Άσκηση 1 η. Τοµέας Βιοµηχανικής ιοίκησης & Επιχειρησιακής Έρευνας Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Αρίστος Γεωργίου Νοέµβριος 2011 Γεώργιος Χατζηστέλιος

Transcript

1 Τοµέας Βιοµηχανικής ιοίκησης & Επιχειρησιακής Έρευνας Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών Έλεγχος Μ Άσκηση 1 η Αρίστος Γεωργίου Νοέµβριος 2011 Γεώργιος Χατζηστέλιος

2 Ενότητες Παρουσίασης 1. Μετρολογία Μετρολογικό Σύστηµα 2. Προδιαγραφές Πρότυπα 3. Θεωρία - Ορισµοί 4. Χρησιµοποιούµενα Όργανα 5. Πρακτική Άσκηση

3 Μετρολογία Νοµική Μετρολογία, αντικείµενο της οποίας είναι: η θέσπιση και εφαρµογή υποχρεωτικών κανόνων, νόµων και κανονισµών µε βάση κατάλληλη επιστηµονική επεξεργασία και µελέτη ώστε να διασφαλίζεται η αξιοπιστία των συναλλαγών σε εγχώριο και διεθνές επίπεδο και η προστασία του καταναλωτή.

4 Μετρολογία Βιοµηχανική ή Επιστηµονική Μετρολογία, αντικείµενο της οποίας είναι: Ο ορισµός και η υλοποίηση των βασικών µονάδων µέτρησης µέσω της ανάπτυξης και τήρησης των κατάλληλων προτύπων και διατάξεων. Η µελέτη των παραγόντων εκείνων που επιδρούν και επηρεάζουν την αξιοπιστία των µετρήσεων. Η ανάπτυξη µεθόδων, τεχνικών, διατάξεων και συστηµάτων µέτρησης, οι οποίες µπορούν να εξασφαλίζουν αξιόπιστα αποτελέσµατα µετρήσεων. Η ανάπτυξη των κατάλληλων µεθόδων διακρίβωσης µετρητικού εξοπλισµού, δηλ ο έλεγχος του µε ένα άλλο κατάλληλο πρότυπο υψηλότερης ακρίβειας και ο υπολογισµός της αβεβαιότητας.

5 Μετρολογία Η εφαρµογή της Βιοµηχανικής ή Επιστηµονικής Μετρολογίας επιβάλλεται από την ανάγκη ικανοποίησης προτύπων και προδιαγραφών, µείωσης του κόστους, και βελτίωσης της ποιότητας. Η εφαρµογή της Βιοµηχανικής ή Επιστηµονικής Μετρολογίας συνίσταται ουσιαστικά στην εφαρµογή των απαραίτητων εκείνων διαδικασιών, µέσων και αρχών ώστε σε κάθε µέτρηση να γίνεται: Χρήση κατάλληλου µετρητικού οργάνου και κατάλληλα ελεγχόµενου ως προς την µετρητική του αξιοπιστία, δηλ. κατάλληλα διακριβωµένου µε ακριβή έκφραση της αβεβαιότητας. Χρήση της κατάλληλης µεθόδου ή αρχής µέτρησης από τον κατάλληλο χρήστη ή χειριστή. Κατάλληλη ερµηνεία των αποτελεσµάτων της µέτρησης.

