Download Luận văn Tự động hoá quá trình đo và đánh giá sai số chế tạo các thông số ăn khớp của bánh răng trụ trên máy đo toạ độ 3 chiều CMM 544 Mitutoyo
MỤC LỤC
Trang
Mục lục 1
Bảng các chữ viết tắt 4
Bảng các hình vẽ 5
Mở đầu 7
Chương 1 Tổng quan đo các thông số bánh răng trụ 9
I. Các khái niệm cơ bản trong kỹ thuật đo lường 9
1.1. Đo lường 9
1.2. Đơn vị đo - Hệ thống đơn vị đo 9
1.3. Phương pháp đo 10
1.4. Kiểm tra - phương pháp kiểm tra 12
1.5. Phương tiện đo - Phân loại phương tiện đo. 13
1.6. Các chỉ tiêu đo lường cơ bản 13
1.7 Các nguyên tắc cơ bản trong đo lường. 14
1.7.1. Nguyên tắc Abbe 14
1.7.2. Nguyên tắc chuỗi kính thước ngắn nhất 15
1.7.3. Nguyên tắc chuẩn thống nhất 16
1.7.4. Nguyên tắc kinh tế 16
II. Phương pháp đo các thông số hình học của chi tiết cơ khí 17
2.1. Phương pháp đo kích thước thẳng 17
2.1.1. Phương pháp đo hai tiếp điểm 17
2.1.2. Phương pháp đo ba tiếp điểm. 17
2.1.3. Phương pháp đo một tiếp điểm 22
III Phương pháp đo các thông số bánh răng. 24
3.1. Phương pháp kiểm tra tổng hợp loại ăn khớp một bên 24
3.2. Phương pháp kiểm tra tổng hợp loại ăn khớp khít. 29
3.3. Phương pháp đo sai số tích luỹ bước vòng. 32
3.3.1. Đo theo sai lệch bước góc 33
3.3.2. Đo theo sai số tích luỹ bước sau nửa vòng quay của bánh răng 34
3.3.3. Đo sai lệch bước vòng trên vòng tròn đo. 34
3.3.4. Đo sai lệch giới hạn bước pháp cơ sở 35
3.3.5. Đo sai lệch khoảng pháp tuyến chung 36
3.3.6. Đo độ đảo hướng tâm vành răng 38
3.3.7. Đo đường kính vòng chia 39
3.3.8. Đo sai số prôfin răng 39
Chương 2 Một số mô hình toán học áp dụng khi đo 3D 42
2.1. Cơ sở hình học của phép đo toạ độ 42
2.1.1. Hệ tọa độ Đề các vuông góc 42
2.1.2. Các phép biến đổi tạo độ 44
2.2. Thuật toán cho những yếu tố hình học cơ bản 47
2.2.1. Thuật toán xác định đường thẳng qua toạ độ 2 điểm đo 47
2.2.2 Thuật toán xác định tâm và bán kính đường tròn 48
2.2.3. Thuật toán xác định phương trình tổng quát của mặt bậc hai 50
2.2.4. Thuật toán xác định mặt phẳng qua toạ độ 51
2.2.5 Thuật toán xác định mặt cầu 57
2.3. Độ chính xác phép đo 62
2.3.1. Sai số chỉ thị 62
2.3.2. Sai số do mẫu điều chỉnh 63
2.3.3. Sai số do biến dạng nhiệt 63
2.3.4. Sai số do lực đo 64
2.3.5. Sai số do bản thân chi tiết đo gây ra 65
2.4. Mô hình toán học và sơ đồ điều khiển động cơ Servo. 67
Chương 3 Phần mềm tính sai số bánh răng trụ dùng ngôn ngữ lậptrình JavaScript.71
3.1. Tạo bộ số liệu cho chương trình lập trình 71
3.2. Lập trình chương trình tính toán sai số gia công bánh răng trụ răng
thẳng bằng ngôn ngữ JavaScript74
3.2.1. Tính sai số đường kính vòng đỉnh răng. 74
3.2.2. Sai số đường kính vòng chân răng 75
3.2.3. Sai số chiều cao răng 76
3.2.4. Sai số chiều dày răng trên vòng tròn chia lí thuyết 76
3.2.5. Sai số bước ăn khớp 78
3.2.6. Sai số bước góc 79
3.3. Giao diện chương trình 80
3.3.1 Lập giao diện chương trình 80
3.3.2. Lưu đồ thuật toán và các đoạn mã javaScript 80
3.3.3. Cách sử dụng chương trình để tính toán sai số chế tạo bánh răng 93
trụ răng thẳng
