cursuri control

7/24/2019 Cursuri Control

1/74

Curs CONTROL Conf.univ.dr.ing. Liliana Popa

1

CURS 1

1.1 Noiuni generale privind calitatea i controlul

Educaia prin i pentru calitate trebuie s devin o necesitate a nvmntuluisecolului XXI. n condiiile n care, datorit evoluiei rapide a cunotinelor n toate domeniile

de activitate, asistm la schimbri spectaculoase de paradigme, este necesar s poziionmobiectul prezentei lucrri n contextul larg al cunotinelor de specialitate inginereti.Specificul dezvoltrii tiinelor, existena domeniilor de grani, introducerea tehn icii de

calcul dau noi semnificaii noiunilor de cunoatere, progres sau dezvoltare.Dei pare paradoxal pentru un inginer, noiunile amintite anterior, alturi de noiuni ca

paradigm, respectiv schimbare de paradigm ne conduc i la o abordare filozofic aproblematicii.

Aceast abordare, departe de a fi forat, n condiiile n care ne propunem nu numaiprezentarea unor cunotine specifice unui domeniu, ci i crearea contient a unui mod de agndi, de a tri i de a aborda un domeniu profesional.

Demersul propus nu este simplu, pentru c, aa cum spunea Einstein este mai uors dezintegrezi un atom dect s schimbi o obinuin. Ceea ce trebuie drmat, ngndirea noastr, este domnia lui las c merge i aa.

Noile cerine de calitate nu pot fi puse n eviden dect prin inspecie sau control,care, la rndul lor, au ca instrument operaional msurarea.

Cele exprimate anterior pot fi reprezentate sugestiv i prin ceea ce sintetic am puteanumi pomul cunoaterii, fig.1.

Fig. 1 Pomul cunoateriiConceptele, ideile i aciunile ce conduc, prin acumulri succesive la dezvoltare i

progres trebuie s aib o baz solid ce nu poate fi dobndit dect prin programe de studiubine fundamentate ce se regsesc n planurile de nvmnt ale diverselor specializri.

Trebuie precizat c din pregtirea specialitilor in spiritul calitii nu pot lipsi disciplinelen care se proiecteaz precizia mrimilor specifice i nici cele care includ controlul acestora.Fr o nsuire corect a metrologiei mrimilor, nu se poate vorbi de realizarea calitii sau de

mbuntirea acesteia.


2/74


2

Disciplinele care asigur cunotinele n aceste domenii sunt cea de Tolerane i ceade Control.

Disciplina de Tolerane permite stabilirea corect a toleranelor, asigurareainterschimbabilitii, raionalizarea proiectrii i a execuiei, iar asigurarea concordanei ntrerolul funcional i precizia prescris conduce n final la mari economii.

Activitatea prin care se pune n eviden calitatea i, implicit, modul n care s-au

realizat condiiile tehnice de precizie n fabricaie este cea de control.Exprimarea generic a disciplinelor amintite anterior demonstreaz c n oricedomeniu de activitate ele sunt necesare, dar nu i suficiente. Se poate estima c exist nitecunotine generale necesare n orice domeniu de activitate, dar i cunotine specificedomeniului care se aprofundeaz.

Demersul nostru nu se dorete a fi o lucrare care s cuprind toate sferele activitiieconomice, deoarece ar fi necesare foarte multe informaii de specialitate, iar n lipsaacestora orice fundamentare ar fi superficial.

Considerm c domeniul construciei de maini merit un astfel de studiu, din maimulte motive, printre care s-ar putea evidenia urmtoarele:

- complexitatea domeniului (tipuri variate de produse, tipuri de suprafee, precizii ntr-ogam larg, game tipo-dimensionale variate, materiale diferite, posibiliti de prelucraremultiple etc.);

- numrul mare de specialiti angrenai n aceast ramur a produciei de bunurimateriale;

- caracterul dinamic al calitii solicitate de beneficiari etc.Ansamblul disciplinelor necesar a fi studiate de viitorii specialiti este prezentat n fig.2.Scopul acumulrii tuturor acestor cunotine este in final dobndirea de competene

ntr-un anumit domeniu de concepie sau productiv n scopul satisfacerii problematiciicontrolului, tab.1

Tabelul 1 Ansamblul problematicii controlului

Caracteristicilecontrolului:activitate.

Problematica specific fiecrei caracteristici

.complex Necesit un ansamblu de cunotine din domenii specifice iconexe

.documentat Cum s integrezi specificitatea unui produs sau reper nansamblul cunotinelor teoretice, sau cum s administrezidiversitatea.

....informaional, cucaracter progresiv,iterativ i interactiv

Cum s integrezi multitudinea punctelor de vedere i acontribuiilor individuale n fluxurile de informaii n continudezvoltare.

...decizionalAnsamblu de informaii complexe privind incertitudinea i

riscul

....cognitiv(utilizeaz iproduce cunotine)

Gestionarea cunotinelor specifice n ansamblul cunoaterii ntr-undomeniu. Cum s fie utilizate informaiile specifice pentru configurareaunui proces n ansamblul lui.

....organizatoric Structurarea conform cu specificitatea n scopul unei valorificricorespunztoare a competenelor i pentru integrarea nstructurile organizatorice conexe.

....mobilizatoare idezvoltatoare de

Necesit o structur complex de competene i dezvolt unelenoi, legate de importana actului de control n ansamblul unei


3/74


3

competene activiti.....administrativ Gestionarea operaional a controlului, aplicarea unor metode

specifice de organizare i planificare n scopul realizriiperformanei.

...evaluativ Metode specifice de evaluare a performanei.

Fig.2 Ansamblul disciplinelor necesare pentru cursurile Tolerantesi Control


4/74


4

1.2 Calitatea i controlul1.2.1 Istoric

- GENEZAlumea a fost creat n 6 zile i, dup fiecare zi, Dumnezeu a zis a fostbine fcut

- Codul lui Hammourabi (2150 H) dac un zidar construiete o cas i ea se

drm omornd ocupanii, zidarul va fi i el omort.- Egipt (n mormntul lui Reh-Mi-Re din Teba1450 H) cea mai veche reprezentare acontrolului calitii. Reprezint un inspector egiptean care verific perpendicularitatea unuibloc de piatr cu ajutorul unei sfori, sub privirea celui care l executase.

- la fenicieni, violarea diverselor norme de calitate prescris conducea la tierea miniicelui care a greit;

- 1664n raportul pe care ministrul Colbert l-a naintat regelui Ludovic al XIV-lea seprecizeaz: Dac uzinele noastre, n special cele de esturi i produse din faian, vorsigura calitatea produselor noastre, se va dezvolta interesul strinilor de a se aproviziona dela noi i astfel banii lor vor intra n regatul Franei.- sfritul secolului XVIII, Vaquette de Gribeauval, inspector general al artileriei, a nceteniti dezvoltat principiul interschimbabilitii cheia produciei moderne. A publicat reguli privindfabricaia, unde preciza:

- limitarea dimensiunilor la un ansamblu de valori standard;- determinarea toleranelor conexe ale acestor valori standard;- stabilirea unui sistem de control care preciza metodele i instrumentele de

control.- 1723mpratul Rusiei Petru cel Mare emite un Decret prin care aplic pedepse

pentru cei care au livrat puti de proast calitate;- 1907 compania FORD, pe baza teoriei lui W. Taylor, n cadrul procesului de

fabricaie a mainilor era prevzut c inspecia calitii este un fundament al organizriimuncii;

- 1920n America, George Edwards a separat funcia calitate de funcia fabricaie;- 1931matematicianul Walter Shewhart a introdus statistica ca mijloc de verificare a

calitii;- Dup al doilea rzboi mondial, Edward Deming i Joseph Juran (nscut la Brila n

1904) au pus bazele calitii n industria japonez.

1.2.2 Calitate. Definiii. Factori de influen ai calitii

Calitatea msura n care un ansamblu de caracteristici intrinseci ndeplinetecerinele.

Calitatea unui produs este determinat de ansamblul nsuirilor caracteristicilor sale utile, care se pot observa, ncerca i msura sau, cel puin, compara cu un etalon.

Calitatea se regsete n toate etapele elaborrii unui produs. Ea se concepe laproiectare, se realizeaz n procesul de fabricare i se valideaz n exploatare.

Realizarea unui produs care s ndeplineasc ceea ce se numete calitate deconformitate este influenat de toate elementele care concur la materializareadocumentaiei n produs finit. Aceti factori de influen se por evidenia prin diagrama cauz

efect (sau diagrama Ishikawa), fig. 2.Diagrama cauz-efect -n "os de pete" (fishbone) sau Ishikawa - a fost dezvoltat de

Kaouru Ishikawa (1986) cu scopul de a determina i defalca principalele cauze ale uneiprobleme date.


5/74


5

Fig.2 Diagrama Ishikawa

Calitatea de conformitate / fa de proiect / a produsului finit reprezint, practic,calitatea de conformitate a tuturor pieselor componente ale acestuia, precum i calitateaasamblrii i montajului n produsul finit. Altfel spus, calitatea de conformitate reprezintregsirea n produsul finit a tuturor caracteristicilor modelului (de cele mai multe ori,desenulde execuie).

Conceptul prin care se realizeaz calitatea de conformitate este precizia.Precizia reprezint gradul de apropiere dintre produsul realizat fizic i piesa sau

produsul teoretic. Precizia se refer la toate elementele cuprinse n desenul de execuie:material, tratament termic, dimensiuni, rugozitate etc.

Sub aspect geometric, precizia se refer la:- precizia dimensiunilor;- precizia macrogeometriei suprafeelor (form, poziie relativ, orientare, btaie);- precizia microgeometriei suprafeelor (rugozitatea acestora).

1.2.3 Control i inspecie. Definiii. Scopul controlului

Controlul analiza permanent sau periodic a unei activiti n scopul urmririievoluiei acesteia sau pentru a lua msuri de mbuntire.

Din punct de vedere tehnic, controlul asigur (scopul controlului):- urmrirea i controlul propriu-zis al calitii pieselor i produselor executate, cu

scopul de a stabili dac acestea corespund documentaiei; el este precizat printehnologiile de execuie ale pieselor i ansamblurilor, se efectueaz n diferiteforme organizatorice , n diverse locuri i momente ale fabricaiei;

- cunoaterea valorilor unor mrimi fizice care apar n timpul prelucrrilor (fore,momente, vibraii, temperaturi) i care pot influena negativ obinerea calitii deconformitate dac, prin msuri adecvate, nu se limiteaz influena lor;


6/74


6

- cunoaterea strii de uzur a utilajelor pentru fabricaie i a preciziei pe careacestea o pot realiza (constituie controlul preventiv conduce la evitarea utilizriiunor utilaje necorespunztoare pentru o situaie concret).

Inspeciareprezint determinarea caracteristicilor unei entiti i a valorilor obinute deaceasta prin msurare, examinare, observare, ncercare, verificare cu calibre.

Fig.2.1 Evoluia noiunii de inspecie1.2.4 ntrebri

Care este definiia calitii? Care este definiia controlului? Care este scopul controlului?

Care este definiia inspeciei? ntre control i inspecie, care noiune este mai complex? Care sunt factorii de influen ai calitii?