6 Μετρολογικό Σύστηµα

7 Εθνικό Μετρολογικό Σύστηµα Στην κορυφή έχει τα Εθνικά Μετρολογικά Εργαστήρια του ΕΙΜ, τα οποία: Τηρούν τα εθνικά πρότυπα µε τα οποία υλοποιούνται οι αντίστοιχες µονάδες µέτρησης στο υψηλότερο επίπεδο ακρίβειας εντός της χώρας. Συγκρίνουν ή ελέγχουν και διακριβώνουν τα εθνικά τους πρότυπα µε εθνικά πρότυπα άλλων χωρών ή αντίστοιχα διεθνή. Χρησιµοποιούν τα εθνικά πρότυπα για να διακριβώνουν άλλα πρότυπα της χώρας (του ΕΙΜ ή/και άλλων φορέων). Στο δεύτερο επίπεδο της έχει τα Εργαστήρια ιακρίβωσης, τα οποία τηρούν τα δικά τους πρότυπα αναφοράς που: ιακριβώνονται απευθείας ή έµµεσα µε τα εθνικά πρότυπα του ΕΙΜ. ιακριβώνουν άλλα πρότυπα των ίδιων των εργαστηρίων χαµηλότερης ακρίβειας και µέσω αυτών ή/και απευθείας µέσω των προτύπων αναφοράς τους διακριβώνουν πρότυπα και µετρητικά όργανα εργαστηρίων δοκιµών, της βιοµηχανίας και γενικότερα επιχειρήσεων. Στη βάση της έχει τους χρήστες µετρητικών οργάνων και διατάξεων, οι οποίοι πραγµατοποιούν µετρήσεις για τον έλεγχο της ποιότητας, του κόστους λειτουργίας, των συναλλαγών, της ασφάλειας και της προστασίας του περιβάλλοντος.

8 Ιχνηλασιµότητα Μετρήσεων Πηγή: Σηµειώσεις µαθήµατος Μετρολογία ΙΙ, ρ. Κ. Αθανασιάδης,, ΤΕΙ Θεσσαλονίκης

9 ISO Ο ιεθνής Οργανισµός Τυποποίησης - ISO και η αποστολή του Ο ιεθνής Οργανισµός Τυποποίησης είναι µια παγκόσµια οµοσπονδία εθνικών φορέων στον οποίο συµµετέχουν περισσότερες από 160 χώρες. Άρχισε να λειτουργεί επίσηµα στις 23 Φεβρουαρίου 1947 στην Γενεύη (Ελβετία) κατόπιν πρωτοβουλίας εκπροσώπων 25 χωρών (Λονδίνο, 1946). Σε κάθε χώρα υπάρχει µόνο ένας φορέας που αντιπροσωπεύει τον ISO. Πηγή: Αποστολή του ISO είναι «η διευκόλυνση του διεθνούς συντονισµού & ενοποίησης βιοµηχανικών προτύπων», δηλαδή η προώθηση της προτυποποίησης και των σχετικών δραστηριοτήτων στον κόσµο µε οπτική τη διευκόλυνση της διεθνούς ανταλλαγής αγαθών και υπηρεσιών, και την ανάπτυξη της συνεργασίας στις σφαίρες των πνευµατικών, επιστηµονικών, τεχνολογικών οικονοµικών και λοιπών δραστηριοτήτων.

10 ISO Μέλη ιεθνή Οργανισµού Τυποποίησης Ο ιεθνής Οργανισµός Τυποποίησης είναι µια παγκόσµια οµοσπονδία εθνικών φορέων στον οποίο συµµετέχουν ( εκέµβριος 2010) περισσότερες από 160 χώρες. Member body: Φορέας - Μέλος του ISO από κάθε χώρα είναι εκείνος ο εθνικός οργανισµός της χώρας που εποπτεύει πλήρως εντός της χώρας αυτής τις διαδικασίες που αφορούν στην Τυποποίηση. Μόνο ένας τέτοιος φορέας ανά χώρα µπορεί να αποτελεί Μέλος του ISO και να συµµετέχει σε τεχνικές επιτροπές µε δικαίωµα µιας ψήφου. Correspondent member: Ο φορέας εκείνος που παρακολουθεί και ενηµερώνεται πλήρως για τις εργασίες του ISO, αλλά ενώ εποπτεύει τις διαδικασίες που αφορούν στην Τυποποίηση της χώρας από την οποία προέρχεται, δεν έχει αναπτύξει πλήρως τις διαδικασίες ανάπτυξης προτύπων εντός της χώρας. εν συµµετέχει σε τεχνικές επιτροπές µε δικαίωµα ψήφου. Subscriber member: Ο φορέας εκείνος που αποκτά δικαίωµα πρόσβασης και ενηµέρωσης για τις εργασίες του ISO. Πηγή:

