پایان نامه وسایل اندازه گیری
فهرست مطالب
عنوان صفحه
تاريخچه اندازه گيري در جهان………………………………………………………………… 4
نیازمندیهای آزمایشگاه دستگاه های اندازه گیری دقیق……………………………. 8
روش انجام کار……………………………………………………………………………………….. 12
کولیس ورنیه دار…………………………………………………………………………………….. 14
میکرومتر…………………………………………………………………………………………………. 15
ساعت اندازه گیری………………………………………………………………………………….. 17
دستگاه اندازه گیری 3 بعدی CMM………………………………………………………… 20
ساختار ماشین CMM……………………………………………………………………………. 22
انواع CMM……………………………………………………………………………………………… 42
نصب و راه اندازی CMM……………………………………………………………………….. 45
منابع………………………………………………………………………………………………………… 47
تاريخچه اندازه گيري در جهان
سابقه اندازه گيري به عهد باستان باز مي گردد و مي توان آن را به عنوان يكي از قديمي ترين علوم به حساب آورد .
در اوايل قرن 18 جيمز وات (JAMES WATT) مخترع اسكاتلندي پيشنهاد نمود تا دانشمندان جهان دور هم جمع شده يك سيستم جهاني واحد براي اندازه گيريها به وجود آورند . به دنبال اين پيشنهاد گروهي از دانشمندان فرانسوي براي به وجود آوردن سيستم متريك (METRIC SYS) وارد عمل شدند .
سيستم پايه اي را كه داراي دو استاندارد يكي «متر» براي واحد طول و ديگري «كيلوگرم» براي وزن بوده ، به وجود آوردند . در اين زمان ثانيه (SECOND) را به عنوان استاندارد زمان (TIME) و ترموسانتيگراد را به عنوان استاندارد درجه حرارت مورد استفاده قرار مي دادند .
در سال 1875 ميلادي دانشمندان و متخصصات جهان در پاريس براي امضاء قراردادي به نام پيمان جهاني متريك (INTERNATIONAL METRIC COMVENTION) دور هم گرد آمدند . اين قرارداد زمينه را براي ايجاد يك دفتر بين المللي اوزان و مقياسها در سورز (SEVRES) فرانسه آماده كرد. اين مؤسسه هنوز به عنوان يك منبع و مرجع جهاني استاندارد پابرجاست .
امروزه سازندگان دستگاههاي مدرن آمريكايي ، دقت عمل استانداردهاي اصلي خود را كه براي كاليبراسيون دستگاه هاي اندازه گيري خود به كار مي برند ، به استناد دفتر
استانداردهاي ملي (N.B.S)تعيين مي نمايند .
لازم به يادآوري است دستگاه هاي اندازه گيري و آزمون به دلايل گوناگون از جمله فرسايش ، لقي و ميزان استفاده ، انحرافاتي را نسبت به وضعيت تنظيم شده قبلي نشان مي دهند .
هدف كاليبراسيون اندازه گيري مقدار انحراف مذكور در مقايسه با استانداردهاي سطوح بالاتر و همچنين دستگاه در محدوده «تلرانس» اصلي خود مي باشد .
تعريف اندازه گيري :
اندازه گيري يعني تعيين يك كميت مجهول با استفاده از يك كميت معلوم و يا مجموعهاي از عمليات ، با هدف تعيين نمودن تعداد يك كميت .
صحت :
نزديكي نتيجه انداره گيري يك كميت را با ميزان واقعي آن كميت گويند ، اين مقدار به صورت درصدي از ظرفيت كلي دستگاه مي باشد .
رواداري :
حداكثر انحراف يك قطعه ساخته شده از اندازه خاص خودش را گويند .
دقت :
نزديكي ميزان تفاوت نتايج حاصل از چند اندازه گيري متوالي را مشخص مي نمايد . دقت دستگاه دلالت بر صحت دستگاه ندارد .
تكرارپذيري :
نزديكي مقدار خروجيهاي يك دستگاه در شرايطي كه مقدار ورودي به دستگاه ، روش اندازه گيري شخص اندازه گيرنده ، دستگاه اندازه گيري ، محل انجام كار ، شرايط محيطي يكسان باشد .
دامنه و ميزان تغييرات :
حداقل و حداكثر ظرفيت اندازه گيري يك دستگاه را محدوده آن دستگاه گويند .