7/74


Curs 2

Noiuni generale de metrologie2.1 Msurare, metode i mijloace de msurare

Msurarea - operaie metrologic prin care mrimea de msurat, al cruipurttor este obiectul de msurat denumit mai departe msurand, se compar cu

unitatea de msurncorporatntr-un mijloc de msurare, n scopul stabilirii raportuluinumeric dintre mrimea de msurat i unitatea de msuradmis.

Valoarea efectivmsuratreprezintprodusul dintre un numr N i unitatea demsurU a mrimii de msurat:

E = N [U] (2.1)Unitatea de msur este o mrime de aceeai natur cu mrimea pe care o

msoar, avnd valoarea numericegalcu 1; ea este aleasn mod convenional naa fel nct spoatfi uor definit, reprodus, pstrati determinatcu precizie.

Principiul de msurare - reprezint fenomenul fizic care st la baza uneimsurri (Exemplu: fenomenul de interferen, la msurarea lungimilor; efectultermoelectric, la msurarea temperaturii; deformarea elastic a unei membrane, lamsurarea presiunii etc.)

Metoda de msurare reprezintprocedee raionale de executare a operaiilorde msurare, modurile de aplicare a principiului de msurare determinat de un fenomenfizic.

2.2 Clasificarea metodelor de msurare

Clasificarea metodelor de msurare se poate face dupmultiple criterii care vor fiprezentate n continuare.

2.2.1 Dupprecizia i rapiditatea determinrilor

a. metode de laborator, n care se ine seama i se determinerorile demsurare;

b. metode tehnice, la care nu se ine seama de erori, deoarece mijloacele demsurare au erori limitcunoscute, corespunztoare claselor de precizie.

2.2.2 Duppoziia mijlocului de msurare fade mrimea de msurata. metode cu contact, atunci cnd mijlocul de msurare are contact mecanic cu

mrimea de msurat (doutrei sau mai multe puncte, linii sau suprafee de contact);b. metode fr contact, n care msurarea se efectueaz fr atingerea

mecanica msurandului.

2.2.3 Dupmodul de obinere a valorii msurandului

a. metoda de msurare direct este metoda prin care valoarea msuranduluieste obinut nemijlocit, fr a se apela la msurarea altor mrimi legate de el prin

relaii de definiie; se considermetodde msurare directdacn interiorul mijlocului


8/74

Curs CONTROL Conf.univ.dr.ing. Liliana Popade msurare se determin de fapt alte mrimi, dar acestea indic valoareamsurandului

b. metoda de msurare indirectprin care valoarea msurandului este obinutn funcie de alte mrimi efectiv msurate, legate de aceasta printr-o relaie fizic.Metoda de msurare indirectconstdin una sau mai multe msurri directe, urmatede calcule. Metoda de msurare indirectpoate fi privitca un ansamblu de msurridirecte.

2.2.4. Dupmodul de redare al rezultatului msurrii

a. metode msurare analoage- sunt caracterizate prin faptul coricrei valori amrimii de intrare din domeniul de msurare i corespunde n mod continuu o valoaredin domeniul de ieire.

b. metode de msurare numerice (digitale) sunt caracterizate de faptul c nlanul de msurare are loc o conversie a semnalului de msurare din analog n digital.Prelucrarea semnalului n acest caz se face prin numrare. Prin urmare, unui domeniude valori a mrimii de intrare i se ataeazo valoare msuratsub o anumit formcodificat.

2.2.5 Duporiginea sistemului de coordonate

a. metoda incremental (relativ) care se efectueaz cu mijloace ce indic omrime ce nu depinde de origine;

b. metoda absolutla care msurarea se efectueazcu mijloace de msurare ceindicvaloarea mrimii msurate n raport cu originea, adicn raport cu cota zero.

2.2.6 Dupcomplexitate

a. metode complexe cnd se determininfluena (valoarea) sumei erorilor unorelemente caracteristice (exemplu: verificarea cu calibre complexe);

b. metode difereniate cnd se msoar separat valoarea absolut sauabaterea fiecrui parametru.

2.3 Mijloace de msurare. Definiie. Clasificare

Mijloc de msurare - combinaie de subansambluri mecanice, optice, electrice.a., capabil s capteze, s transforme i s emit semnale n scopul msurriimrimilor fizice.

Clasificarea mijloacelor de msurare se poate face dup mai multe criterii:complexitate, destinaia metrologic, natura semnalelor de intrare, natura fizic a

semnalelor prelucrate, mod de utilizare etc.Dup complexitate, mijloacele de msurare se pot clasifica n msuri,instrumente de msurare, aparate de msurare, instalaii de msurare i sisteme demsurare.

Msura reprezint un mijloc de msurare ce materializeaz pe toat duratautilizrii sale una sau mai multe valori ale unei mrimi fizice. Msurile pot fi cu valoareunic dac materializeazo singurvaloare a unei mrimi fizice (calplan-paralel,rezistor electric etc.) sau cu valori multiple, dacmaterializeaz mai multe valori aleunei mrimi fizice (rigl, cilindru gradat, condensator variabil etc.).

In general, msurile nu pot servi pentru efectuarea msurrilor dect asociate cuaparate, care de cele mai multe ori sunt aparate comparatoare, care compar

msurandul cu mrimea de referingeneratde msur. Excepie fac unele msuri de


9/74

Curs CONTROL Conf.univ.dr.ing. Liliana Popalungime (rigle, rulete, panglici etc.), de unghi plan, de volum i altele cu care se poatemsura i independent, comparaia fcndu-se vizual.

Calele plan-paralele reprezint msurile cel mai des ntlnite n controlulgeometric, fapt pentru care necesit un studiu mai amnunit. Acestea se livreaz ntruse n care lungimile nominale normalizate formeaz termenii unei serii aritmetice,prezentate n tabelul de mai jos.

Valori normalizate ale calelor plan-paraleleSeria Mrimea

calei, mmLungimea nominala calelor din

serie, mm1* 0,001 1,001; 1,002;1,0092 0,001 9,990; 9,991;..10,0103 0,01 1,01; 1,02;.1,094* 0,01 1,01; 1,02;.1,495 0,01 9,90; 9,91;10,106 0,1 1,1; 1,2;.. 1,97* 0,5 1,0; 1,5; ..9,58 0,5 1,0; 1,5; 24,59 1 1; 2; .. 9

10* 10 10; 20;..10011 25 25; 50; .10012 100 100; 200; 1000

O trus denumit normal, fig. 2.1, este alctuit din calele a patru seriinormale notate, n tabelul prezentat anterior cu *.

Fig.2.1 Trusde cale plan-paralele

La formarea blocurilor de cale trebuie respectate urmtoarele reguli:- alctuirea blocului de cale ncepe cu cea mai mic lungime care trebuie

materializat;- blocul de cale trebuie saibun numr minim de cale (deoarece un bloc de

cale reprezint un lan de dimensiuni care este cu att mai precis, cu ctconine un numr mai mic de dimensiuni).


10/74

Curs CONTROL Conf.univ.dr.ing. Liliana PopaExemplu de alctuire a blocurilor de cale.

Se cere sse formeze blocul de cale cu dimensiunea de 76,873 mm.Dimensiunea blocului de cale 76,873 mm -Dimensiunea primei cale 1,003 mmRestul 75,870 mmDimensiunea celei de a doua cale 1,370 mm -Restul 74,500 mmDimensiunea celei de a treia cale 4,500 mm -Restul i dimensiunea celei de a patra cale 70,000 mm

Instrumentul de msurare este cea mai simpl asociere de dispozitive ielemente care pot furniza informaii de msurare, mrimea msuratfiind raportatla oscarcu repere (ubler, micrometru, miliampermetru etc.).

Aparatul de msurareeste un mijloc de msurare realizat, n general, dintr-untraductor primar, dispozitive intermediare i un instrument de msurat (optimetru,aparat electric pentru msurarea temperaturii etc.).

Instalaia de msurare este un ansamblu de aparate, msuri i dispozitiveanex, reunite printr-o schemsau metodcomuni, care servesc pentru msurarea

uneia sau mai multor m

rimi (microscopul de atelier, ma

ina de m

surat n coordonateetc.).Sistemul de msurareeste un ansamblu complex de instalaii sau aparate de

msurare i dispozitive anex, reunite prin scheme i metode comune, n scopulobinerii informaiilor de msurare. Ele pot fi asociate cu dispozitive de automatizarei/sau tehnicde calcul.

Sistemele de msurare permit efectuarea automat a unei succesiuni demsurri, pe baza unui program ntocmit dinainte. Sistemele de msurare pot fi cuplaten linii tehnologice, asociate instalaiilor de reglare automata proceselor etc.

n funcie de destinaia metrologic, mijloacele de msurare se mpart nmijloace de msurare etalon i mijloace de msurare de lucru.

Mijloacele de msurare etalon (etaloanele) servesc la definirea, materializarea,conservarea sau reproducerea unitii de msur, sau a unei valori a acesteia, nscopul transmiterii ctre alte mijloace de msurare.

Mijloacele de msurare de lucru pot fi la rndul lor clasificate n mijloace demsurare de laborator a cror precizie se determinde organisme autorizate i mijloacede msurare tehnice la a cror utilizare se admite precizie nscrispe ele.

Dupnatura semnalului de intrare, mijloacele de msurare pot fi:- mijloace pentru msurarea mrimilor geometrice;- mijloace pentru msurarea mrimilor mecanice;- mijloace pentru msurarea mrimilor termice;- mijloace pentru msurarea mrimilor electrice etc.

n funcie de natura fizica semnalului de msurare, mijloacele de msurarepot fi:- mijloace de msurare mecanice;- mijloace de msurare pneumatice;- mijloace de msurare electrice i electronice;- mijloace de msurare optice.Atunci cnd n lanul de msurare se prelucreazmai multe semnale, mijloacele

de msurare pot fi combinaii ale categoriilor menionate anterior: mijloace optico-mecanice, optico-electronice, pneumo-electrice etc.

Dupmodul de utilizare mijloacele de msurare pot fi:- manuale - dacoperatorul uman executtoate fazele legate de msurare;


11/74

Curs CONTROL Conf.univ.dr.ing. Liliana Popa- mecanizate daco parte din fazele legate de msurare se executmecanizat

(ex. apropierea grosiera capului de msurat de piesprin deplasarea prin intermediulunor motoare electrice);

- automatizate cnd msurarea se realizeazfrintervenia operatorului;- active dac rezultatele msurrii influeneaz prin intermediul mijlocului de

msurare respectiv asupra desfurrii procesului respectiv ( ex. oprirea mainii nmomentul realizrii cotei finale, schimbarea regimului de achiere la atingerea cotei definisare etc.).

2.4 Criterii pentru alegerea metodelor i a mijloacelor de msurare

Alegerea metodei i a mijlocului de msurare devine o activitate tot maicomplexdin cauza dezvoltrii simultane a doutendine:

- dezvoltarea produciei de bunuri materiale n concordan cu cele mai noicunotine tehnice i tehnologice;

- creterea exigenelor privind nivelul calitii produselor.n ambele cazuri, metoda i mijlocul de control trebuie s in seama de un

complex de factori, prezentai n fig.2.2.