11 ISO Ο " ιεθνής Οργανισµός Τυποποίησης" ή ISO θα είχε διαφορετικά ακρωνύµια σε διαφορετικές γλώσσες, π.χ. " ΟΤ " στα Ελληνικά ( ιεθνής Οργανισµός Τυποποίησης) "IOS" στα Αγγλικά (International Organization for Standardization) "OIN" στα Γαλλικά (Organisation Internationale de Νormalisation) Για το λόγο αυτό οι ιδρυτές του αποφάσισαν να του αποδοθεί, ένα σύντοµο, για κάθε χρήση όνοµα. Επέλεξαν το ακρωνύµιο «ISO» που προέρχεται από την ελληνική λέξη ΙΣΟΣ, και βασίζεται στον συσχετισµό της «ισότητας» και του «προτύπου». Πηγή:

12 Ορισµοί Μέτρηση: (i) είναι η διαδικασία πειραµατικής εκτίµησης του µεγέθους µιας ποσότητας. (ii) Είναι η σύγκριση µιας ποσότητας µε µια κατάλληλη µονάδα, δηλαδή µε ένα καθορισµένο πρότυπο µέτρησης. Κατά την έκφραση της µέτρησης είναι απαραίτητο να δοθούν και ο αριθµός σύγκρισης και η µονάδα µέτρησης. Ονοµαστική τιµή: Στρογγυλοποιηµένη ή προσεγγιστική ή τυποποιηµένη τιµή µιας ποσότητας, που παρέχει πληροφορίες ή βοήθεια για τη χρήση της. Αληθινή τιµή: Είναι η τιµή ενός µετρούµενου µεγέθους η οποία θα µπορούσε να µετρηθεί εάν και εφόσον όλες οι αιτίες σφάλµατος εξαλείφονταν. ιακριτική ικανότητα: Η µικρότερη αλλαγή στην τιµή µιας µετρούµενης ποσότητας που προκαλεί µια αντιληπτή διακριτή µεταβολή στην ένδειξη του µετρητικού συστήµατος Ορισµός του µέτρου (m): Το µέτρο είναι το µήκος της απόστασης που ταξιδεύει το φως στο κενό κατά τη διάρκεια χρονικού διαστήµατος ίσου µε 1/ δευτερόλεπτα. Ο ορισµός του µέτρου είναι άµεσα εξαρτώµενος από τον ορισµό της µονάδας του χρόνου και προσδιορίζει επακριβώς την τιµή της ταχύτητας του φωτός, c= m/s. Η υλοποίηση της µονάδας του µήκους πραγµατοποιείται µε την χρήση λέιζερ σταθεροποιηµένης συχνότητας και µεθόδων συµβολοµετρίας, οι οποίες χρησιµοποιούνται για την διακρίβωση πρότυπων πλακιδίων µήκους.

13 Ορισµοί Τυχαίο σφάλµα: Το µέρος εκείνο του σφάλµατος που µεταβάλλεται τυχαία σε επαναλαµβανόµενες µετρήσεις. Εκφράζει το µέγεθος της αναµενόµενης διασποράς των µετρήσεων γύρω από τη µέση τιµή. Τα τυχαία σφάλµατα είναι πιο κοινά και πιο συχνά από τα συστηµατικά και οφείλονται από µη µόνιµες αιτίες (φυσικές αδυναµίες µετρητή, αστάθµητοι και µη ελεγχόµενοι παράγοντες κλπ). εν είναι δυνατόν να προβλεφθούν. Είναι δικατευθυνόµενα (θετικά και αρνητικά) και επιδρούν ακανόνιστα στο αποτέλεσµα. Τα τυχαία σφάλµατα εξουδετερώνονται κατά ένα µέρος µε αύξηση του αριθµού των µετρήσεων. Συστηµατικό σφάλµα (Systematic or bias error): Είναι το µέρος εκείνο του σφάλµατος που παραµένει σταθερό σε επαναλαµβανόµενες µετρήσεις. Είναι η απόκλιση της µετρούµενης µέσης τιµής από την αναµενόµενη τιµή. Συστηµατικά σφάλµατα είναι αυτά που εισάγονται από ατέλειες στα όργανα µέτρησης, τη βαθµονόµηση ή την τεχνική που ακολουθείται για τη µέτρηση. Τα συστηµατικά σφάλµατα χαρακτηρίζονται από την ιδιότητα να τείνουν προς µια διεύθυνση. ιακρίβωση: Είναι µια διαδικασία που εκτιµά την σχέση, που υπάρχει κάτω από καθορισµένες συνθήκες, µεταξύ της ένδειξης που παρέχεται από ένα πρότυπο αναφοράς και της ένδειξης ενός µετρητικού συστήµατος µε ταυτόχρονη εκτίµηση της αβεβαιότητας της µέτρησης.