Chương 4 Ứng dụng chương trình đo sai số bánh răng trụ răng thẳng. 94
4.1. Quét biên dạng bánh răng 94
4.2. Tạo bộ số liệu 96
4.3. Chạy chương trình 97
4.4. Phân tích đánh giá 99
Chương 5 Kết luận 100
Phụ lục 1 Giới thiệu về máy đo CMM 544 Mitutoyo của Trung tâm thí
nghiêm trường ĐH Kỹ thuật Công nghiệp101
Phụ lục 2 Các đoạn mã của chương trình 113
Phụ lục 3 Bộ số liệu toạ độ các điểm trên biên dạng bánh răng thực nghiệm 123
Tài liệu tham khảo
Để tải bản DOC Đầy Đủ xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
D 1b c1= D
D 1c
ta có: x2= x1+ a1 y2= y1 + b1 z2= z1 + c1
Cho x2, y2, z2 giữ vai trò của x1, y1, z1 và tiến hành phép lặp cho tới khi a n ≤ [a],
bn≤, cn ≤ [c] với [a] [c] là sai số giới hạn cho phép.
Khi đó ta có cá giá trị x, y, z và toạ độ tâm cầu cần xác định.
Giá trị độ cầu tính theo công thức: ∆ = tmax - tmin
m11
m21
m31
m12
m22
m32
m13
m23
m33
-n1
-n2
-n3
m12
m22
m32
m13
m23
m33
Da1=
m11
m21
m31
-n1
-n2
-n3
m13
m23
m33
Db1=
m11
m21
m31
m12
m22
m32
-n1
-n2
-n3
Dc1=
Luận văn Tốt nghiệp Cao học Lớp CHK9
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
62
Tương tự trường hợp mặt phẳng số lần lặp phụ thuộc vào việc chọn nghiệm gần
đúng đầu tiên và các giá trị tới hạn [a] [c].
2.3. Độ chính xác phép đo
Sai số tồn tại trong khi đo gọi là sai số đo, đó là do ảnh hưởng tổng hợp của các
sai số do bản thân phương tiện đo, do thay đổi, do điều chỉnh lực đo, do nhiệt độ, do
các yếu tố có quan hệ tới chuẩn và định vị chi tiết đo cũng như các sai số khác xuất
hiện trong quá trình đo. Sai số này làm cho kết quả đo luôn sai khác với giá trị thực
Q của đại lượng:
∆x = x – Q
Khi sai số đo ∆ càng bé, thì phép đo càng chính xác.
Sai số đo có thể gồm các thành phần sau:
2.3.1. Sai số chỉ thị
Sai số riêng của bộ đọc số, gồm 2 thành phần: Sai số bản thân chuyển đổi đo và
sai số do đọc số. Sai số do bản thân bộ chuyển đổi do sử dụng hàm truyền gần đúng,
do sai số chế tạo, lắp ráp, điều chỉnh khi chế tạo cũng như khi đo. Sai số đọc là sai
số do các yếu tố chủ quan và khách quan dẫn tới việc đọc sai chỉ số của công cụ và
máy đo. Độ chính xác đọc số phụ thuộc vào chiều dày vạch chia cũng như vị trí của
vật chỉ thị trên bảng chia.
Hình đồ thị trên là kết quả nghiên cứu thực nghiệm sai số đọc phụ thuộc chiều dày
vạch chia và khoảng cách giữa các vạch.
Vì thế thường dùng vạch khắc có chiều dày δ = 0,1a
Khi δ = 0,2a sai số đọc tăng 2,5 lần
Khi δ = 0,3a sai số đọc tăng 5 lần
1
∆đ
10
∆đ
δ(%a) 2.5 a(mm)
Hình 2-4: Sai số và chiều dày vạch khắc Hình 2-5: Sai số và khoảng chia
Luận văn Tốt nghiệp Cao học Lớp CHK9
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
63
Khoảng cách giữa các vạch là a càng bé, sai số đọc càng lớn, a càng lớn kết cấu
bảng chinh lớn một cách vô ích vì sau a = 2,5 mm sai số đọc không giảm. Vì thế chỉ
nên dùng a = 1 ÷ 2,5mm và thường thì a = 1 mm
Chiều cao vạch chia: h = (1,5 ÷ 2)a
Kim chỉ thị đặt cách mặt bẳng chia khoảng y. A là vị trí đặt mắt đúng, tia nhìn
vuông góc với mặt bàn chia. B là vị trí đặt mắt sai.