Fig.2.2 Criterii de alegere ale metodei i mijloacelor de control

Sintetiznd informaiile din schema anterioar, putem spune c tehnologultrebuie s mbine eficient dou categorii de criterii: unul de natur metrologic, iarcellalt de natureconomic.

a. Cele mai importante criterii metrologice:- tipul piesei sau ansamblului;- tipul mrimii care se msoar;- precizia care se impune msurrii.b. Cele mai importante criterii economice:- productivitatea care se impune msurrii;- gradul de complexitate al metodei;- costul mijloacelor de msurare.Analiznd prima categorie de criterii, se poate spune c primeaz asigurarea

unui nivel de ncredere ridicat al msurrii, corelat cu mrimea cmpului de toleranalcaracteristicii de msurat.


12/74

Curs CONTROL Conf.univ.dr.ing. Liliana PopaCriteriile economice, simplificnd analiza factorilor, s-ar referi la costurile de

dotare i exploatare ale mijlocului de msurare, dar i la productivitatea metodei.Trebuie menionat c ntotdeauna luarea n considerarea a unui criteriu

economic sau al altuia este relativ i judecata trebuie fcut prin prisma costurilorcalitii.

2.5 Indici metrologici ai mijloacelor de msurare

n vederea efecturii msurrilor, mijloacele de msurare trebuie ssatisfacun

ansamblu de condiii numite caracteristici metrologice, care vor fi prezentate n cele ceurmeaz.

Scara gradateste totalitatea reperelor dispuse de-a lungul unei linii drepte saucurbe, care reprezintun ir de valori succesive ale mrimii de msurat.

n funcie de poziia reperului cu valoarea zero scrile gradate pot fi:- cu zero la limita inferioar;- cu zero la mijloc;- cu zero n afara scrii.Reperele reprezint semnele care limiteaz diviziunile i sunt trasate

perpendicular pe linia scrii gradate.Diviziunea reprezint distana, c, dintre axele sau centrele a dou repere

consecutive ale scrii gradate.Valoarea diviziunii, i, reprezint valoarea mrimii msurate corespunztoare

unei diviziuni sau deplasrii indicelui cu o diviziune (este nscrispe aparat).Indicaia aparatului de msurare reprezint valoarea rezultat n urma

msurrii cu aparatul respectiv, obinut prin nmulirea indicaiilor citite pe scaragradatcu constanta aparatului.

Precizia citirii reprezintprecizia atinsla citirea indicaiilor pe scara gradat. ncondiii de laborator ea poate ajunge pnla 0,1 dintr-o diviziune, iar n producie pnla 0,5 dintr-o diviziune.

Domeniul (limitele) de msurare poate fi considerat pe scara aparatului ca

reprezentnd intervalul cuprins ntre reperele extreme ale scrii gradate (exemplu:ortotestul are 100 m) sau, n general, ca reprezentnd valorile minimi maximcare pot fi determinate cu ajutorul aparatului respectiv.

Intervalul de msurare este dat de mulimea de valori ale msuranduluicuprinse ntre limitele de msurare.

Constanta aparatului reprezint raportul dintre valoarea mrimii msurate ivaloarea citirii.

Raportul de amplificare reprezint raportul dintre deplasarea liniar sauunghiular a indicatorului i variaia mrimii msurate care determin aceastdeplasare. Raportul arat c o anumit variaie a mrimii msurate trece prinmecanismul de amplificare i se transformntr-o anumitdeplasare a acului indicator.

n general, raportul de amplificare poate fi exprimat prin raportul dintre diviziunea scriigradate i valoarea acesteia:

k=c/i (2.2)De exemplu, dac la un comparator cu cadran, diviziunea c=1,5 mm, iar

valoarea diviziunii nscris pe cadran i=0,01 mm, raportul de amplificare va fi:k=c/i=1,5/0,01=150.

n general, precizia unui aparat de msureste datde gradul de exactitate alrezultatelor msurrii i depinde de sensibilitatea, justeea i fiabilitatea acestuia.

Fora de msurare reprezintfora cu care palpatorul apassuprafaa piesei ntimpul msurrii.


13/74

Curs CONTROL Conf.univ.dr.ing. Liliana PopaFiabilitatea metrologic reprezint capacitatea mijlocului de msurare de a

funciona frdepirea erorilor tolerate de-a lungul unui interval de timp dat, n condi iinormale de funcionare.

Exactitatea (precizia)unui mijloc de msurare exprimgradul de exactitate alrezultatelor msurrilor. Un mijloc de msurare este cu att mai precis cu ct rezultatelesunt mai juste i mai fidele.

Justeea exprim gradul de afectare al rezultatelor msurrii, obinute cu unmijloc de msurare, cu erori sistematice (calitatea de a da la msurri repetate iruri devalori a cror medie aritmetic s fie ct mai apropiat de valoarea adevrat a

msurandului)Fidelitateaexprimgradul de afectare al rezultatelor msurrii, obinute cu un

mijloc de msurare, cu erori aleatoare (calitatea de a da la msurri repetate iruri devalori ct mai apropiate ntre ele).

Precizia instrumental este caracteristica metrologic a unui mijloc demsurare care exprim calitatea acestuia n ceea ce privete gradul de afectare arezultatelor msurrilor cu toate tipurile de erori instrumentale.

Sensibilitatea este caracteristica metrologic a unui mijloc de msurare careexprim, pentru o valoare dat a msurandului, raportul dintre variaia semnalului deieire i variaia corespunztoare a msurandului

Pragul de sensibilitatese definete ca cea mai micvaloare a msurandului,care determino variaie certa mrimii de ieire n condiii normale de funcionare amijlocului de msurare.

Rezoluiaeste cea mai micvariaie a mrimii de msurat, care poate fi cititlaieire pe dispozitivul de indicare al mijlocului de msurare.

La aparatele analogice rezoluia este, de obicei, valoarea msuranduluicorespunztoare unei diviziuni pe scara aparatului (sau cel puin diviziuni,presupunnd coperatorul poate aprecia corect fraciunile de diviziune).

Eroarea instrumental este partea din eroarea de msurare global careprovine de la mijlocul de msurare, egalcu abaterea indicaiei unui mijloc de msurarefade valoarea adevrat.

2.6 Structura mijloacelor de msurare

Structura specific a mijloacelor de msurare rezid din necesitatea prelucrriiunei mari varieti de semnale provenite de la msurand.

S-a prezentat anterior faptul c, n funcie de natura fizica semnalelor care seprelucreaz, mijloacele de msurare pot fi: mecanice, optice, electronice sau combinaiiale acestora (optico-mecanice, mecano-electronice etc.).

Structura generala unui mijloc de msurare este prezentatn figura 2.7.Pentru a se putea efectua msurarea, mijlocul de msurare preia de la msurand

odat cu semnalele de msurare i o cantitate de energie. Cnd aceasta nu este

disponibil, mrimile de msurat fiind pasive, se utilizeaz o surs de energie deactivare. Aceasta poate fi transmisprin intermediul subansamblului de intrare (fig.2.2a) sau poate aciona direct asupra msurandului, fiind transmis de la o surs deenergie de activare exterioarmijlocului de msurare (fig. 2.2 b).

Subansamblul de intrare (de captare) are rolul de a transforma semnalele demsurare n semnale ce pot fi prelucrate n continuare de ctre subansamblul deprelucrare. Dup prelucrare, semnalele de msurare sunt prezentate de ctresubansamblul de ieire sub o formcare permite evaluarea i valorificarea lor de ctreoperator, sau de ctre un sistem centralizat de prelucrare a datelor.


14/74


Fig. 2.3 Structura mijloacelor de msurare, cu energia de activare aplicatmijlocului demsurare (a) i msurandului (b)

ntrebri

Cum putei clasifica metoda de msurare n raport cu toate criteriile

cunoscute? Cum se alctuiete blocul de cale pentru dimensiunea ? Care sunt argumentele care justific alegerea mijlocului de msurare pentru

suprafaa..? Care sunt argumentele care justific alegerea metodei de msurare pentru

suprafaa..? Care sunt principalii indici metrologici ai mijlocului de msurare utilizat la

controlul suprafeei (dimensiunii)..?


15/74


13

Curs 3

2.7 Erori de msurare2.7.1 Noiuni fundamentale

Toate msurrile au ca scop determinarea valorilor adevrate ale unormrimi, dar, n practic, se observcntotdeauna valoarea adevratX a uneimrimi fizice este diferitde valoarea msurat- Xm.

Aceast valoare cunoscut (Xm) este afectat de erori generate deimperfeciunile aparatelor de msuri de imprecizia de citire a observatorului pede o parte, iar pe de altparte de variaiile ce se produc n condiiile de msurarei reglaj ale aparatelor.

Eroarea de msurarese definete ca diferena dintre valoarea msurati valoarea adevrata mrimii msurate i se noteazcu X.

X = Xm X (2.3)

n practicse acceptn locul valorii adevrate o valoare determinatcu oincertitudine suficient de mic, denumit valoare convenional adevrat. naceste condiii, este important s se cunoasc, pentru o msurare efectuat nanumite condiii i cu anumite mijloace de msurare, valoarea erorii maxime carepoate fi admis.

Relaia n care se afl mrimile vehiculate n acest capitol (eroare demsurare, incertitudine de msurare, valoare adevrat, valoare convenional

adevratetc.) poate fi urmritn figura 2.3.

Fig. 2.3 Erori de msurare

De exemplu: prin msurarea repetatcu un mijloc de msurare se obin,pentru un diametru, valorile d1, d2.dn.

Media aritmetica celor n valori obinute prin msurare este X.Erorile de msurare individuale sunt:1= d1 X2= d2 X


16/74


14

.n= dn X (2.4)

Incertitudinea de msurare, definit n acord cu VocabularulInternaional de Termeni Fundamentali i Generali din Metrologie, reprezintunparametru, asociat rezultatului unei msurri, care caracterizeaz dispersiavalorilor i care n mod rezonabil este atribuit msurandului. Acest parametrupoate fi o abatere standard sau pe de altparte un interval n care este indicat undomeniu sigur de ncredere.

Factorii care contribuie la incertitudinea de msurare, dar care nusunt toi relevani n toate cazurile sunt:

1. definiia msurandului;2. eantionare;3. transport, stocare i manipularea probelor;4. prepararea probelor;5. condiii de mediu i de msurare;6. personalul care efectueazncercri;7. diferene n ceea ce privete procedura de ncercare;8. mijloace de msurare;9. etaloane pentru etalonare sau materiale de referin;10. software i/sau, n general, metode asociate cu msurarea;11. incertitudinea rezultat din corecia rezultatului msurrii ca efect

sistematic.

2.7.2 Sursele erorilor de msurare

Structura unui proces de msurare presupune un ansamblu complex derelaii ntre principalele componente: msurand, mijloc de msurare i legturilecare se stabilesc ntre acestea prin intermediul metodei de msurare, alinteraciunilor, al mediului etc., ceea ce este prezentat n figura 2.2.

Cunoaterea surselor erorilor de msurare este absolut necesar pentrustudiul complex al erorilor, dar i pentru evidenierea metodelor de reducere aacestora.

Obiectul supus msurrii reprezint un ansamblu de caracteristici fizice,mecanice, geometrice, printre care se gsete i msurandul ( mrimeparticularsupusmsurrii).