14 Πεδίο ανοχής είναι ένα ορθογώνιο παραλληλόγραµµο αυθαίρετου πλάτους και οριζόντιων πλευρών Ανοχές & Ποιότητες Η µηδενική γραµµή (οριζόντιος άξονας) συµπίπτει µε την ονοµαστική διάσταση. Ο κατακόρυφος άξονας αντιστοιχεί στις αποκλίσειςµ τις µέγιστες και ελάχιστες διαστάσεις και τις ανοχές. Ως προς τη θέση του πεδίου ανοχών σε σύγκριση µε τη µηδενική γραµµή διακρίνονται οι ακόλουθες περιπτώσεις συµµετρική διάταξη ασύµµετρη διάταξη µονόπλευρη διάταξη

15 Πρότυπα πλακίδια Κασετίνα προτύπων πλακιδίων µήκους

16 Πρότυπα πλακίδια Πρότυπα πλακίδια µήκους 4 κλάσεις ακριβείας Πλακίδια Εργασίας (Workshop) - Grade 0 Πλακίδια Επιθεώρησης (Inspection) - Grade 1 Πλακίδια ιακρίβωσης (Calibration) - Grade 2 Πλακίδια Αναφοράς (Reference) - Grade Κ Χαµηλότερο κόστος Υψηλότερο κόστος Χειρισµός Πλακιδίων Όταν δεν χρησιµοποιούνται, φυλάσσονται στην θήκη τους. Οι κατεργασµένες επιφάνειες δεν πρέπει να αγγίζονται µε τα χέρια. Καθαρίστε τα πλακίδια καλά πριν και µετά τη χρήση µε λινό πανάκι.

17 Wringing Πρότυπα πλακίδια 1. Επιλέγουµε τα απαραίτητα πλακίδια και καθαρίζουµε καλά τις επιφάνειες επαφής. 2. Με ελαφριά πίεση και γωνία 90ο στρέφουµε όπως στο σχήµα. 3. Για πλακίδια < 1.27mm όπως στη µικρή εικόνα

18 Πρότυπα πλακίδια ιακρίβωση Πλακιδίων Τα πλακίδια διακριβώνονται µε σύγκριση ως προς πρότυπα πλακίδια αναφοράς (µεγαλύτερης ακριβείας) Η απόκλιση από την ονοµαστική τιµή αναγράφεται στο Πιστοποιητικό ιακρίβωσης.

19 Μικρόµετρο Πηγή: Τα µικρόµετρα χρησιµοποιούνται για µετρήσεις, οι οποίες απαιτούν ακρίβεια µεγαλύτερη από εκείνη, που µπορεί να µας δώσει το παχύµετρο. Η ακρίβεια αυτή για µικρόµετρα του µετρικού συστήµατος µπορεί να φτάσει το ένα εκατοστό του χιλιοστού (0,01mm = 10µ), ενώ για µικρόµετρο του αγγλοσαξονικού συστήµατος το ένα χιλιοστό της ίντσας (0,001 ) ή ακόµα και το ένα δεκάκις χιλιοστού της ίντσας (0,0001 ).

