, следова-
тельно, ненадежно работающих транспортных и базирующих
устройств. В последнем случае лучше создавать контрольные
приспособления вместо автоматов первой группы, даже если они
являются составной частью технологического процесса.
383
В контрольных приспособлениях в качестве отсчетных
устройств применяют всевозможные стрелочные головки (инди-
каторы, рычажно-зубчатые головки, микрокаторы и т. д.).
Однако применение одних таких головок можно признать пра-
вильным только тогда, когда приспособление предназначено для
налаживания технологического процесса и выборочного кон-
троля, но не для приемочного контроля.
Если при приемочном контроле устанавливать только стре-
лочные головки, то этим труд оператора мало облегчается,
поскольку ему приходится последовательно наблюдать за пока-
заниями всех головок. Если контроль осуществляется при вра-
щении детали, то процесс измерения занимает много времени.
Приспособления, которые в основном используются для
приемочного контроля, нужно оснащать командным регистри-
рующим устройством, для чего часто используют электрокон-
тактные датчики. Для облегчения работы оператора при исполь-
зовании датчиков со светофорным блоком необходимо, чтобы,
помимо блока для каждого контролируемого размера, был еще
один общий блок, в котором сигнал брака загорается только
в том случае, когда хотя бы один размер вышел за границу поля
допуска. Наличие такого обобщающего блока дает возможность
не рассеивать внимание оператора на несколько блоков и обра-
щаться к ним только тогда, когда есть сигнал, что на каком-то
размере обнаружен брак. Это особенно важно, когда деталь
при измерении вращается.
Наиболее совершенными отсчетными устройствами, предна-
значенными для контрольных приспособлений, являются ры-
чажно-зубчатые головки, оснащенные электрическими контак-
тами, т. е. 2-ЭКШ, с ценой деления 0,01 мм и 3-ЭКШ с ценой
деления 0,001 мм.
Контрольные приспособления являются специальными в за-
висимости от конструкции и размеров контролируемой детали,
так же как и контрольные автоматы. Но для многих типовых
деталей (вал, кольцо и т. д.), применяемых в машиностроении,
созданы и создаются универсальные контрольные приспособле-
ния, которые сравнительно быстро переналаживаются на другие
размеры детали (см. гл. V).
На ряде производств применяются и одномерные контроль-
ные приспособления, т. е. когда контролируется только один
размер детали. Их применение оправдано только в тех случаях,
когда контролируемый размер связан со сложными базами и не
может быть измерен приборами, выпускаемыми инструменталь-
ной промышленностью.
Погрешности измерения на контрольных приспособлениях
слагаются из тех же составляющих, что и у рассмотренных уни-
версальных измерительных средств. Погрешность измеритель-
ного приспособления не может быть одинакова для всей кон-
384
струкции, поскольку, как правило, многомерные приспособления
следует рассматривать как группу простейших измерительных
элементов (одинаковых или различных), установленных на еди-
ной базе.
В отдельных измерительных элементах приспособлений
можно найти полную аналогию с измерительными средствами,
выпускаемыми инструментальной промышленностью. Благодаря
этому по материалам книги можно найти для различных изме-
рительных устройств контрольного приспособления аналог среди
универсальных приборов, а в связи с этим определить состав-
ляющие погрешности и общую суммарную погрешность измере-
ния при определенных условиях. Даже если нет полной аналогии,
по частичной общности между узлом контрольного приспособле-
ния и универсальным прибором можно выявить основные со-
ставляющие погрешности измерения.
Остальные материалы книги по нормируемым предельным
погрешностям измерения и по влиянию погрешности измерения
на результаты разбраковки могут быть полностью использованы.
Контрольные приспособления, как и обычные универсальные
измерительные средства должны находиться под наблюдением
органов ОТК, подвергаться периодической проверке и вклю-
чаться в поверочную схему.
ВЫВОДЫ
1.	Правильный выбор измерительных средств может быть
сделан только в том случае, когда в выборе принимают участие
не только технолог и метролог, но и конструктор, который может
оценить, в какой мере опасно влияние погрешности измеритель-
ных средств.
2.	Обоснованием правильного выбора измерительных средств
является учет влияния погрешности измерения на результаты
разбраковки.
3.	Выбор измерительных средств для механизации и автома-
тизации контроля должен производиться прежде всего по сте-
пени автоматизации.