Erorile de modelsunt induse de obiectul supus msurrii (msurandul)i sunt o consecina simplificrii acestuia. n general, obiectului i se asociazun model, care nu corespunde integral realitii, neglijnd caracterul sucomplex. De exemplu, la msurarea diametrului unei piese cilindrice se obinrezultate diferite, n funcie de poziia mijlocului de msurare n raport cu piesa.Incertitudinea de msurare provine n acest caz din imperfeciunile piesei, ncomparaie cu modelul ideal care este un cilindru perfect.

La msurarea temperaturii unui corp cu ajutorul pirometrului se comite toto eroare de model dacse renunla corecia de emisivitate, asimilnd corpul cuun radiator negru perfect.


17/74


15

Fig. 2.2 Sursele erorilor de msurare

De asemenea, obiectul supus msurrii poate provoca erori demsurare i prin anumite caracteristici proprii, altele dect msurandul, careinflueneaz mijlocul de msurare. Acestea se mai numesc mrimi

neinformative, spre deosebire de msurand, care este mrimea informativ nprocesul de msurare.Msurandul despre care dorim s obinem informaii prin msurare are

rolul hotrtor pentru calitatea valorilor msurate. n funcie de acesta se alegmetodele i mijloacele de msurare. Este de la sine neles c nu se va puteaaplica o metod direct de msurare a densitii unui corp solid cnd aceastaeste imposibil, ea putnd fi determinatnumai indirect prin msurarea masei ivolumului su i prin efectuarea calculelor asupra lor conform relaiei de definiie.Din contr, pentru un lichid se va folosi o msurare direct, cu ajutorul unuidensimetru ce se scufund n recipient i permite citirea direct a valorilormsurate.

La msurarea diametrului unei piese de seciune circular realizat prinachiere (de regul, prin strunjire) se va folosi un ubler sau un micrometrupentru c starea suprafeei ei nu reclam utilizarea unui aparat de mareexactitate caz n care msurarea ar fi neeconomic prin timpul de msurarenecesar prea lung i prin uzura asociat.

De asemenea, se va ine seama ca fora de msurare ce se aplicelementelor n contact cu msurandul snu producdeformaii i, implicit, eroride msurare.

Msurarea temperaturii unei matrie de presat mase plastice va fi eficacedac palpm n apropierea cuibului de formare a piesei i nu la extremitideoarece matria nu este nclzituniform n toatmase ei.


18/74


16

S-au prezentat mai sus cteva exemple n care exist interaciune ntreelementele sau caracteristicile mijlocului de msurare i msurand care au drepturmare afectarea rezultatelor msurrii.

Poziionarea corecta unei piese circulare prelucrate exterior prin strunjiresau rectificare, permite identificarea abaterii de form provocate de vibraiileproduse n timpul achierii. Determinarea abaterii de la cilindricitate va fi posibildacse alege o prismn V cu un unghi de deschidere potrivit.

Erorile datorate mijlocului de msurare sau erorile instrumentale,apar datoritproiectrii i construciei aparatului de msur. In condiii normalede lucru, limitele erorilor instrumentale sunt cunoscute din documentele care

nsoesc instrumentul. De aceea erorile instrumentale sunt cel mai uor deevaluat de ctre orice utilizator.

Erorile datorate interaciunii obiect-aparat sau erorile de interaciunesunt provocate de modificarea strii obiectului de ctre aparatul de msur,perturbaia produs ducnd la o alt valoare a msurandului dect ceaanterioarinteraciunii obiect-aparat.

Erorile de interaciune apar ntotdeauna la msurarea cu aparate care nuau surse proprii de energie (aparate pasive) i preiau de la obiect energianecesar msurrii. Dac aceast cantitate de energie este semnificativ nraport cu energia total a obiectului, atunci apar erori de interaciune. Deexemplu, pot saparastfel de erori la msurarea temperaturii unui corp rcit determometrul pus n contact cu el, la msurarea tensiunii electrice cu un voltmetrucare consumcurent etc.

Erori de interaciune pot apare i n cazul msurrii cu aparate careposed energie proprie de msurare (aparate active), datorit schimbului

energetic ce poate avea loc n ambele sensuri ntre obiect i aparat. De exemplu,astfel de erori apar n cazul unei piese creia i se msoar dimensiunile, subaciunea forei exercitate de palpatorul aparatului de msuretc.

Erori datorate influenelor exterioare sau erorile de influen, provinde la factorii care acioneaz asupra obiectului supus msurrii i asupramijlocului de msurare.

Aceti factori sunt, n primul rnd, cei caracteristici mediului ambiant :temperatura, umiditatea i presiunea aerului, dar i cmpuri electromagnetic,radiaii, gravitaia terestr, aciuni mecanice, ocuri, vibraii, sunete, ultrasunete.n continuare, se va detalia influena acestor factori n scopul evidenieriiimportanei acestora n rezultatul final al msurrii.

A. Factorii de clim

Factorii de climau influena cea mai pregnantasupra msurrilor. Ei sentlnesc n toate domeniile de msurare la msurri geometrice de precizie,variaiile de temperatur pot aduce prejudicii valorilor determinate pentrumsurand; depunerile de praf, diferite soluii de acizi sau sruri de acizi i chiarmicroorganismele pot denatura rezultatele msurrii. Neasigurarea unor condiiide compensare a variaiei presiunii atmosferice sau neprotejarea sistemului demsurare de umiditate sau raze solare, poate conduce la rezultate eronate.


19/74


17

a. Temperatura

Este factorul care influeneaz frecvent msurrile, aproape toateorganele mijloacelor de msurare resimindu-se de pe urma influeneitemperaturii. Aceasta face svarieze dimensiunile pieselor metalice, producndmodificri importante n caracteristicile asamblrii (variaii ale jocurilor istrngerilor), modificarea condiiilor de frecare. Ea determin variaia volumuluilichidelor, modific tensiunile superficiale, influeneaz evaporarea, acioneazasupra vscozitii etc.

In vederea eliminrii influenei temperaturii, a variaiei ei asuprarezultatelor msurrii se iau o serie de msuri astfel ca efectul perturbator sfieminim. In primul rnd, prin standardizare se fixeazaa numita temperaturdereferin. Aceasta, dupSR EN ISO 1:2003, este, n Romnia, de 20C. Ea es testabilit, pentru fiecare zon geografic, inndu-se seama de temperaturilemedii multianuale locale. Temperatura de referin are menirea (ca prinrespectarea ei s asigure o variaie nensemnat a valorii msurandului i omodificare neperturbatoare a elementelor mijloacelor de msurare. Abaterileadmise de la aceasttemperatursunt n funcie de gradul de precizie la care seefectueazmsurrile (Tabelul 2.2).

Tabelul 2.2. Abaterile maxime de la temperatura standard de msurare admisepentru diferite medii in care se desfoaractiviti metrologice.

Locul deactivitate

Ateliere Laboratoareindustriale

Laboratoare deprecizie ridicat

Puncte de msurarecu precizie special

Abatereaadmis[grade]

5 2 1 (0,10,5)

Pentru ncadrarea n aceste limite se utilizeaz larg procedeultermostatrii ncperilor, prin diferite procedee. In primul rnd se utilizeaztermostatarea naturalprin izolarea termica ncperilor. De cele mai multe orilaboratoarele se organizeaz n subsolurile cldirilor. Cu ct subsolul este maiadnc, cu att se poate menine mai uor o temperatura constant fr a serecurge la alte mijloace.

In cazul n care termostatarea natural nu poate asigura condiiile

impuse, se recurge la termostatarea artificial.In construcia modern a aparatelor de msur se utilizeaz pe scarlarg sistemele de compensare a variaiei temperaturii mediului nconjurtor. Incondiii industriale, o metoddes ntrebuinateste cea a egalizrii temperaturiimsurandului i a mijloacelor de msurare. Aceasta se realizeaz prinmeninerea lor n aceeai incintun timp suficient pentru a se ajunge la aceeaitemperatur.

In cadrul unei msurri de precizie se va ine cont att de diferenele detemperatur dintre msurand i mijlocul de msurare ct i de abaterea de latemperatura de referin, calculnd dimensiunea respectiv cu ajutorul legii dedilataie. In general, pentru lungimi se va folosi formula :


20/74


18

( ) ( )[ ],2020 221120 = ttllL nm (2.5)

n care : L20 este dimensiunea liniara msurandului la 20C [mm]; l mdimensiunea msurata msurandului cititpe aparat [mm]; 1 coeficientul dedilatare liniar a msurandului [1/K]; 2 coeficientul de dilatare liniar amijlocului de msurare [1/K]; t1 temperatura msurandului [C]; t 2 temperaturamijlocului de msurare [C]; l n lungimea nominal[mm].

Valorile coeficienilor de dilatare liniar pentru diferite materiale suntprezentai n tabelul 2.3.

Tabelul 2.3 Valorile coeficienilor de dilatare pentru materiale frecvent utilizaten industrie.

Denumireamaterialului

Aluminiu

Alam

Bronz

Cupru

Constantan

Oelnealiat

Font

Oelaliatcu

Cr

Oelaliatcu

Ni

Invar

Sticlc

uar

Coeficientde dilatare

liniar[10-6/ oC] 2

3,8

185

17,5

16,5

15,2

11,5

10,4

10,0

12,0

1,5

0

0,5

0

b. Presiunea atmosferic

Presiunea atmosferic intr mai rar ca factor perturbator n procesul demsurare. Ea are un efecte pregnant la msurri de debite, de presiuni,temperaturi, mase etc., mai puin la msurarea lungimilor.

Presiunea standard de referineste de 101325 Pa (N/m2) = 760 mm Hg= 1,01325 bari.

La msurrile n care msurandul este afectat de variaiile presiuniiatmosferice, eliminarea efectului perturbator se realizeaz fie prin coreciamrimii, fie prin amplasarea unor dispozitive de compensare i corecie.

La msurri de precizie nalt(de exemplu mase etalon), msurandul seamplaseazn vid, pentru a elimina cu totul efectul presiunii atmosferice.

c. Umiditatea

Coninutul de vapori de ap n aerul ambiant (exprimat n procente) fade coninutul de vapori de apdin aerul saturat este msura umiditii relative.Meninerea ei la valori prea nalte provoac condensarea vaporilor de ap dinaerul ncperii la atingerea suprafeelor metalice mai reci a mijloacelor demsurare, favoriznd astfel oxidarea i disfuncia lor. O valoare prea redus

nlesnete circulaia uoar a prafului, care depunndu-se pe suprafeele demsurare pot aduce perturbri determinrii valorii corecte a mrimii msurate, de


21/74


19

asemenea, prin atingerea corpurilor nclzite se calcineaz producnd amoniaci alte gaze neplcute pentru operator. Pe lng efectul negativ pe care l areasupra msurrii, o umiditate excesiv deregleaz confortul termic al ncperiiinfluennd asupra schimbului de cldural operatorului cu mediul ambiant ce seface prin evaporarea apei la suprafaa pielii. Limitele admise ale umiditii relativea aerului din laboratoarele industriale se fixeaz ntre 3070 %, iar pentrulaboratoare de precizie 3555 %. Valoarea ideal ar fi de 45 %, nsrespectarea ei ar fi neeconomicoas.

d. Praful

Coninutul de praf (particule solide n aer a cror vitez de cdere ncureni liberi este mult mai mic dect cea corespunztoare legilor cderiicorpurilor datorit dimensiunilor mici ale acestora) n aerul laboratoarelor ipunctelor de msurare pot avea influene grave asupra rezultatelor msurrilor.Condiia eliminrii prafului se impune n special pentru laboratoarele n care sefac msurri geometrice, optice (pentru c poate forma un strat perturbatormodificnd dimensiunile msurandului sau caracteristicile optice datoritdispersiei razelor de luminfolosite).

n laboratoarele industriale se admit 1 mg/m3, iar n laboratoarele de naltprecizie, condiiile sunt mult mai severe.