∆d = z.
R
y
Khi z tăng càng lớn đọc càng sai. Để giảm sai số đọc người ta tìm cách giảm y đến
mức tối thiểu. Trong các máy đo quang học người ta thường dùng phương pháp tạo
ảnh vật chỉ thị và bảng chia lên một mặt phẳng để có y → 0
2.3.2. Sai số do mẫu điều chỉnh
Khi đo so sánh ta coi kích thước mẫu điều chỉnh là không có sai số. Trong thực
tế mẫu vẫn có sai số do chế tạo và có thể đo được nhờ các phương tiện đo có cấp
chính xác cao hơn. Sai số được gọi là sai số kiểm định, có độ lớn tuỳ từng trường hợp cấp
chính xác của mẫu.
2.3.3. Sai số do biến dạng nhiệt
Thông thường do ảnh hưởng của nhiệt độ trong quá trình gia công kích thước chi
tiết đo thường lớn hơn khi chi tiết trở lại trạng thái bình thường. Sai số này càng lớn
khi kích thước chi tiết càng lớn.
Sai số do nhiệt theo chiều dài chi tiết được tình theo công thức:
∆L1=L[αct(tct-t0) - αM(tM-t0)]
Trong đó: L : Chiều dài chi tiết
tct, tM : Nhiệt độ chi tiết và nhiệ độ máy đo
αct, αM : Hệ số dãn nở nhiệt của chi tiết và của máy đo.
t0 : Nhiệt độ tiêu chuẩn trong phòng đo, thường t0 = 200C
Khi đo trong phòng có nhiệt độ tiêu chuẩn thì: tM = t0 = 200c
∆L1= Lαct(tct - 200)
Thông thường với các phép đo cần độ chính xác cao như khi kiểm định dụng cụ,
mẫu đo, người ta phải để chi tiết đo trong phòng đo một thời gian nhất định để tct
→200c để giảm tới mức tối thiểu ảnh hưởng của nhiệt độ tới kết quả đo.
Trong điều kiện sản xuất, chi tiết và công cụ đo cùng điều kiện nhiệt độ:
tct = tM = t ≠ t0
Khi đó: ∆L1= L(t-200) (αct - αM)
Luận văn Tốt nghiệp Cao học Lớp CHK9
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
64
Nhìn vào công thức ta có thể thấy, trong điều kiện này nếu ta chế tạo công cụ đo
cùng loại vật liệu với chi tiết đo thì sai số do ảnh hưởng của nhiệt độ hầu như không
đáng kể.
Đối với các phép đo yêu cầu độ chính xác cao, đặc biệt các phép đo liên quan đến
kích thước tuyệt đối với các phép đo kích thước lớn, sai số do nhiệt độ chính là sai
số khó khắc phục nhất.
Sai số do nhiệt độ không đơn thuần chỉ xảy ra với chi tiết đo mà ngay cả đối với
công cụ đo và máy đo, nhất là với các máy đo có xích kích thước lớn. Sai số này
được thể hiện qua sự “trôi” điểm điều chỉnh. Chẳng hạn với một hệ thống gồm bàn
đo, trụ đứng φ50. Có chiều cao phần làm việc L = 100mm, với chênh lệch nhiệt độ
30C. Dao động từ 200C ~ 230C, có thể tính được sai số trôi điểm điều chỉnh do nhiệt
độ là 1,5µm.
Ngoài ra, khi khảo sát sai số do nhiệt độ người ta còn tính đến cả thân nhiệt người
đo, đặc biệt là với các công cụ cầm tay. Để khắc phục sai số này, các công cụ cầm
tay, đặc biệt với các công cụ cần độ chính xác cao và các công cụ đo kích thước lớn
người ta thường có lót cách nhiệt ở nơi tay tiếp xúc.