20 Αρχή λειτουργίας Μικρόµετρο Η αρχή λειτουργίας των µικροµέτρων βασίζεται στη συνεργασία µεταξύ ενός κοχλία που αποτελεί το κινητό τµήµα και ενός περικοχλίου που αποτελεί το σταθερό τµήµα. Με την περιστροφή του κοχλία κατά µία στροφή, αυξάνεται ή µειώνεται η µεταξύ των επαφών απόσταση (κενό) τόσο όσο είναι το βήµα του ό σπειρώµατος. Πηγή:

21 Εξωτερικό µικρόµετρο Μικρόµετρο Το εξωτερικό µικρόµετρο έχει πεταλοειδή µορφή. Η µέτρηση της διάστασης γίνεται αν το εξάρτηµα τοποθετηθεί µεταξύ των δύο επαφών, της σταθερής επαφής και της κινητής επαφής (κινητό στέλεχος κοχλία). Η βαθµονόµηση είναι σε mm (όταν πρόκειται για µικρόµετρα µετρικού συστήµατος). Υπάρχει κατά µήκος του κανόνα µία ευθεία γραµµή η οποία θεωρείται και σαν σηµείο αναφοράς. Πάνω από την οριακή αυτή ευθεία υπάρχουν οι υποδιαιρέσεις των mm και από κάτω υποδιαιρέσεις mm οι οποίες ξεκινούν όχι από το µηδενικό σηµείο αλλά από το 0,5mm και συνεχίζουν ενδιάµεσα. Αν περιστραφεί ο εξωτερικός κύλινδρος κατά µία πλήρη στροφή αποκαλύπτεται ή καλύπτεται το 0,5 mm του σταθερού κανόνα. Εποµένως κάθε αλλαγή θέσης της κινητής κλίµακας, σηµαίνει γραµµική µετατόπιση του κινητού στελέχους κατά 0,01mm διότι: Πηγή: Μία πλήρης περιστροφή (360 ο ) µετατόπιση 0,5 mm, Γιατί 1/50 των 0,5 mm είναι: 0,5mm:50 = 0,01mm.

22 Μικρόµετρο Ανάγνωση Ένδειξης Μετρικού Μικροµέτρου Barrel Reading (1) = 10mm Reading (3) = 0.22mm Thimble Reading (2) = 0.50mm 1. ιάβασε την ένδειξη στο κυλινδρικό περίβληµα (Άνω διαγράµµιση). 2. ιάβασε την ένδειξη των ½mm στο κυλινδρικό περίβληµα (Κάτω διαγράµµιση) 3. ιάβασε την ένδειξη στο περιστρεφόµενο τύµπανο που συµπίπτει µε την οριζόντια γραµµή του κυλινδρικού περιβλήµατος Πηγή: Παράδειγµα 1) Ολόκληρα χιλιοστά (ορατά) 2) ½mm (ορατά)... 3) Συµπίπτουσα ένδειξη τυµπάνου 4) Μέτρηση.. 10 = 10.00mm 1 = 0.50mm 22 = 0.22mm = 10.72mm

23 Μηχανικός Συγκριτής

24 Ελεγκτήρες µεγίστου/ελαχίστου

25 Βιβλιογραφία - Πηγές Κ. Αθανασιάδης (2010). Μετρολογία ΙΙ, Σηµειώσεις Μαθήµατος, ΤΕΙ Θεσσαλονίκης Γ. Βοσνιάκος (2009). Ανοχές - Συναρµογές, ιδακτικές Σηµειώσεις Μηχανουργικής Τεχνολογίας, Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών ΕΜΠ Χ. Καραχάλιου - Γκ. Μανσούρ (2007). ιαστατικής Μετρολογία, Εκδόσεις Ζήτη Ε. Παπαδανιήλ (1979). Σηµειώσεις και Πίνακες Μηχανουργικής Τεχνολογίας, Εκδόσεις ΕΜΠ Α.Ι. Παππάς (1964). Μηχανουργική Τεχνολογία Πηγή:

26 Ερωτήσεις - Συζήτηση