Pentru nlturarea prafului, se recomandamenajri de nie exhaustoare,dispozitive de captare local, filtre mecanice sau electrostatice, dar i folosireade mbrcminte i nclminte speciale, meninute ntr-o perfectcurenie. Nuse admite folosirea creioanelor i a hrtiei, nu se admite fardarea etc.

amplasarea laboratoarelor se face departe de drumurile cu circulaie rutier, deinstalaii care prin procesul tehnologic eliminpraf, fum i alte materii pulverizatecare pot antrena praful i pot forma materii coloidale duntoare funcionriimijloacelor de msurare. De asemenea, se recomand ca ncperilelaboratoarelor saibo suprapresiune de 0,20,8 milibari, care va avea rolul dea antrena spre exterior praful din ncperi.

Pe lngfactorii climatici enumerai, se mai poate aminti aciunea razelorsolare, microorganismelor, a diferitelor soluii i sruri de acizi, a vitezei decirculaie a aerului care contribuie i el la efecte perturbatoare n msurri deprecizie, dar nlturarea acestor efecte se realizeaz odat cu msurile luate

mpotriva factorilor discutai, sau efectele lor sunt de o importanmai mici nu

le vom discuta.

B.FACTORI MECANICI

In laboratoarele industriale i cele de precizie, rezultatele msurrii pot fiafectate de vibraii i trepidaii. Se recomand ca laboratoarele optice, depresiune, de mase, acceleraii i fore snu fie sub influena unor vibraii la bazaaparatelor peste 0,001 g (g=9,81 m/s2) sau amplitudini de 0,25 m la frecvenede cel puin 200 Hz.


22/74


20

Pentru a obine citiri repetate de aceeai mrime, o msurare trebuie safie supusla ct mai puine vibraii. Cea mai bundovada efectului vibraiilor oconstituie lipsa de fidelitate a aparatului.

Sursele de vibraii pot fi exterioare, provenite de la instalaii mecaniceamplasate n apropierea laboratoarelor, de asemenea, pot fi de provenienproprie de la aparatele de msur n funciune, fie de la elemente n micareperiodic neechilibrate dinamic sau greit amplasate provocnd rezonanasistemului, fie de la elemente glisante care nu sunt ntreinute corespunztor sauprezint uzuri avansate. Eliminarea efectelor vibraiilor asupra rezultatuluimsurrii nu se poate face n totalitate, ele nsse pot reduce la minimum printr-o identificare a sursei i analiza propagrii acestuia.

C. Factori electrici

Printre factorii electrici perturbatori ai msurrii se numr variaiatensiunii i frecvenei reelei de alimentare, paraziii industriali, perturbaiileelectrice i atmosferice, semnalele de nalt frecven, distorsiunile, care prinaciunile lor directe i secundare ale cmpurilor magnetice i electrostatice potinfluena rezultatele msurrii.

Cmpul electric i magnetic nu influeneaz prea mult aparatele dindomeniul presiunilor, forelor, acceleraiilor, mrimilor geometrice, optice i debite

n msura n care nu se utilizeazaparaturelectronic.

D. Factorul uman, operatorul i condiii de lucru

Influena factorului uman asupra rezultatelor msurrii este de cea maimare importan. Ea apare sub mai multe aspecte.

In primul rnd, operatorul, dup nivelul de pregtire, pricepere,ndemnare, experieni interesul cu care lucreaz, poate realiza sau prejudiciao msurare corect. In al doilea rnd, modul de organizare, dotare, amenajare alaboratorului, microclimatul, atitudinea factorilor responsabili de buna desfurarea activitii, stimuleaz sau nrutete sigurana i competena personaluluilaboratorului i rezultatul muncii acestora. Un operator dezinteresat, nepregtitnu va putea niciodatsefectueze o msurare concludent, chiar dacdispunede echipamente i condiii de lucru corespunztoare, de receptivitatea factorilorde decizie. Nu este mai puin adevrat faptul c un operator bine pregtit, cu

cunotine teoretice i practice, cu bune intenii de a desfura o activitatecompetent, poate fi frustrat de un climat care nu l stimuleaz. Problema este dea realiza o armonizare att a inteniilor ct i concepiilor cu necesitile concreteale activitii respective.

In afara acestor surse ale erorilor de prelucrare detaliate anterior, nanumite situaii, mai ales la metodele indirecte de msurare, apar erori specificenumite erori de metod. Ele se pot ncadra fie n categoria erorilor de model, fie

n categoria erorilor de interaciune.Atunci cnd se apeleaz la metode de msurare subiective, i cnd este

nevoie ca operatorul uman s aprecieze nuane, intensiti luminoase,


23/74


21

subdiviziuni, fcnd raportarea modului n care operatorul real efectueazaceast operaie, cu operatorul ideal, pot s apar ca distincte i erorile deoperator. Din punct de vedere al categoriilor mari de surse de erori, ele se pot

ncadra n categoria erorilor instrumentale.Dupcum rezultdin cele artate anterior, multitudinea surselor de erori

afecteaz rezultatul msurrii i arat de ce nu poate fi cunoscut valoareaadevrata unei mrimi.

Din cauza acestui fapt, msurarea nu se ncheie odat cu citirea unorvalori pe aparatul de msur. O component necesar fiecrei msurri oconstituie interpretarea indicaiei obinute i identificarea cilor de apariie aerorilor n scopul prevenirii lor. Dac se cunoate sursa erorii i cile depropagare a acestora, se pot efectua operaii de eliminare sau de compensare alor.

2.7.3 Exactitatea, fidelitatea i justeea msurrilor

In locul termenului precizie de msurare se va folosi termenulexactitate, termen adoptat n ultimele reglementri internaionale; prin aceastanu se creeazconfuzii cu alte accepiuni ale termenului precizie.

n funcie de erorile care le afecteaz, msurrile se caracterizeaz prinprecizie i exactitate. Un ir de msurtori este precis dac rezultatele segrupeazstrns, mprtierea lor este minim, fig.2.7 a i b; ea este determinatde mrimea erorilor ntmpltoare. Exactitatea caracterizeaz abaterearezultatelor fa de valoarea adevrat a mrimii msurate, fig. 2.7 a. Omsurare poate fi precis fra fi i exact (dacexisto eroare sistematic),dar precizia este o condiie necesarpentru exactitatea msurrilor.

Fidelitatea sau repetabilitatea constituie calitatea unor msurri repetateale aceluiai msurand de a da rezultate apropiate ntre ele.

O fidelitate buna unei msurri nsemnerori aleatoare mici la repetareamsurrii respective, n aceleai condiii. Trebuie precizat c repetabilitatea serefer la msurarea aceluiai msurand, n aceleai condiii de mediu, cuaceleai mijloace i metode, de ctre acelai operator etc. Calitatea de a nu fiafectatde erori ale msurrii aceluiai msurand n condiii diferite, cu mijloacei metode diferite etc., se numete reproductibilitate. Termenul se aplic, deregul, unor anumite determinri efectuate la intervale mari de timp i eventual nlocuri diferite.

a. b. c. d.

Fig.2.7 Ilustrarea noiunilor de exactitate i preciziea. exactitate i precizie


24/74


22

b. precizie frexactitatec. exactitate frprecizied. nici exactitate, nici precizie

Justeea constituie calitatea unor msurri repetate ale aceluiaimsurand de a da rezultate ale cror valoare medie este apropiatde valoareaadevrata msurandului.

O justee bun a unei msurri nsemn o eroare sistematic mic avalorii medii a rezultatelor obinute prin repetarea de un numr mare de ori amsurrii respective.

Exactitatea, fidelitatea i justeea sunt atribute generale ale oricrui procesde msurare. Exactitatea include fidelitatea i justeea ca dou componentedistincte, complementare. Fidelitatea sugereaz concentrarea, stabilitatea,sigurana, iar justeea nsemn, n sens larg, apropiere de adevr.

Dac se dovedete caceste erori aleatoare nu sunt acceptabile, se vatrece la alte metode de msurare mai precise (care au erori de fidelitate maimici), mrind astfel sigurana de msurare.

2.7.4 Componentele erorii totale de msurare

Pentru o anumitmetoda de msurare se ia n considerare eroarea totalde msurare, o eroare ale crei componente sunt:

1. Eroarea de indicaie a mijlocului de msurare utilizat eroarea aredrept cauze abaterile dimensionale i ale caracteristicilor pieselor componente

ale mijlocului de msurare, comportarea variat n funcionare a acestora ieroarea de citire. De exemplu:


25/74


23

2. Eroarea provenitdin reglare se datoreazerorilor de execuie alemijloacelor cu care se face reglarea (cale plan paralele, abloane, piese etalon).Eroarea de reglare se ia egalcu eroarea limitde execuie sau de certificare amsurilor cu care se face reglarea.

3. Eroarea cauzat de abaterile de temperatur. Este tipul de eroarecare este luat n consideraie n cazul pieselor al cror rol funcional esteimportant i care se executcu precizie ridicat.

Eroarea se calculeazcu relaia:

l = l(ptp mtm) (2.7)n care: p, m coeficientul de dilatare termicliniara piesei i mijlocului demsurare; tp, m= tp, m- 20- t p, mtemperatura piesei, respectiv a mijlocului demsurare n momentul msurrii.

4. Eroarea datorat influenei forei de msurare este eroarea careapare ca urmare a deformaiilor locale la contactul dintre palpatorul aparatului isuprafaa msurandului (cnd msurarea se face cu contact).

5. Erori datorate altor factori, cum ar fi: abaterile de form, stareasuprafeei, poziia piesei care se msoar, folosirea unor baze e msurarenepotrivite etc.

2.7.5 Clasificarea erorilor de msurare dupnatura statistic

Identificarea erorilor din punct de vedere calitativ este foarte grea,cteodatimposibil, dar existmodalitatea de a fi evaluate.

Identificarea sau evaluarea erorilor de msurare se realizeaz pe de oparte prin cunoaterea perfect a caracteristicilor mijloacelor de msurare, acondiiilor de msurare, iar pe de altparte prin repetarea msurrii n aceleaicondiii cu acelai msurand i cu aceleai metode i mijloace de msurare sauprin modificarea controlat a acestora. Rezultatele astfel obinute vor formastructuri statistice pentru analiza crora un instrument bine pus la punct estestatistica matematic.

Din punct de vedere al structurii statistice avem:- erori aleatoare (ntmpltoare);- erori sistematice;- erori aberante (grosolane sau parazite).