4.	Контрольные автоматы для сортировки деталей на годные
и брак имеют ограниченное применение в связи с пассивностью
их в отношении технологического процесса.
5.	Контрольные автоматы для сортировки деталей на не-
сколько групп годных являются технологическими измеритель-
ными средствами.
6.	Приборам активного контроля должно отдаваться пред-
почтение, поскольку они улучшают условия обработки и органи-
чески связаны с технологическим процессом.
7.	Многомерные контрольные приспособления во многих слу-
чаях оказываются экономически более выгодными, чем контроль-
ные автоматы. .
385
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В книге приводится обширный конкретный материал по
погрешностям, возникающим при линейных измерениях. Вместе
с тем не представляется возможным охватить все многообразие
возможных случаев, которые встречаются в производственной
практике. В работе сделана попытка обобщить практические
материалы со строгим теоретическим обоснованием. Приведен-
ные данные непосредственно связаны с ежедневной практикой
контроля линейных размеров на машиностроительных предприя-
тиях. Использование их позволит преодолеть ряд трудностей,
возникающих при выборе измерительных средств.
В связи с тем что подобные материалы выпускаются впер-
вые, в них могут встречаться неясности, а иногда и неточности.
Применение этих материалов в машиностроении и накопление
опыта работы с ними позволяет не только расширить и уточнить
их, но и создать на их основе обязательные официальные норма-
тивные материалы, регламентирующие в общегосударственном
масштабе единый порядок выбора измерительных средств, с тем
чтобы преодолеть разобщенность, которая существует по этому
вопросу в настоящее время.
Необходимо иметь в виду, что как бы ни были подробны
всевозможные материалы по выбору измерительных' средств и
по погрешности измерения, они не освобождают практических
работников от необходимости оценки этих материалов в отноше-
нии их применимости к конкретным условиям. Задача заклю-
чается в том, чтобы из обширного и всестороннего материала
для конкретных производств или отраслей отобрать те измери-
тельные средства и учесть те характерные погрешности, с кото-
рыми приходится иметь дело.
Дальнейшие работы, связанные с выбором измерительных
средств, будут направлены на уточнение данных о суммарных
погрешностях измерения, которые получены расчетным способом.
Должны быть проведены работы по уточнению нормируемых
параметров измерительных средств, введению единства в нор-
мирование погрешностей, чтобы они облегчили возможность
выбора измерительных средств.
Таким образом, как бы ни были полны технические мате-
риалы по учету составляющих погрешностей измерения приме-
няемых измерительных средств, они не могут принести в полной
мере пользу, если будет нарушаться ряд условий, которые необ-
ходимо соблюдать в отношении правильного использования
выбранных измерительных средств.
Многолетняя практика использования измерительных средств
в производственных и лабораторных условиях машиностроитель-
ных предприятий выработала ряд ценных принципиальных
положений, которыми необходимо руководствоваться. Многие
386
принципиальные положения высказываются, в частности, в ряде
материалов народного предприятия К. Цейсс (ГДР), в ряде
руководств по пользованию приборами, в методических указа-
ниях по производственным и лабораторным измерениям. Это
своего рода памятка для работников, связанных с измерениями.
1.	Точные показания измерительных средств могут быть по-
лучены только при правильном их использовании. При приме-
нении новых приборов работу на них нужно проводить строго
по инструкции, прилагаемой к нему.
2.	Начинать измерения нужно только в том случае, если есть
достаточное время для того, чтобы доброкачественно их прово-
дить. Чем точнее измерение, даже если вводится более точное
измерительное средство, тем больше времени требуется для его
проведения.
3.	Отсчитать показания по прибору — это еще не значит из-
мерить прибором.
4.	Не следует измерять и определять тысячные доли милли-
метра, если для целей измерения достаточно сотых долей.
Отсчитать доли деления на шкале — еще не означает измерить
с такой точностью.
5.	Каждое измерение следует производить несколько раз
(не меньше трех) и принимать за результат среднее значение.
При большом разбросе показаний следует проверить достаточ-
ность закрепления всех элементов установки, чистоту сопрягае-
мых поверхностей и правильность выбранной методики изме-
рения.
6.	При проведении измерения надо обращать внимание не
только на погрешность измерительного средства, но и на усло-
вия температурного режима, особенно на колебания темпера-
туры п^и измерении, погрешность установочных мер и возмож-
ные другие составляющие погрешности.