2.3.4. Sai số do lực đo
Khi đo theo phương pháp tiếp xúc, lực đo gây biến dạng bề mặt chi tiết sinh ra
sai số đo. Độ biến dạng phụ thuộc vào vật liệu, hình thức tiếp xúc giữa mặt đầu đo
và mặt chi tiết, cũng như chất lượng bề mặt chi tiết phẳng hay trụ có thể dùng công
thức sức bền vật liệu để tính lượng biến dạng.
Với đầu đo bi cầu dùng cho chi tiết phẳng, sai số do lực đo:
∆LP = 0,33 3 21
2 )(
r
vvP + (µm)
Trong đó: P - Lực đo, tính bằng N
r - Bán kính đầu đo, tính bằng µm
v1, v2 - Hệ số đàn hồi của vật liệu
v1= ;E
)1(4
1
1µ− v2= ;E
)1(4
2
2µ−
Với µ1, µ2 : Hệ số Poatsong của vật liệu đầu đo và chi tiết đo.
E1, E2 : Mô dun đàn hồi tương ứng.
Với hầu hết kim loại và với độ chính xác đủ dùng có thể lấy µ=1/3 khi đó:
v1 =
19
24
E
, v2 =
29
24
E
Luận văn Tốt nghiệp Cao học Lớp CHK9
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
65
Do đó ta có:
∆Lp= 0,77 3 2
21
2
)
E
1
E
1(
r
P
+
Nếu chi tiết đo và vật liệu đầu đo là cùng loại thì: E1 = E2
∆Lp= 1,22 3 2
2
rE
P
Với các chi tiết và đầu đo có dạng gần cầu hay gần phẳng, cần đưa vào một hệ số
điều chỉnh chừng 20 ~23%, do đó ta có:
∆Lp= 0,93 3 2
21
2
)
E
1
E
1(
r
P
+
Hay
∆Lp= 1,46 3 2
2
rE
P
Ngoài việc xác định sai số đo do lực theo công thức trên, người ta còn đặt thêm vấn
đề nữa là làm sao sau khi đo không để lại vết trên bề mặt chi tiết, yêu cầu này rất
khắt khe với các mặt siêu chính xác, các mặt đ...
Download miễn phí Luận văn Tự động hoá quá trình đo và đánh giá sai số chế tạo các thông số ăn khớp của bánh răng trụ trên máy đo toạ độ 3 chiều CMM 544 Mitutoyo
MỤC LỤC
Trang
Mục lục 1
Bảng các chữ viết tắt 4
Bảng các hình vẽ 5
Mở đầu 7
Chương 1 Tổng quan đo các thông số bánh răng trụ 9
I. Các khái niệm cơ bản trong kỹ thuật đo lường 9
1.1. Đo lường 9
1.2. Đơn vị đo - Hệ thống đơn vị đo 9
1.3. Phương pháp đo 10
1.4. Kiểm tra - phương pháp kiểm tra 12
1.5. Phương tiện đo - Phân loại phương tiện đo. 13
1.6. Các chỉ tiêu đo lường cơ bản 13
1.7 Các nguyên tắc cơ bản trong đo lường. 14
1.7.1. Nguyên tắc Abbe 14
1.7.2. Nguyên tắc chuỗi kính thước ngắn nhất 15
1.7.3. Nguyên tắc chuẩn thống nhất 16
1.7.4. Nguyên tắc kinh tế 16
II. Phương pháp đo các thông số hình học của chi tiết cơ khí 17
2.1. Phương pháp đo kích thước thẳng 17
2.1.1. Phương pháp đo hai tiếp điểm 17
2.1.2. Phương pháp đo ba tiếp điểm. 17
2.1.3. Phương pháp đo một tiếp điểm 22
III Phương pháp đo các thông số bánh răng. 24
3.1. Phương pháp kiểm tra tổng hợp loại ăn khớp một bên 24
3.2. Phương pháp kiểm tra tổng hợp loại ăn khớp khít. 29
3.3. Phương pháp đo sai số tích luỹ bước vòng. 32
3.3.1. Đo theo sai lệch bước góc 33
3.3.2. Đo theo sai số tích luỹ bước sau nửa vòng quay của bánh răng 34
3.3.3. Đo sai lệch bước vòng trên vòng tròn đo. 34
3.3.4. Đo sai lệch giới hạn bước pháp cơ sở 35
3.3.5. Đo sai lệch khoảng pháp tuyến chung 36