Erorile aleatoare (ntmpltoare) sunt necontrolabile, neputnd fiidentificate, ele variazimprevizibil att ca valoare absoluta ct i ca semn atuncicnd se msoarrepetat acelai msurand n condiii practic identice. Ele se potevalua cu ajutorul metodelor statisticii matematice n baza crora se determinincertitudinea msurrii, adicvaloarea limita erorilor aleatoare.

Cauzele erorilor aleatoare sunt indeterminabile sau foarte greu dedeterminat. Ele apar ca urmare a unei multitudini de factori a cror influenindividual este neglijabil, dar a cror nsumare d o eroare aleatoarerezultant. Execuia mijloacelor de msurare ar reprezenta una din aceste cauze


26/74


24

prin: jocuri n ghidaje, n lagre, frecri, uzuri etc. Alte cauze pot fi: aezareadiferita piesei la fiecare msurare, aprecierea diferita poziiei acului indicatorla msurri repetate etc.

Erorile aleatoare sunt inevitabile, ele nu pot fi eliminate, dar, cu ajutorulteoriei probabilitilor se poate stabili n ce msur acestea influeneazestimaiile valorilor mrimilor msurate; este posibildeterminarea valorii mrimiimsurate cu o eroare orict de micn raport cu erorile msurtorilor individuale.

Eroarea sistematic se caracterizeaz prin aceea c la repetareamsurrii n condiii identice rmne constantatt ca valoare absolutct i casemn, sau variaz pe baza unei legi cunoscute sau care poate fi definit cndcondiiile se modific.

Cauzele erorilor sistematice pot fi cunoscute i, ca urmare, se pot luamsuri pentru eliminarea, diminuarea sau compensarea lor.

De exemplu, la reglarea incorect a mijlocului de msurare ( sau lanecoincidena gradaiei zero de pe scara gradat principal a ublerului igradaia zero de pe vernier), toate valorile obinute n msurri vor fi deplasatecu o mrime constnt. Dac scara aparatului este neuniform, toate valorilemsurate se vor deplasa cu o mrime variabildupo lege determinat.

n mod similar se petrec lucrurile la variaia condiiilor exterioare(temperatura la care se face msurarea) n comparaie cu condiiile normale,cnd pot s apar erori sistematice, uor de cunoscut atunci cnd se tieinfluena condiiilor exterioare asupra rezultatului msurrii.

Erorile sistematice pot fi:- erori sistematice constante ex. prima diviziune a scrii gradate este

executatmai mare dect celelalte;

- erori sistematice variabile dupfuncii liniare ex. toate diviziunile uneiscri sunt mai mari cu aceeai valoare; cu ct valoarea msuratestemai mare, eroarea este mai mare;

- erori sistematice variabile dupfuncii periodice ex. montareaexcentrica acului unui comparator cu cadran circular.

Erorile aberante(grosolane sau parazite) care au valori considerabil maimari, depind erorile cele mai probabile i care introduc riscul afectriifundamentale a rezultatului final al msurrii (de exemplu erorile datorate citiriieronate, transcrierii eronate a rezultatului msurrii, utilizarea incorect a unuimijloc de msurare).

Erorile grosolane pot fi detectate ca urmare a caracteristicii lor i anume

faptul cdiferconsiderabil ca valoare fade rezultatele celorlalte msurri. Elepot fi reduse sau chiar eliminate utiliznd metode automate de msurare i

nregistrare a datelor.

ntrebri

Care pot fi sursele erorilor de msurare la controlul piesei? Cum influeneazeroarea de model rezultatul msurrii? Ce erori de interaciune pot saparla msurarea cotei? Ce erori de influenpot saparla msurarea cotei?


27/74


25

Care sunt componentele erorii totale de msurare? Care sunt msurile ce se iau pentru diminuarea erorilor aleatoare la

msurarea .? Care pot fi cauzele apariiei erorilor sistematice la msurarea cotei.? Care sunt msurile care se iau pentru diminuarea erorilor de influen?


28/74


19

Curs 4

3. Metode de inspecie i control

3.1 Metode de inspecie

Rolul controlului tehnic este de a aciona i interveni operativpentru ca produsul final s corespund condiiilor cerute sndeplineasccalitatea de conformitate.

Aciunea de control are n vedere toate etapele de realizare aleprodusului, i anume: etapa de proiectare, de execuie, de montaj, nfiecare dintre aceste etape utilizndu-se metode specifice.

Stabilirea metodelor de inspecie pentru etapa de execuie,precum i a mijloacelor de msurare care urmeaz a fi folosite seface n etapa de proiectare tehnologic. n aceastetap, n funciede rolul pieselor n ansamblu, de precizia acestora, se stabilescmetodele de inspecie care se vor aplica ca faze ale unor operaii sauca operaii distincte; n cazurile mai complexe se elaboreaztehnologii de control care, pe lngprecizarea a ce, cnd, cum i cuce se msoardiferitele caracteristici care intereseaz, se fac i alteprecizri legate de pregtirea piesei, poziiile impuse pentru diferiteleprobe etc.

n etapa de execuie, metodele de inspecie sunt:Autoinspecia este inspecia efectuat de operatorul care

executoperaia tehnologic; este cea mai veche metodcare, dac

este executatcorect, este foarte eficient.Pentru aplicarea autoinspeciei este necesar ca operatorul scunoasc utilizarea mijloacelor de msurare, s cunoascinterpretarea rezultatelor i, n acelai timp, sfie obiectiv pentru a nulsa n flux piese neconforme.

Utilizarea autoinspeciei nu trebuie s exclud total inspeciaefectuatde persoane cu atribuii pe linia asigurrii calitii.

Autoinspecia se recomandsse aplice:- n producia de unicate i serie mic este necesar ca

tehnologia s fie elaborat cu mult discernmnt deoareceprevederea inspeciei la fiecare faz a operaiilor poate duce lamrirea ciclului de fabricaie i, implicit, la scumpirea piesei;

- n procesele de fabricaie insuficient stabilizate, chiar daceste producie de serie.

Inspecia n laneste o metodcare se poate aplica n cazulfabricaiei pe band.


29/74


20

n cazul aplicrii acestei metode, fiecare operator, n afaraoperaiei tehnologice, executi douoperaii de inspecie:

- inspecia operaiei precedente;- inspecia propriei operaii autoinspecie.Datorit timpului mare consumat cu inspecia, aplicarea

metodei este justificat pentru reperele i ansamblurile cu rolfuncional deosebit de important, ca i n cazul folosirii unor operaiitehnologice deosebit de complexe, cu cost ridicat.

Inspecia integral inspecie 100 % - inspecie bucat cubucat este o inspecie care se aplic tuturor pieselor executate;este o operaie executat de un controlor ea se justific n cazulpieselor sau produselor care, prin defectare, pot pune n pericol viaaoamenilor.

Metoda are o aplicabilitate restrnsdin mai multe motive:

- este neeconomic datorit numrului mare de oameni imijloace necesare pentru inspecie, ca i timpului mare consumat cuaceasta;

- nu se poate aplica n cazurile n care se impune controldistructiv;

- este nefiabil, prin repetabilitate devine monoton iobositoare i poate conduce la neatenie;

- este neantrenantpentru operatorul tehnologic, la care poateinterveni diminuarea preocuprii tiind c activitatea lui estecontrolatintegral.

3.2 Controlul statistic

Controlul statistic al calitii este o metod de control prineantionare, n cadrul creia din totalul de N produse, se extrageeantionul de n produse, care se inspecteazn totalitate, rezultatelepermind concluzii asupra ntregului proces de fabricaie sau lot deproduse finite.

Informaiile obinute prin aplicarea controlului statistic sunt

referitoare la:- stabilirea fabricaiei;- capabilitatea proceselor de fabricaie;- precizia de realizare a caracteristicii de calitate controlat.Controlul statistic al calitii se poate aplica:- n producia de serie, indiferent de natura produsului finit;


30/74


21

- pentru verificarea unor parametri tehnici n fluxul procesului, nvederea meninerii lor sub control (temperaturi, concentraii, presiuni,debite etc.).

Controlul statistic al calitii nuse poate aplica:- loturilor de produse cu numr foarte mic, executate n serie

foarte mic;- pentru verificarea caracteristicilor critice care pot genera

defecte ce pun n pericol viaa oamenilor.Avantajele aplicrii controlului statistic sunt multiple i au n

vedere n special: utilizarea unui numr redus de personal; durata scurtde timp pentru luarea deciziei; stabilirea operativa msurilor de reglaj i corecie; asigurarea realizrii i meninerii stabilitii proceselor; reducerea prejudiciilor suferite de produse.

3.3 Forme de control

Formele de control, sub aspectul influenei pe care le auasupra desfurrii procesului de prelucrare, pot fi grupate n doucategorii:

forme de control pasiv;

forme de control activ.

Controlul pasiv

Se apliccu scopul de a se stabili dacpiesele corespund subaspectul preciziei dimensiunilor i a macrogeometriei, dup uneleoperaii sau la sfritul prelucrrii; rezultatele controlului pasiv nuexercit o influen direct asupra desfurrii procesului deprelucrare, ele nu permit prevenirea la timp a rebuturilor.

Ca forme ale controlului pasiv se practic: controlul manual cu mijloace universale; controlul cu mijloace mecanizate; control cu mijloace automatizate; control statistic.


31/74


22

Dispozitivele de control automatizat pasiv (fig. 3.1) seconstruiesc pentru controlul dimensional i al macrogeometriei,pentru a efectua sortarea pieselor n dou categorii (bune i rebut),trei categorii (bune, rebut recuperabil i rebut nerecuperabil) sau pegrupe de dimensiuni n vederea asamblrii selective.

1 2

3

4

- 0 +

M

X -valoarea efectiva

Y- valoarea recomandata

1- traductor

2- de

semnalizare

3- element de comparare

(a valorilor X si Y)

4- element de executie

X

Y

Fig. 3.1 Control pasiv automatizat

Controlul activconstn conducerea procesului de prelucraren funcie de rezultatele msurrilor efectuate asupra piesei sau duprezultatele observaiilor fcute asupra strii mijloacelor de producie;este forma de control cea mai modern, ea fiind ndreptat spreprentmpinarea rebuturilor.

Prin introducerea mijloacelor automatizate de control activ, serealizeaz suprapunerea operaiilor de inspecie peste celetehnologice, asigurndu-se nu numai o calitate corespunztoare apieselor, dar i reducerea ciclului de fabricaie (i, implicit, acosturilor).

Dispozitivele de control automatizat activ (fig. 3.2) acioneazasupra mainii-unelte n procesul de prelucrare a piesei n funcie devaloarea msurat a dimensiunii care se prelucreaz, modificnddesfurarea procesului de prelucrare, astfel nct piesele srezulte

cu dimensiunea n limitele prescrise.Dispozitivele pentru control activ sunt de tipuri diferite, n funciede momentul n care se face msurarea:

- n timpul prelucrrii;- dupprelucrarea piesei;- nainte de prelucrare (msurarea semifabricatelor).


32/74


23

1

Y

M

X

1

3

2

4

X -valoarea efectivaY- valoarea recomandata

Z - semnal de dezechilibruZ = X - Y

1- element de masurare cu transformator si amplificator de semnal

2 - dispozitiv executor3- dispozitiv de comanda al

masinii-unelte4- masina - unealta

Fig. 3.2 Control activ

De menionat crolul rmne acelai: de a regla desfurareaprocesului de prelucrare n funcie de rezultatul msurrii.

