Тип документа: Нормативно-технический документ
Дата начала действия: 15 апреля 2004 г.
Опубликован:
-
ГОСТ ГОСТ ГОСТ ГОСТ Приказ ЗАО «ЦНИИПСК им. Мельникова» ГОСТ
СТАНДАРТ ОРГАНИЗАЦИИ
ТОЧНОСТЬ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ
Расчет и назначение точности в чертежах КМ
Дата введения 2004-04-15
УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом ЗАО «ЦНИИПСК им. Мельникова» от 6 апреля 2004 N 54
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН отделом диагностики резервуарных конструкций и отделом стандартизации ЗАО «ЦНИИПСК им. Мельникова»
2 ПРИНЯТ на научно-техническом Совете ЗАО «ЦНИИПСК им. Мельникова» 1 апреля 2004
3 ВЗАМЕН СТП 23-95
4 Разработка, согласование, утверждение, издание (тиражирование), обновление (изменение или пересмотр) и отмена настоящего стандарта производится отделом стандартизации
1 Область применения
Настоящий стандарт устанавливает общие принципы назначения и расчета точности геометрических параметров металлоконструкций и правила внесения требований точности в проектную документацию при разработке чертежей КМ.
М1-5-1. Определение параметров деформируемости. Компрессионное сжатие
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие нормативные документы:
СНиП 3.03.01-87 Несущие и ограждающие конструкции
ГОСТ 21778-81 СОТГПС. Основные положения
ГОСТ 21779-82 СОТГПС. Технологические допуски
ГОСТ 21780-83* СОТГПС. Расчет точности
* На территории Российской Федерации документ не действует. Действует ГОСТ 21780-2006, здесь и далее по тексту. — Примечание изготовителя базы данных.
ГОСТ 24642-81* Допуски формы и расположения поверхностей
ГОСТ 26607-85 СОТГПС. Функциональные допуски
ГОСТ 2.307-68* ЕСКД. Нанесение размеров и предельных отклонений
ГОСТ 2.308-79* ЕСКД. Указание на чертежах допусков формы и расположения поверхностей
ГОСТ 2.309-73* ЕСКД. Обозначение шероховатости поверхности
ГОСТ 21.113-88 СПДС. Обозначение характеристик точности
3 Термины и определения
3.1 В системе обеспечения точности геометрических параметров в строительстве (СОТГПС) применяются следующие термины, определения и обозначения.
геометрический параметр : линейная или угловая величина;
номинальное значение : значение, указанное в проекте;
действительное значение : размер, полученный в результате измерения;
точность геометрического параметра : в каждом отдельном случае характеризуется значением ± действительного отклонения от номинального значения размера, указанного в проектной документации, либо классом точности по ГОСТ 21779-82;
допуск : абсолютное значение разности предельных значений геометрического параметра. Значение принимается по ГОСТ 21779-82;
поле допуска : совокупность значений геометрического параметра в пределах, ограниченных допуском;
Метрологическое обеспечение процессов контроля геометрических параметров зубчатых колес, часть 1
предельное отклонение : — алгебраическая разность между предельным и номинальным значением параметра;
функциональный допуск : допуск геометрических параметров в сопряжениях и точность положения элементов в конструкциях, задаваемый из условия обеспечения функциональных требований. Номенклатура допусков по ГОСТ 26607-85. Значения некоторых функциональных допусков приведены в таблице 1 приложения А.
Функциональный допуск может быть задан из условия нормальной эксплуатации приборов и оборудования. Например, при перекосе опор транспортерных галерей могут выйти из строя транспортеры, и функциональным допуском будет разность отметок опор;
технологический допуск : допуск геометрического параметра, регламентирующий точность технологических процессов и операций и разбивочных работ.
Номенклатура и значение технологических допусков по классам точности даны в ГОСТ 21779-82;
класс точности : совокупность значений технологических допусков.
Каждый класс точности содержит ряд допусков, соответствующих одинаковой степени точности для всех номинальных значений данного геометрического параметра;
уровень собираемости : количественный показатель доли бесподгоночных работ при сборке.
Коэффициент .
Действительное отклонение является количественным выражением систематических и случайных погрешностей, накопленных при выполнении операций и измерений.
Характеристиками точности являются нижнее и верхнее предельное отклонение от номинального значения » «. Интервал, в пределах которого может изменяться значение » » от до называется допуском — или .
Значение называется отклонением середины поля допуска. Для большинства допусков в строительстве и . В рабочей документации указывается размер с предельными отклонениями.
, мм.
Погрешности, возникающие при изготовлении и монтаже конструкций, по характеру их происхождения могут быть разбиты на две группы: систематические и случайные.
Систематические погрешности возникают под влиянием постоянно действующего фактора и не изменяются (либо изменяются по какому-то определенному закону) в процессе выполнения технологического процесса и имеют постоянный знак. Примерами таких отклонений могут служить отклонения, вызванные неисправностью оборудования. В этом случае их необходимо устранить. Сварочное укорочение также является систематическим отклонением. Его нужно учитывать в уравнении допусков с учетом его знака (-).