3.3.6. Đo độ đảo hướng tâm vành răng 38
3.3.7. Đo đường kính vòng chia 39
3.3.8. Đo sai số prôfin răng 39
Chương 2 Một số mô hình toán học áp dụng khi đo 3D 42
2.1. Cơ sở hình học của phép đo toạ độ 42
2.1.1. Hệ tọa độ Đề các vuông góc 42
2.1.2. Các phép biến đổi tạo độ 44
2.2. Thuật toán cho những yếu tố hình học cơ bản 47
2.2.1. Thuật toán xác định đường thẳng qua toạ độ 2 điểm đo 47
2.2.2 Thuật toán xác định tâm và bán kính đường tròn 48
2.2.3. Thuật toán xác định phương trình tổng quát của mặt bậc hai 50
2.2.4. Thuật toán xác định mặt phẳng qua toạ độ 51
2.2.5 Thuật toán xác định mặt cầu 57
2.3. Độ chính xác phép đo 62
2.3.1. Sai số chỉ thị 62
2.3.2. Sai số do mẫu điều chỉnh 63
2.3.3. Sai số do biến dạng nhiệt 63
2.3.4. Sai số do lực đo 64
2.3.5. Sai số do bản thân chi tiết đo gây ra 65
2.4. Mô hình toán học và sơ đồ điều khiển động cơ Servo. 67
Chương 3 Phần mềm tính sai số bánh răng trụ dùng ngôn ngữ lậptrình JavaScript.71
3.1. Tạo bộ số liệu cho chương trình lập trình 71
3.2. Lập trình chương trình tính toán sai số gia công bánh răng trụ răng
thẳng bằng ngôn ngữ JavaScript74
3.2.1. Tính sai số đường kính vòng đỉnh răng. 74
3.2.2. Sai số đường kính vòng chân răng 75
3.2.3. Sai số chiều cao răng 76
3.2.4. Sai số chiều dày răng trên vòng tròn chia lí thuyết 76
3.2.5. Sai số bước ăn khớp 78
3.2.6. Sai số bước góc 79
3.3. Giao diện chương trình 80
3.3.1 Lập giao diện chương trình 80
3.3.2. Lưu đồ thuật toán và các đoạn mã javaScript 80
3.3.3. Cách sử dụng chương trình để tính toán sai số chế tạo bánh răng 93
trụ răng thẳng
Chương 4 Ứng dụng chương trình đo sai số bánh răng trụ răng thẳng. 94
4.1. Quét biên dạng bánh răng 94
4.2. Tạo bộ số liệu 96
4.3. Chạy chương trình 97
4.4. Phân tích đánh giá 99
Chương 5 Kết luận 100
Phụ lục 1 Giới thiệu về máy đo CMM 544 Mitutoyo của Trung tâm thí
nghiêm trường ĐH Kỹ thuật Công nghiệp101
Phụ lục 2 Các đoạn mã của chương trình 113
Phụ lục 3 Bộ số liệu toạ độ các điểm trên biên dạng bánh răng thực nghiệm 123
Tài liệu tham khảo
Để tải bản DOC Đầy Đủ xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung:
1a b1= DD 1b c1= D
D 1c
ta có: x2= x1+ a1 y2= y1 + b1 z2= z1 + c1
Cho x2, y2, z2 giữ vai trò của x1, y1, z1 và tiến hành phép lặp cho tới khi a n ≤ [a],
bn≤, cn ≤ [c] với [a] [c] là sai số giới hạn cho phép.
Khi đó ta có cá giá trị x, y, z và toạ độ tâm cầu cần xác định.
Giá trị độ cầu tính theo công thức: ∆ = tmax - tmin
m11
m21
m31
m12
m22
m32
m13
m23
m33
-n1
-n2
-n3
m12
m22
m32
m13
m23
m33
Da1=
m11
m21
m31
-n1
-n2
-n3
m13
m23
m33
Db1=
m11
m21
m31
m12
m22
m32
-n1
-n2
-n3
Dc1=
Luận văn Tốt nghiệp Cao học Lớp CHK9
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
62
Tương tự trường hợp mặt phẳng số lần lặp phụ thuộc vào việc chọn nghiệm gần
đúng đầu tiên và các giá trị tới hạn [a] [c].