7.	После транспортировки контролируемой детали или изме-
рительного средства необходимо дать время для стабилизации
температуры или восстановления последствий упругих дефор-
маций.
8.	Не следует проводить измерения, если температурные
условия не обеспечивают получения требуемой точности.
9.	При работе с измерительными средствами надо регулярно
проверять их нулевую установку. Измерительные средства необ-
ходимо проверять через определенные промежутки времени,
даже если на них не работали. Кроме того, следует проверять
измерительное средство перед точными измерениями.
10.	Точность измерения зависит не только от точности при-
боров и условий измерения, но и от квалификации и навыка
оператора.
ЛИТЕРАТУРА
1.	Тайц Б. А. Основные вопросы точности изготовления и контроля
зубчатых колес. Докторская диссертация. Станкин, 1952.
2.	М а р к о в Н. Н. Выбор измерительных средств для контроля цилин-
дрических зубчатых колес. Точность методов измерения М., Стандартгиз, 1960.
3.	Городецкий И. Е. Основы технических измерений в машинострое-
нии. М., Машгиз, 1950.
4.	Контроль средств измерения размеров в машиностроении. Сборник
инструкций Комитета стандартов, мер и измерительных приборов при Совете
Министров СССР. 1948.
5.	У в е р с к и й И. Т. Интерференционные контактные методы измерения
длин для машиностроения. Диссертация. Станкин, 1954.
6.	Кутай А. К., К о р д о н с к и й X. Д. Анализ точности и контроля
качества в машиностроении. М., Машгиз, 1958.
7.	Бородачев Н. А. Основные вопросы теории точности производст-
ва. Изд-во АН СССР, 1950.
8.	Коротков В. П. и Тайц Б. А. Основы метрологии и точности
механизмов приборов. М., Машгиз, 1961.
9.	Апарин Г. А. и Городецкий И. Е. Допуски и технические изме-
рения. М., Машгиз, 1956.
10.	Справочник контролера машиностроительных заводов по допускам,
посадкам и линейным измерениям. М., Машгиз, 1963.
11.	Иванов А. Г. и др. Измерительные приборы в машиностроении. М.,
«Машиностроение», 1964.
12.	Смирнов В. Э. Влияние времени охлаждения детали на точность
измерения. — «Вестник машиностроения», 1955, № 10.
13.	Eastern ап Н. Checked your gage blocks lately.— «American Ma-
chinist», (Metallwork Manufast.), 1963, 107, № 5.
14.	Harrison. Industrial needs as reflected by the NPL.— «Machinery»,
May. 30, 1962, vol. 100.
15.	Hox P. и Хюи X. Исследование влияния температурных изменений
на показания точных стрелочных приборов с большой механической переда-
чей.— «Zeitschrift fur Instrumenten Kunde», 1959, № 11.
16.	Лыков А. В. Теория теплопроводности. М., Гостехиздат, 1952.
17.	ОМТРМ 0031—002—65. «Измерительная лаборатория машинострои-
тельного завода и рекомендации по выбору оборудования («Типовое реше-
ние»). Изд. Научно-исследовательского ин-та информации по машинострое-
нию. М., 1965.
18.	Справочник «Конструкционные стали». Т. 1. М., Металлургиздат, 1947.
19.	Злодеев Г. А. Температурные погрешности измерения. Сб. «Основ-
ные вопросы точности, взаимозаменяемости и технических измерений в машино-
строении». Под ред. д-ра техн, наук проф. А. Н. Гаврилова, Машгиз. 1958.
20.	Инструкция 100—60 по проверке плоскопараллельных концевых мер
длины. Общие положения. М., Стандартиздат, 1960.
21.	По крас С. И. Исследование механических рычажно-чувствитель-
ных приборов для линейных измерений. Диссертация. Станкин, 1941.
388
22.	Lehman R. und Olering. «Die dynamische Messkvaft., Feingerate-
technik», 1959, № 1.
23.	C h a m p e t i e r L. «Camparatenrs d cadran». — La machine-ontie fran-
ca ise», 1963, № 185—186.
24.	M a r t i n L. D. The rights and wrongs gears checking pressure. —
Industr. Qual. Control, 1964, № 4.
25.	Энциклопедический справочник «Машиностроение». T. I. М., Маш-
гиз, 1948.