Dispozitivele de control automatizat activ sunt construite astfel

nct controlul s se fac cu sau fr contact, n funcie de tipultraductorului folosit i de principiul de msurare adoptat.

Dezavantajele acestui tip de control deriv din faptul c, ntimpul prelucrrii; la msurarea cu contact; mijloacele de msuraresuferun proces de uzur.

ntrebri

1. n ce condiii recomandai urmtoarea formde inspecie.?

2. Care sunt elementele n funcie de care recomandai formade inspecie pentru reperul.?3. Care sunt avantajele oferite de controlul activ pentru

reperul?


33/74


24

Curs 5

4. Traductoarele utilizate n controlul dimensiunilor i macrogeometriei

Caracteristica fundamental a mrimilor fizice care definesc diferite fenomene dinnatur sau procese din tehnic este faptul c acestea sunt msurabile, adic pot fi

determinate i evaluate cantitativ cu ajutorul unui mijloc de msurare.n practic, n vederea msurrii mrimilor fizice care intervin ntr-un proces tehnologic,se procedeaz, aproape n toate cazurile la convertirea (traducerea) acestora n mrimi dealtnaturfizicce pot fi mai uor utilizate.

Elementul care permite traducerea (convertirea) unei mrimi fizice, de regulneelectric, n alt mrime fizic, de regul electric sau mecanic (mrime care estedependent de prima) care s permit o mai uoar prelucrare, observare, telemsurare,

nregistrare se numetetraductor.Traductorul este, de asemenea, subansamblul de intrare n structura mijloacelor de

msurare i se ntlnete n diferite variante.

4.1Traductoarele mecanicepot fi: cu aciune direct o largrspndire o au calibrele (fig. 4.1); cu amplificare mecanic(fig. 4.2).

a. b. c.

Fig. 4.1 Traductoare mecanice cu aciune direct

Schemele cu calibre pot fi utilizate pentru diametre exterioare (fig.4.2, a, b), pentrudiametre interioare (fig. 4.1, c), sau pentru lungimi. n cazul calibrelor panlimea deschideriieste variabil, piesa trecnd prin locul n care limea corespunde dimensiunii ei, fiind astfeldirijatn canalul corespunztor dimensiunii respective (au o largrspndire n dispozitivelepentru sortare).

Traductoarele mecanice cu amplificare mecanic, fig.4.2, realizeaz transformareadeplasrilor mici ale palpatorului care atinge suprafaa piesei controlate, n deplasri mari,mrind sensibilitatea dispozitivului.

Dispozitivele mecanice pot fi fr calibru, fig.4.2 a, sau cu calibru, fig.4.2 b. n cazuldispozitivului fr calibru, palpatorul braului mic al prghiei cotite 1 atinge suprafaa pieseicontrolate 3, aezat n poziia de msurare. Poziia braului mare al prghiei estedeterminatde dimensiunea piesei: n cazul dimensiunilor normale, braul este orizontal; ncazul n care dimensiunea piesei depete valorile limit(Lminsau Lmax), braul deviazfade orizontal, cptnd poziiile reprezentate cu linie ntrerupt. Furca 2, care efectueazo


34/74


25

micare rectilinie alternativ, va atinge braul mare al prghiei 1, deviat de la poziiaorizontal, ceea ce va determina apariia impulsului executor, sub aciunea cruia piesa va fi

ndreptat, de mecanismul de execuie, n grupa de rebut corespunztoare (irecuperabil saurecuperabil).

n mod similar funcioneazi traductoarele cu calibru, fig.4.2 b.

M

13

2

M 2 1 3

a. b.

Fig. 4.2 Traductoare mecanice cu amplificare

Traductoarele mecanice cu sau framplificare se folosesc att n dispozitivele pentrucontrolul pasiv, ct i n cele pentru controlul activ.

4.2 Traductoarele electrice cu contacte au ca principiu de funcionare nchidereasau deschiderea unor contacte electrice de ctre tija palpatorului, atunci cnd valoareadimensiunii sau forma geometric a piesei controlate se afl n afara limitelor stabilite princmpul de toleran.

Din punct de vedere constructiv, traductoarele electrice cu contacte pot fi: n funcie de numrul de contacte

- cu un contact;- cu doucontacte;- cu mai multe contacte.

dup raportul de transmisie ntre deplasarea contactelor i deplasarea tijeipalpatorului (tija de msurare)

- frprghie;- cu prghie deplasarea contactului mobil este amplificat.

Traductoarele electrice cu contacte pot fi folosite pentru msurare de diametreexterioare (fig.4.3.a) i interioare (fig.4.3.b), nlimi (fig.4.3.c).

a. b. c.

Fig. 4.3 Traductoare electrice cu contactePentru celelalte traductoare, atunci cnd dimensiunea se ncadreaz n limitele

cmpului de tolerannu se nchide nici un contact, iar pentru piese rebut (recuperabil sauirecuperabil) se nchide unul dintre contacte, realizndu-se i o anumitsemnalizare vizual


35/74


26

4.3Traductoarele fotoelectriceau ca principiu de funcionare modificarea intensitiifluxului luminos care cade pe celula fotoelectric, modificare provocatde variaia dimensiuniicontrolate sau de modificarea formei suprafeei controlate.

Mai n detaliu, fluxul luminos pornind de la o surstrece printr-un orificiu de suprafavariabil, sau se reflect pe o oglind i apoi cade pe o celul fotoelectric. Deoarecesuprafaa orificiului sau poziia oglinzii depind de dimensiunea controlata piesei, intensitatea

fluxului luminos care cade pe celula fotoelectric va fi i ea dependent de dimensiuneacontrolat, determinnd variaii corespunztoare ale curentului fotoelectric.Scheme de utilizare a traductoarelor fotoelectrice sunt prezentate n fig. 4.4, unde

diafragma D acoper o parte a fluxului luminos dat de sursa S, care cade pe celulafotoelectric F (fig.4.4.a). n cazul schemelor din fig.4.4.b i c, msurandul este legat de ooglind mobil O care fie se rotete (fig.4.4.b), fie se deplaseaz paralel cu ea nsi(fig.4.4.c).

CF

S

D

M

S

L

CF

O

O

L

S

CF

M a. b. c.

Fig. 4.4 Scheme de utilizare a traductoarelor fotoelectrice

Traductoarele fotoelectrice se pot folosit att pentru dispozitivele de control pasiv, cti pentru cele de control activ.

Folosirea pe scar larg a acestor traductoare este limitat de complexitateaschemelor de msurare i de stabilitatea care nu este totdeauna suficient.

Avantajul indiscutabil al acestei metode l constituie posibilitatea controlului nentreruptn timp.

4.5 Traductoarele cu radiaii au ca principiu de funcionare dependena absorbieiradiaiilor i de grosimea obiectului controlat (densitatea fiind constant).

Ca surs de radiaii nucleare se utilizeaz, de obicei, izotopii radioactivi artificiali,obinui din izotopii stabili, iradiai n reactoare nucleare. Partea principala aparatelor care

nregistreazradiaii nucleare este receptorul de radiaii, al crui rol constn transformareaenergiei radiaiei nucleare n energie electric.

n fig. 4.4 este prezentat schema unui dispozitiv avnd traductor cu radiaii, care

poate fi folosit, pentru controlul automat activ fr contact al dimensiunilor, n procesul deprelucrare, la strungurile cu acionare hidraulic, la mainile de copiat hidraulice i la mainilede rectificat.

Un fascicul ngust, cu seciunea a x b, de raze Roentgen sau gamma 3 strbatediafragmele 1 i 2, ndreptndu-se de la sursa 4, pe o coard apropiat de o tangent lapiesa de controlat 4, spre receptorul de radiaii 6. La ieirea receptorului este montatamplificatorul 7 cu galvanometrul 8 i releul 9.


36/74


27

1, 2 diafragme3 fascicul de raze Roentgen sau Gamma4 sursde radiaii5 msurand6 receptor de radiaii (poate fi un contor

Geiger)7 amplificator8 galvanometru9 releu10 piesa care leagrigid receptorul

de surs11 articulaie12 urub micrometric

Fig. 4.4 Dispozitiv cu traductor cu radiaii pentru controlul activ la strunguri

Receptorul de radiaii este legat rigid de surs, prin piesa 10, care, pentrudimensiuni diferite, se poate roti n jurul articulaiei 11 cu ajutorul urubului micrometric 12.Comanda pentru deconectarea automata mainii este datde releul 9, legat n paralel cugalvanometrul.

Utilizarea traductoarelor cu radiaii este limitatdatoritmsurilor speciale de proteciecare se impun.

4.6 Traductoarele pneumatice sunt traductoare analogice parametrice a crorfuncionare se bazeaz pe modificarea unei mrimi caracteristice circuitului pneumatic al

traductorului, n funcie de variaia mrimii de msurat.Aceste traductoare fac parte din categoria traductoarelor fr contact. Metoda decontrol cu acest tip de traductoare se bazeazpe msurarea variaiei presiunii sau a debituluide aer, dependent de variaia seciunii conductei de aer, care este determinat, la rndulsu, de variaiile dimensiunii de controlat (fig.4.6).

Aerul cu presiunea constantP0 intr n camera 1 prin alezajulcalibrat S1, din care, prin duza S2,iese n atmosfer. n faa duzei S2, lao distan se afl suprafaa decontrolat 2. Cu ct distana este mai

mare, cu att mai mic va firezistena opus aerului care treceprin duza S2i, deci, cu att va fi maimic presiunea P care se stabileteautomat n camera 1.

Fig.4.6 Principiul traductorului pneumatic


37/74


28

Prin variaiile presiunii P, nregistrate de manometrul 3 (care poate fi gradat direct ndimensiuni liniare), se poate determina abaterea dimensiunii de msurat fade reglarea careeste fcut iniial, abatere care va provoca modificarea distanei (aceasta producndvariaia presiunii P).

Pentru asigurarea preciziei de msurare necesare trebuie meninut automatconstantpresiunea P0a aerului care intrn aparat.

n funcie de tipul suprafeei care se controleazi de numrul dimensiunilor controlatesimultan, se construiesc capetele de msurare specifice (fig. 4.7).

a. b.

c.d.

Fig.4.7 Dispozitive de msurare cu traductoare pneumatice

Calibrul dop (fig.4.7.a) pentru controlul alezajelor de diametre relativ mari are diametrulcu circa 4-10 m mai mic dect diametrul minim admis al alezajului; controlul grosimii pieselorse poate realiza ca n schema 4.7.b, iar lungimea prii cilindrice a unei piese se poate faceca n fig. 4.7.c.

Controlul alezajelor conice se face conform schemei din fig.4.7.d cu ajutorul calibruluipneumatic format din corpul calibrului 1 prevzut cu un set de 4 perechi de duze radiale i cuun alezaj central 2. n acest alezaj ptrunde o tijtubular3 prevzutcu canalul radial 4. nfuncie de seciunea n care se face controlul, canalul radial al tijei se aduce n coinciden cuduzele radiale, astfel nct aerul instrumental s poat ptrunde n interstiiul dintre corpulcalibrului i msurand.