2.3. Độ chính xác phép đo
Sai số tồn tại trong khi đo gọi là sai số đo, đó là do ảnh hưởng tổng hợp của các
sai số do bản thân phương tiện đo, do thay đổi, do điều chỉnh lực đo, do nhiệt độ, do
các yếu tố có quan hệ tới chuẩn và định vị chi tiết đo cũng như các sai số khác xuất
hiện trong quá trình đo. Sai số này làm cho kết quả đo luôn sai khác với giá trị thực
Q của đại lượng:
∆x = x – Q
Khi sai số đo ∆ càng bé, thì phép đo càng chính xác.
Sai số đo có thể gồm các thành phần sau:
2.3.1. Sai số chỉ thị
Sai số riêng của bộ đọc số, gồm 2 thành phần: Sai số bản thân chuyển đổi đo và
sai số do đọc số. Sai số do bản thân bộ chuyển đổi do sử dụng hàm truyền gần đúng,
do sai số chế tạo, lắp ráp, điều chỉnh khi chế tạo cũng như khi đo. Sai số đọc là sai
số do các yếu tố chủ quan và khách quan dẫn tới việc đọc sai chỉ số của công cụ và
máy đo. Độ chính xác đọc số phụ thuộc vào chiều dày vạch chia cũng như vị trí của
vật chỉ thị trên bảng chia.
Hình đồ thị trên là kết quả nghiên cứu thực nghiệm sai số đọc phụ thuộc chiều dày
vạch chia và khoảng cách giữa các vạch.
Vì thế thường dùng vạch khắc có chiều dày δ = 0,1a
Khi δ = 0,2a sai số đọc tăng 2,5 lần
Khi δ = 0,3a sai số đọc tăng 5 lần
1
∆đ
10
∆đ
δ(%a) 2.5 a(mm)
Hình 2-4: Sai số và chiều dày vạch khắc Hình 2-5: Sai số và khoảng chia
Luận văn Tốt nghiệp Cao học Lớp CHK9
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
63
Khoảng cách giữa các vạch là a càng bé, sai số đọc càng lớn, a càng lớn kết cấu
bảng chinh lớn một cách vô ích vì sau a = 2,5 mm sai số đọc không giảm. Vì thế chỉ
nên dùng a = 1 ÷ 2,5mm và thường thì a = 1 mm
Chiều cao vạch chia: h = (1,5 ÷ 2)a
Kim chỉ thị đặt cách mặt bẳng chia khoảng y. A là vị trí đặt mắt đúng, tia nhìn
vuông góc với mặt bàn chia. B là vị trí đặt mắt sai.
∆d = z.
R
y
Khi z tăng càng lớn đọc càng sai. Để giảm sai số đọc người ta tìm cách giảm y đến
mức tối thiểu. Trong các máy đo quang học người ta thường dùng phương pháp tạo
ảnh vật chỉ thị và bảng chia lên một mặt phẳng để có y → 0
2.3.2. Sai số do mẫu điều chỉnh
Khi đo so sánh ta coi kích thước mẫu điều chỉnh là không có sai số. Trong thực
tế mẫu vẫn có sai số do chế tạo và có thể đo được nhờ các phương tiện đo có cấp
chính xác cao hơn. Sai số được gọi là sai số kiểm định, có độ lớn tuỳ từng trường hợp cấp
chính xác của mẫu.
2.3.3. Sai số do biến dạng nhiệt
Thông thường do ảnh hưởng của nhiệt độ trong quá trình gia công kích thước chi
tiết đo thường lớn hơn khi chi tiết trở lại trạng thái bình thường. Sai số này càng lớn
khi kích thước chi tiết càng lớn.
Sai số do nhiệt theo chiều dài chi tiết được tình theo công thức:
∆L1=L[αct(tct-t0) - αM(tM-t0)]
Trong đó: L : Chiều dài chi tiết
tct, tM : Nhiệt độ chi tiết và nhiệ độ máy đo
αct, αM : Hệ số dãn nở nhiệt của chi tiết và của máy đo.
t0 : Nhiệt độ tiêu chuẩn trong phòng đo, thường t0 = 200C
Khi đo trong phòng có nhiệt độ tiêu chuẩn thì: tM = t0 = 200c
∆L1= Lαct(tct - 200)
Thông thường với các phép đo cần độ chính xác cao như khi kiểm định dụng cụ,
mẫu đo, người ta phải để chi tiết đo trong phòng đo một thời gian nhất định để tct
→200c để giảm tới mức tối thiểu ảnh hưởng của nhiệt độ tới kết quả đo.