26.	К у п е р м а н Б. М., Марков Н. Н. и Машинистов В. М. Выбор
материалов измерительных контактов датчиков. — «Станки и инструмент»,
1962, № 9.
27.	Верхотуров Б. Я- Измерение малых отверстий с применением
магического глаза. — «Измерительная техника», 1962, №9.
28.	Справочник по технической механике. Под ред. акад. А. Н. Динника.
Гостехиздат, 1949.
29.	Б э к с т р е м X. Ошибки наблюдателя при отсчитывании по шкалам
измерительных приборов. Государственное издательство стандартизации и
рационализации, 1934.
30.	Григорьев И. А. Измерение малых отверстий. Оборонгиз, 1953.
31.	«Feinwerktechnik», 1959, № 1.
32.	К а й н е р Г. Б. Авторское свидетельство № 142437. «Бюллетень изо-
бретений», № 21, 1961.
33.	КСМиИП при СМ СССР. «Контроль средств измерения размеров в
машиностроении». Сборник материалов и инструкций. М., 1948.
34.	М е к л е р М. И. Исследование линейных шкал измерительных ин-
струментов. Диссертация. Станкин, 1949.
35.	Кайнер Г. Б. Авторское свидетельство № 159999. Бюллетень изо-
бретений. № 2. 1964.
36.	Хольм Р. Электрические контакты. Изд-во иностр, лит-ры, 1961.
37.	Б а с и н Н. Г. Универсальные многомерные сборные приспособления
для контроля валов и колец. ЦИТЭИН, ПНТПО. Вып. 26. Тема 11. № М-60-
255/25, 1960.
38.	Марков Н. Н., Кайнер Г. Б., Сацердотов П. А. Влияние
температуры на погрешность измерения. — «Измерительная техника»,
1963, № 11.
39.	Справочник по машиностроительным материалам. Под ред. Г. И. По-
година/Алексеева. М., Машгиз, 1959.
40.	Кайнер Г. Б. Погрешность приборов с переменным началом отсче-
та.— «Измерительная техника», 1962, № 2.
СОДЕРЖАНИЕ
Введение ....................................................     3
I.	Влияние погрешности измерения на результаты разбраковки .....  7
1.	Общие положения ......................................... 7
2.	Результаты разбраковки при распределении контролируемых
параметров по нормальному закону (закон Гаусса) ...........	10
3.	Результаты разбраковки при распределении контролируемых
параметров по закону существенно-положительных величин
(закон Максвелла) .....................................    23
4.	Результаты разбраковки при распределении контролируемых
параметров по закону равной вероятности (закон прямоуголь-
ника) ................................................     27
5.	Анализ графиков по определению результатов разбраковки .к. 30
6.	Использование графиков для определения результатов разбра-
ковки ...........-...................................   .-.	34
Вы	воды ..............................................    49
II.	Рекомендации по назначению допустимых погрешностей измерения 50
Общие положения .......................................     50
Рекомендуемые допустимые	погрешности измерения ............ 50
Выводы ..................................................   51
III.	Составляющие погрешности измерения ........................ 63
Общие положения .........................................   63
z Выводы .................................................       66
А.	Погрешности измерительных средств ...............«....... 66
1.	Анализ нормируемых погрешностей измерительных средств ... 67
2.	Дополнительные погрешности измерительных средств ...... 75
3.	Уменьшение влияния погрешности измерительных средств .. 80
4.	Функциональное представление погрешности измерительных
средств .....................................  -.......... 81
Вы	воды ...............................................   86
Б. Погрешности от температурных деформаций .................. 87
1.	Температурные погрешности в статических условиях ....... 89
2.	Погрешности из-за разности температур измеряемого объекта
и средства измерения .................................     89
3.	Погрешности из-за колебаний температуры окружающей среды 97
4.	Нагрев измерительных средств теплом рук оператора .... 102
5.	Влияние разности коэффициентов линейного расширения .. 108
6.	Нормальная температура .............................   109
7.	Термостатирование помещений .......................... 111
8.	Классификация приборов по возможности появления темпера-
турных погрешностей ..................................... 112
9-	Оценка величины составляющей погрешности от температур-
ных деформаций .......................................... 114
Выводы ....................  —............................ 123
В.	Погрешности от измерительного	усилия ................... 125
1.	Характеристика измерительного	усилия .................. 125
2.	Контактные деформации ................................ 129
390
Стр.