Traductoarele pneumatice se pot utiliza att n controlul pasiv, ct i n cel activ.Principalele avantaje pe care le prezintmsurrile pneumatice sunt:- simplitatea constructivi a reglrii;- metodde msurare frcontact;- timp scurt de msurare i o largadaptabilitate;- comoditatea utilizrii n condiii de automatizare a controlului.


38/74


29

ntrebri

In ce condiii recomandai utilizarea traductoarelor la controlul reperului.? De ce nu recomandai utilizarea traductoarelor la controlul reperului? Ce tip de traductor utilizai pentru sortarea pieselor n n grupe de sortare? Ce tip de traductor utilizai pentru controlul suprafeei?


39/74


25

Curs 6

5.Controlul dimensiunilor i macrogeometriei suprafeelor cilindrice

5.1 Generaliti. Scheme pentru msurarea diametrelorElementele dimensionale

ale suprafeelor cilindrice sunt diametrul ilungimea.Msurarea diametrului exterior sau interior se poate face folosind

mijloace de msurare care permit aflarea valorii absolute sau relative, cu preciziediferit:

- valoarea absolut instrumente de msurare cu vernier (ublere, micrometre); maini de msurat, aparatul ABBE, microscoape;

- valoarea relativ comparatorul cu cadran circular, comparator de interior,

ortotest;

optimetre, traductoare cu contacte electrice, traductoarepneumatice.

n cazul pieselor cilindrice - exterioare sau interioare toleranadiametrului conduce la obinerea unui cmp de tolerannscris ntre doi cilindricoaxiali (fig. 5.1); piesa este corect, indiferent de forma generatoarei, attavreme ct generatoarea real este plasat n interiorul cmpului de toleran.Atenia trebuie s fie acordat poziionrii piesei n raport cu mijlocul demsurare, deoarece diametrul sau abaterea la diametru se msoarpe direcieperpendicularpe axa de simetrie.

Determinarea corect a valorii absolute sau relative a diametrului

presupune msurarea acestuia n douseciuni, I i II, plasate ct mai aproapede capetele cilindrului (fig. 5.1); n cazul cilindrilor de lungime mare (care aurigiditate sczut), msurarea este bine sse faci n a treia seciune, plasatla mijlocul lungimii piesei.

es

ei

min

max

I

I

II

II

Fig.5.1 Scheme pentru msurarea diametrelor


40/74


26

5.2 Controlul pieselor cilindrice cu ajutorul calibrelor

n producia de mas, n situaia cnd nu intereseaz nici dimensiuneaefectivi nici abaterea efectiv, ci numai dacpiesa este realizatcu diametrul

n interiorul cmpului de toleran, se face verificarea cu calibre.

Calibrele nu sunt prevzute cu mecanisme de amplificare, indicatoare inu se face nici o citire, deci timpul de control se reduce considerabil, se mreteproductivitatea i comoditatea controlului, sunt nlturare anumite erori deindicaie, de citire.

Din punct de vedere al poziiei suprafeelor sau dimensiunilor pe care lecontroleaz, calibrele se clasificn:

- calibre pentru suprafee sau dimensiuni exterioare;- calibre pentru suprafee sau dimensiuni interioare.Pentru suprafeele exterioare calibrele au forma de potcoavsau de inel,

iar pentru cele interioare au form de tampon (cilindru complet sau incomplet,sferic etc.).

Din punct de vedere al destinaiei, calibrele pot fi:- calibre de lucru folosite de muncitor;- calibre de control;- calibre de recepie;- contracalibre destinate controlului calibrelor.Din punct de vedere al dimensiunii limit dup care se verific piesele,

exist:- calibre partea trece (T);- calibre partea nu trece (NT).Aceast ultim clasificare este direct legat de principiul pe care se

bazeazutilizarea calibrelor i care va fi exemplificatn cele ce urmeaz.Schema generalde control cu ajutorul calibrelor este exemplificatn fig.

5.2.


41/74


27

Fig.5.2 Controlul cu ajutorul calibrelor

5.2.1 Controlul alezajelor cu ajutorul calibrelorT Def DminPartea trece TNT Def < DminRebut recuperabilNT DefDmaxPartea nu trece NTT Def> DmaxRebut irecuperabil

5.2.2 Controlul arborilor cu ajutorul calibrelorNT def dminPartea nu trece NTT def < dminRebut irecuperabilT defdmaxPartea trece TNT def> dmaxRebut recuperabil

La proiectarea calibrelor se au n vedere urmtoarele principii:- calibrul partea trece (T) controleaz dimensional ntreaga form

geometrica piesei (abateri dimensionale, de formetc.), deci trebuiesaibforma completa piesei conjugate (tampon sau inel);

- calibrul partea nu trece (NT) controleaz numai abateriledimensionale (diametrul) deci trebuie s asigure, pe ct posibil, uncontact punctiform sau liniar cu piesa controlat, avnd forma uneipri din piesa conjugat ( tampon incomplet, respectiv potcoav saufurc).

De menionat cla utilizarea calibrelor de exterior sau de interior esteobligatorie verificarea att cu partea trece a calibrului, ct i cu partea nutrece.

5.3. Controlul abaterilor de forma suprafeelor cilindrice

Abaterile de formale suprafeelor cilindrice exterioare i interioare pot fiatt n seciune transversal abaterea de la circularitate , ct i n seciunelongitudinal abaterea de la cilindricitate (fig. 5.3).


42/74


28

Fig. 5.3 Abateri de formla suprafee cilindriceAbaterile de formn seciune transversali longitudinalse prescriu pe

desen numai atunci cnd valoarea maximadmiseste mai micdect toleranala dimensiune. n figura 5.4 sunt evideniate, pentru un alezaj, elementele caredefinesc abaterile de la circularitate i cilindricitate: A i B sunt dou varianteposibile ale profilului efectiv n seciune transversali longitudinal. Zonele I iII, de lime egal(mult mai micca valoare dect limea care indictoleranala dimensiune Dmax Dmin) exemplificfaptul c tolerana la form(cilindricitatesau concentricitate) poate fi plasatdiferit n interiorul toleranei la dimensiune ipiesa sfie corect.

Fig.5.4 Elemente care definesc abaterile de la circularitate i cilindricitate pentru

un alezajSchema de msurare a abaterilor de forma pieselor cilindrice necesit

sfie mai complexdect schema de msurare a diametrelor (fig. 5.5).


43/74


29

d

Palpator

Prisma. b. c.

1 2 3 4 5 I

II

III

IV

Fig. 5.5 Schema de msurare a abaterilor de form

Abaterea de la circularitate se constatprin msurarea diametrului dupdireciile I - IV.

Pentru a constata forma generatoarei i ncadrarea ei n tolerana lacilindricitate, este necesar ca msurarea diametrului sau a abaterii la diametru sse realizeze n seciunile 1 5, cu precizarea c, n fiecare din seciuni,msurarea trebuie fcurdupaceeai direcie.

Valorile nregistrate trebuie interpretate n funcie de mijlocul de msurarefolosit:dacdiametrul efectiv sau abaterea efectivs-au msurat cu palparea a dou

generatoare diametral opuse: la msurarea diametrelor efective valorile obinute prin msurare se

plaseazsimetric fade axa de simetrie a cilindrului (pentru seciunealongitudinal) i simetric fa de centrul 0 (pentru seciuniletransversale);

la msurarea abaterilor efective valorile obinute prin msurare seplaseazsimetric fade cilindrul cu diametrul corespunztor valorii nraport cu care s-a fcut reglarea aparatului comparator (de reguldimensiunea nominal) pentru seciunea longitudinal i seciuneatransversal, respectndu-se plasarea lor conform cu direciile iseciunile de msurare n care au fost nregistrate.

dac diametrul efectiv sau abaterea efectiv s-au msurat cu palparea uneigeneratoare i plasarea piesei pe masa de control a aparatului (aparatulABBE sau optimetrul vertical):

la msurarea diametrelor efective, valorile obinute reprezint, teoretic,suma razei cilindrului adiacent ra i a razei reale rr (fig. 5.6); nacest caz, reprezentarea grafic trebuie fcutpe o direcie, plasndtoate valorile msurate n diferite seciuni fade o linie orizontalcarereprezint generatoarea cilindrului adiacent pentru a determinaforma piesei reale, msurrile se fac cu rotirea la 1800 a piesei ivalorile msurate n aceleai seciuni se vor plasa fa de o linieparalel cu prima trasat la distana cea mai mare constatat; lamsurarea abaterilor efective, valoarea citit pentru o seciune seplaseaz pe raz fa de un cilindru cu diametrul egal cu valoareanominal (fa de care s-a fcut reglarea aparatului); prin rotireapiesei cu 1800 i msurarea abaterii n aceeai seciune, se poate


44/74


30

reprezenta punctul diametral opus msurtorile i reprezentarea seefectueazsimilar pentru toate seciunile i direciile convenite.

ra

rr

palpator

masa aparatului ABBE

Fig. 5.6 Schema de msurare pe masa aparatului ABBE

Pentru a simplifica interpretarea rezultatelor n cazul n care palparea s-afcut pe o singurgeneratoare (att la msurarea absolut, ct i la cea relativ)este suficient dacatt reglarea aparatelor, ct i msurarea propriu-zisse facefolosind o piesintermediar(executatcu precizie ridicata paralelismului ntreA i B) ca cea prezentatn figura 5.7, piescare se aeazpe masa aparatului(la aparatul ABBE vertical sau la optimetrul vertical).

Utilizarea acestei piese permite msurarea diametrului efectiv sau aabaterii efective prin palparea simultan a dou generatoare diametral opuse,astfel nct mrimea msuratspoatfi repartizategal fade axa de simetriea piesei verificate.

Fig. 5.7 Prism


45/74


31

Curs 7

6. Controlul poziiei i orientrii suprafeelor

n cazul n care se pune problema preciziei poziiei sau orientriisuprafeelor, se reamintete cuna dintre suprafee este suprafade referin.

6.1 Msurarea distanei i paralelismului dintre doualezaje

Metodele de msurare a distanei i paralelismului dintre dou alezajesunt diferite n funcie de mrimea pieselor; metodele sunt metode indirecte,deoarece centrele alezajelor sunt puncte imaginare.

Pentru piese de dimensiuni mici, msurarea se poate face cu ajutorul

microscopului mare de atelier, echipat cu cap ocular cu imagine dubl.Schema de msurare este prezentatn figura 6.1.

Fig. 6.1 Controlul distanei dintre centrele alezajelor

Se vizeaz, pe rnd, alezajele 1 i 2 i se fac citirile corespunztoare x1,y1i x2, y2.

Distana dintre axele alezajelor este determinat din triunghiul 01A0

2 i

este2

12

2

12

2

2

2

1)()( yyxxAOAOL +=+= 6.1

Pentru rezultate ct mai apropiate de realitate, se repetmsurtorile ise calculeazmedia

n

LnLmed

= 6.2

unde n este numrul msurtorilor efectuate.


46/74


32

n cazul pieselor mici de grosime mare, cnd lungimea alezajelor esteconsiderabil, verificarea paralelismului alezajelor se face prin msurareadistanei dintre alezaje pe ambele fee ale piesei (fig. 6.2).

Fig. 6.2 Controlul abater

cursuri control

Documents