Trong điều kiện sản xuất, chi tiết và công cụ đo cùng điều kiện nhiệt độ:
tct = tM = t ≠ t0
Khi đó: ∆L1= L(t-200) (αct - αM)
Luận văn Tốt nghiệp Cao học Lớp CHK9
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
64
Nhìn vào công thức ta có thể thấy, trong điều kiện này nếu ta chế tạo công cụ đo
cùng loại vật liệu với chi tiết đo thì sai số do ảnh hưởng của nhiệt độ hầu như không
đáng kể.
Đối với các phép đo yêu cầu độ chính xác cao, đặc biệt các phép đo liên quan đến
kích thước tuyệt đối với các phép đo kích thước lớn, sai số do nhiệt độ chính là sai
số khó khắc phục nhất.
Sai số do nhiệt độ không đơn thuần chỉ xảy ra với chi tiết đo mà ngay cả đối với
công cụ đo và máy đo, nhất là với các máy đo có xích kích thước lớn. Sai số này
được thể hiện qua sự “trôi” điểm điều chỉnh. Chẳng hạn với một hệ thống gồm bàn
đo, trụ đứng φ50. Có chiều cao phần làm việc L = 100mm, với chênh lệch nhiệt độ
30C. Dao động từ 200C ~ 230C, có thể tính được sai số trôi điểm điều chỉnh do nhiệt
độ là 1,5µm.
Ngoài ra, khi khảo sát sai số do nhiệt độ người ta còn tính đến cả thân nhiệt người
đo, đặc biệt là với các công cụ cầm tay. Để khắc phục sai số này, các công cụ cầm
tay, đặc biệt với các công cụ cần độ chính xác cao và các công cụ đo kích thước lớn
người ta thường có lót cách nhiệt ở nơi tay tiếp xúc.
2.3.4. Sai số do lực đo
Khi đo theo phương pháp tiếp xúc, lực đo gây biến dạng bề mặt chi tiết sinh ra
sai số đo. Độ biến dạng phụ thuộc vào vật liệu, hình thức tiếp xúc giữa mặt đầu đo
và mặt chi tiết, cũng như chất lượng bề mặt chi tiết phẳng hay trụ có thể dùng công
thức sức bền vật liệu để tính lượng biến dạng.
Với đầu đo bi cầu dùng cho chi tiết phẳng, sai số do lực đo:
∆LP = 0,33 3 21
2 )(
r
vvP + (µm)
Trong đó: P - Lực đo, tính bằng N
r - Bán kính đầu đo, tính bằng µm
v1, v2 - Hệ số đàn hồi của vật liệu
v1= ;E
)1(4
1
1µ− v2= ;E
)1(4
2
2µ−
Với µ1, µ2 : Hệ số Poatsong của vật liệu đầu đo và chi tiết đo.
E1, E2 : Mô dun đàn hồi tương ứng.
Với hầu hết kim loại và với độ chính xác đủ dùng có thể lấy µ=1/3 khi đó:
v1 =
19
24
E
, v2 =
29
24
E
Luận văn Tốt nghiệp Cao học Lớp CHK9
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
65
Do đó ta có:
∆Lp= 0,77 3 2
21
2
)
E
1
E
1(
r
P
+
Nếu chi tiết đo và vật liệu đầu đo là cùng loại thì: E1 = E2
∆Lp= 1,22 3 2
2
rE
P
Với các chi tiết và đầu đo có dạng gần cầu hay gần phẳng, cần đưa vào một hệ số
điều chỉnh chừng 20 ~23%, do đó ta có:
∆Lp= 0,93 3 2
21
2
)
E
1
E
1(
r
P
+
Hay
∆Lp= 1,46 3 2
2
rE
P
Ngoài việc xác định sai số đo do lực theo công thức trên, người ta còn đặt thêm vấn
đề nữa là làm sao sau khi đo không để lại vết trên bề mặt chi tiết, yêu cầu này rất
khắt khe với các mặt siêu chính xác, các mặt đ...