خطاي ثابت :
خطايي كه به طور ثابت كه در تمام مراحل دامنه اندازه گيري با دستگاه همراه مي باشد كه اين خطا با كاليبره كردن دستگاه برطرف خواهد شد.
خطاي مطلق :
نتيجه اندازه گيري يك دستگاه منهاي مقدار واقعي اندازه برداشت شده را گويند .
تصحيح :
مقدار عددي كه به نتيجه تصحيح نشده يك اندازه گيري افزوده مي شود تا يك خطاي سيستماتيك فرضي را جبران نمايد .
منابع خطاي اندازه گيري :
تمام پارامترهاي مراحل توليد و مشخصات نهايي توليد بايستي به منظور رعايت صحت استاندارد به وسيله Q.C ارزيابي شوند . طراح سيستم اندازه گيري بايستي روشي را اتخاذ نمايد تا ميزان خطا در خروجي دستگاهها كاهش يابد و حداكثر خطاي باقي مانده شناسايي شوند .
خطاهاي ناشي از دستگاه اندازه گيري :
عيوب باطني دستگاه
استفاده غيرصحيح از دستگاه
اثرات بارگذاري دستگاه
خطاهاي ناشي از مشاهده در اندازه گيري :
اين نوع خطا شامل وضعيت هاي مختلف در هنگام خواندن دستگاه نشان دهنده با زواياي مختلف مي باشد .
نيازمنديهاي آزمايشگاه دستگاه هاي اندازه گيري دقيق
آزمايشگاه مكاني است با خصوصيات ويژه كه مجاز به داشتن استانداردهاي مرجع است و مسئوليت كاليبراسيون ، تأئيد و تعمير و نگهداري وسايل اندازه گيري دقيق را عهده دار مي باشد . در برنامه مترولوژي و كاليبراسيون كه مجموعه اي متشكل از استانداردهاي اندازه گيري ، نيروي انساني متخصص و مجرب ، وسايل سنجش و تجهيزات اندازه گيري دقيق و منابع علمي موردنياز براي يك سيستم جامع از امكانات آزمايشگاهي منطبق با استانداردهاي جهاني است ، آزمايشگاه تجهيزات اندازه گيري دقيق از اركان مهم محسوب مي شود. شرايط محيطي در يك آزمايشگاه اندازه گيري دقيق بيشترين ميزان تأثير را در كيفيت عمليات كاليبراسيون دستگاه ها دارد .
موارد زير شامل شرايط محيطي آزمايشگاه كاليبراسيون محسوب مي شوند :
روشنايي :
مقدار نور موردنياز يك آزمايشگاه بين 50 تا 150 فوت شمع است . به طوري كه روي ميز كار ايجاد سايه نكند در شرايطي كه نياز به نور بيشتر براي دستگاه هاي بسيار دقيق باشد مي توان از لامپهاي اضافي استفاده كرد .
دما :
ميزان دما آزمايشگاه بايستي بطور دايم تحت كنترل باشد . دما مورد نياز براي آزمايشگاه الكترونيك و براي بخش مكانيك است .
فشار
مقدار فشار داخل آزمايشگاه بايستي بيشتر از فشار بيرون باشد . اين امر باعث
جلوگيري از ورود گرد و غبار به داخل آزمايشگاه مي شود . CLEAN ROOM بايد فشار مثبت حداقل اينچ آب بيشتر از فشار هواي بيرون داشته باشد .
گرد و غبار
آزمايشگاه از لحاظ عدم وجود ذرات گرد و غبار به كلاسهاي مختلف تقسيم مي شود . اين كلاسها شامل 300000 ، 100000 ، 10000 ، 1000 و بين 100 تا 1000 است .
هر چه شماره اين كلاسها كمتر شود وجود ذرات گرد و غبار هم به همان نسبت كمتر است و كلاس براي انجام آزمايشات دقيق تر مناسبتر است .
رطوبت :
مقدار رطوبت نسبي آزمايشگاه بين 35 تا 55 درصد است . مقدار رطوبت محل همانند دما بايستي دايماً كنترل شود .
لرزش :
محيط آزمايشگاههاي اندازه گيري دقيق بايد به نحوي طراحي شوند تا حتي الامكان از انواع لرزشهاي احتمالي به دور باشند ، يا لرزشهايي كه سبب كاهش راندمان كار كاليبراسيون مي شوند به نحوي حذف شوند .