3.	Деформация детали под действием измерительного усилия ... 137
4.	Упругие деформации установочного узла .................. 138
5.	Устройства для уменьшения величины погрешности от измери-
тельного усилия .......................................     141
Выводы ..................................................   145
Г Погрешности от субъективности	оператора ................... 146
1. Субъективные ошибки действия ..................м........ 147
2. Субъективные ошибки	наблюдения ......................... 152
Выводы .................................................... 154
Д. Погрешности, вносимые установочными мерами ............... 154
Выводы .....................„.............................. 158
Е. Погрешности при отклонениях от правильной геометрической
формы ..................................................   158
Выводы ..................................................   161
Ж. Дополнительные погрешности при измерении внутренних раз-
меров ................................................   161
1. Погрешности от точности совмещения линии измерения с конт-
ролируемым диаметром отверстия при измерении нутромерами 165
а) Совмещение линии измерения с диаметром в плоскости, пер-
пендикулярной к оси отверстия..........................   165
б) Совмещение линии измерения с диаметром в осевой плоско-
сти отверстия ...................................... 172
в) Погрешности измерения, обусловленные динамикой процесса
совмещения линии измерения ............................ 177
'г) Погрешности от настройки приборов на размер ....... 181
д) Погрешности, обусловленные шероховатостью поверхности 184
2. Погрешности от точности совмещения линии измерения
с контролируемым диаметром отверстия при измерении на ста-
ционарных приборах ..................................... 189
а)	Совмещение линии измерения с диаметром в плоскости,
перпендикулярной оси отверстия ......................   189
б)	Совмещение линии измерения с диаметром в осевой плоско-
сти отверстия ......................................... 192
в)	Погрешность измерения, обусловленная динамикой процесса
I совмещения линии измерения ........................... 193
г)	Погрешность от настройки приборов на размер ....... 195
д)	Погрешность, обусловленная шероховатостью поверхности 196
Выводы ..................................................,.	197
IV. Погрешности измерения различными измерительными средствами 198
А. Приборы и погрешности измерения наружных размеров, глубин
и геометрической формы	................................... 199
1.	Штапгенинструменты	................................. 199
2	Отсчетные головки ...................................   203
3.	Микрометрический инструмент и скобы с отсчетным устрой-
ством ...............................................     228
4.	Стационарные приборы .................................. 249
Заключение .......................-....................... 292
Б. Приборы и погрешности измерения внутренних размеров....... 292
1. Нутромеры (нестационарные приборы) .................... 292
2. Стационарные приборы .................................. 305
V Измерительные средства для механизации и автоматизации контро-
ля и их основные погрешности ....................~.......... 317
1. Нормирование погрешностей датчиков и приборов активного
контроля и некоторые составляющие их погрешностей .... 317
2- Электроконтактные датчики.............................. 322
* 3. Электроконтактные шкальные	головки ................... 328
4.	Фотоэлектрические датчики ............................. 331
391
5.	Пневмоэлектрические датчики ........................... 334
6.	Приборы для	измерений в процессе обработки ........... 338
7.	Многомерные	приспособления ............................ 344
Выводы .................................................... 345
VI. Выбор измерительных средств .................~............. 346
А. Выбор универсальных измерительных средств контроля в зави-
симости от точности изготовления деталей ....................-	346
Б. Выбор измерительных средств при автоматизации и механиза-
ции контроля ........................................... 375
1.	Контрольные автоматы и полуавтоматы ..................   375
2.	Приборы для активного контроля ......................   380
3.	Многомерные и многоместные контрольные приспособления ... 383
Выводы .................................~.................. 385
Заключение ..................................................   386
Литература .................................................... 388
Редактор издательства инж. Л. К. Тучкова
Переплет художника Е. В. Бекетова
Технический редактор А. Ф. Уварова
Корректор В. П. Крылова
Сдано в производство 24/VI 1966 г.
Т-17020	Тираж 10 000 экз.
Бум. л. 12,25. Тем. план 1966 г. № 252
Подписано к печати 31/XII 1966 г.
Печ. л. 24,5	Уч.-изд. л. 24,75
Цена 1 р. 55 к. Формат 60 X 907ie Зак. 373
Экспериментальная типография ВНИИПП
Комитета по печати при Совете Министров СССР
Москва И-51, Цветной бульвар, 30