صدا :
مقدار صدا بايستي كمتر از باشد .
كنترل امواج مغناطيسي :
اين امواج در اندازه گيريهاي ميرايي و فركانس اثر دارد . در آزمايشگاه معمولاً اطاقي تحت عنوان اطاق فاراده يا SHIELDING ROOM براي كنترل امواج مغناطيسي وجود دارد كه از فلز مس ساخته شده است و داراي ميرايي است .
ساير امكانات :
يك محفظه بسته (AIR LOCK) و يك كفش پاك كن برقي با سيستم مكش سرخود بايد در مبادي ورودي آزمايشگاهها نصب گردد . اطراف دربها و پنجره و ديواره هاي متحرك كه امكان نفوذ گر و غبار از آنها وجود دارد بايد كاملاً ايزوله شود تا از نفوذ ذرات خارج به داخل جلوگيري كرد . براي تأمين درجه حرارت كل آزمايشگاهها و اطاقها يك سيستم تهويه مركزي استفاده شود .
هدف : كنترل كيفيت ابزار كنترل كيفيت ( ابزار اندازه گيري )
اين گزارش شامل كاليبراسيون مجموعه اي از ابزارهاي آزمايشگاه است .
ابزار مرجع براي كاليبراسيون گيج بلاك است
با توجه به اين نكته كه دقت ابزار مرجع نسبت به ابزار اندازه گيري شونده بايد 4 برابر باشد : دقت گيج بلاك است .
روش انجام كار
دامنة دستگاه اندازه گيري شوند ، را به چند قسمت برابر تقسيم مي كنيم هر چه اين تقسيمات بيشتر باشد دقت آزمايش كاليبراسيون بيشتر است .
با مجموعه گيج بلاكهاي در دسترس مي توان هركدام از اندازه هاي بدست آورده از تقسيم را درست كرد و با دستگاه اندازه گرفت ، اندازه هاي گرفته شده را بايد در جدول ثبت كرد اين جدول شامل اندازه هاي گيج ها ، اندازه ها ي گرفته شده و خوانده شده از دستگاه و تعداد اندازه گيريها و ميزان انحراف دستگاه از اندازه هاي اصلي است .
مي توان براي سهولت در خواندن اطلاعات بدست آمده از آزمايش آنها را در نمودار ثبت كرد نمودار شامل دو محور يكي اندازه هاي اصلي (گيج بلاكها ) و ديگري اندازه هاي خوانده شده توسط دستگاه است .
مجموعة گيجها داراي تنوع خوبي هستند به طوري كه مي توان از تركيب آنها هر اندازه اي را درست كرد تركيب كردن اين گيجها با توجه به سطح صافي صيقلي آنها فقط با مختصر فشاري كه به آنها داده مي شود تا هواي بين دو سطح گيج خالي بشود، امكان پذير است در نتيجه ما به گيجهايي به اندازه هاي بسيار متنوع دسترسي داريم .
اندازه هاي گرفته شده بهتر است دو الي سه بار خوانده شود تا از خطا تا حد امكان جلوگيري شده باشد و بعد با ميانگين گرفتن از اندازه ها ، اندازة كم خطا را ثبت كرد البته تكرار خواندن اندازه ها تا حدي خطاي دستگاه و شخص را كاهشميدهد وخطاهايي مثل شرايط محيطي هميشه همراه آزمايش هستند .
كليه آزمايشها بطور گروهي انجام گرفته اند در اكثر آزمايشها خود دستگاه داراي سطح صافي بوده اند . در بقيه نيز به تناسب نوع آزمايش از سطحصافي درحد كارگاهي و يادرمواردخاص ازخودگيجها استفادهشده است.
در طول آزمايش از تماس زياد دست با گيجها و وسايل اندازه گيري دقيق موجود در آزمايشگاه جلوگيري شده زيرا انتقال گرما از طريق دستها مي تواند دقت اين ابزارها را تحت شعاع قرار دهد . اگرچه اين دستگاه ها داراي جنس مقاوم در برابر حرارت هستند ( در برابر حرارت تغيير اندازه ها حداقل است ) ولي امكان ايجاد خطا بخصوص در مواردي كه دقت ابزار بسيار بالا در حد ميكرون است بسيار زياد مي باشد .
نقد و بررسیها
هنوز بررسیای ثبت نشده است.