Случайные погрешности не имеют закономерностей ни по величине, ни по знаку. Для их расчета пользуются правилами теории вероятностей.
Оценка собираемости конструкций или сооружений заключается в сравнении суммарного технологического допуска с функциональным допуском. Функциональные допуски (предельного отклонения) назначают исходя из предъявляемых к строительным конструкциям функциональных требований: надежности, нормальной эксплуатации, эстетических и экономических требований. Функциональными допусками регламентируют точность размеров, формы и положения в пространстве элементов зданий и сооружений.
4 Общие положения
4.1 Целью назначения требований точности геометрических параметров металлоконструкций в чертежах КМ является повышение качества продукции и получение прибыли за счет уменьшения подгоночных работ и сокращения сроков монтажа.
4.2 В проекте КМ должна содержаться информация по точности изготовления, монтажа и разбивочных работ, необходимых для разработки чертежей КМД и проекта производства работ.
5 Назначение точности в документации КМ
5.1 Конструкции массового применения должны изготавливаться и монтироваться в соответствии с нормативными документами, поэтому в Общих данных комплекта КМ в разделе «Требования к точности» должна быть ссылка на эти документы.
5.2 Стандартизированные конструкции (колонны, ригели и т.д.) имеют указания по точности изготовления в соответствующих ГОСТах.
5.3 Для конструкций промзданий высотой не более 18,6 м и пролетами не более 12 м и для конструкций, для которых нет данных в СНиПах и ГОСТах в общих данных нужно указать, что требования к точности по ГОСТ 21779-82 «Технологические допуски» должны быть не ниже:
- на геодезические и разбивочные работы не ниже 5 класса;
- на изготовление в заводских условиях не ниже 5 класса;
- на монтаж не ниже 6 класса.
5.4 Уникальные конструкции и конструкции, не указанные в п.5.1-5.3 должны содержать указания по точности, основанные на расчете.
5.5 Параметры, для которых производится расчет и которые необходимо контролировать при изготовлении и монтаже, должны быть указаны в комплекте КМ с предельными отклонениями, либо в виде указания класса точности по ГОСТ 21779-82 «Технологические допуски».
5.6 Для строительных металлоконструкций такими параметрами являются:
- расстояния между разбивочными осями;
- габаритные размеры отправочных марок;
- расстояния между группами монтажных отверстий;
- расстояния между отверстиями в группе.
5.7 Для конструкций промзданий, не указанных в п.5.3, необходимость расчета точности определяется ГИПом и согласовывается с Заказчиком при определении стоимости проектных работ.
5.8 Геометрические параметры, для которых необходимо назначить требования точности:
- полная длина;
- длина подкрановой ветви;
- расстояние от опоры подкрановой балки до опорного столика стропильной фермы;
- расстояние от оси подкрановой ветви до оси подкрановой балки;
- высота сечения подкрановой и надкрановой ветви колонны;
- расстояние между отверстиями для крепления опор ферм;
- отклонение оси колонны от вертикали;
- отклонение осей в плане.
Подкрановые балки:
- длина;
- расстояние между отверстиями;
- смещение отверстий от оси.
Стропильные фермы:
- пролет;
- длина верхнего пояса;
- высота на опоре;
- расстояние между отверстиями.
- длина;
- расстояние между группами отверстий;
- расстояние между отверстиями в группе.
5.9 Порядок назначения точности в чертежах КМ показан в виде блок-схемы (см. рис.1)
Рис.1 Порядок назначения точности в чертежах КМ. Блок-схема
6 Расчет точности
6.1 Расчет точности производится по указаниям данного стандарта, разработанного на основе ГОСТ 21780-83 Расчет точности.
6.2 Расчет точности заключается в подборе показателей точности ( , ) по каждому параметру с целью добиться выполнения условия
,
где — показатель уровня собираемости по п.6.3;
— функциональный допуск по таблице 1 приложения А;
— суммарный технологический допуск по п.п.6.4-6.6.
6.3 Показатель уровня собираемости — коэффициент собираемости зависит от степени ответственности конструкций по группам:
первая группа — уникальные и прецизионные конструкции, для которых необходимо безусловное соблюдение функционального допуска
=1 полная собираемость
вторая группа — основные несущие конструкции каркасов зданий сооружений 1-ой и 2-ой степени ответственности (колонны, балки, фермы, ригели)
=0,95 нормальная собираемость
третья группа — прочие конструкции
=0,85 приемлемый уровень собираемости
четвертая группа — временные конструкции, допускающие достижение собираемости путем рихтовки, подтяжки и других видов подгоночных работ при условии, что напряжения в конструкции при натяге не превышает 10% от расчетных и усилиях при рихтовке, не превышающих 2,0 кн (20 кг)
=0,5 допустимый уровень собираемости
6.4 Суммарный технологический допуск — это сумма всех возможных погрешностей того параметра, по которому ведется расчет и которые возникают на всех этапах изготовления и монтажа. Чтобы посчитать суммарный допуск нужно составить схему и задать значения допусков данного параметра по всем технологическим операциям, исходя из возможностей технологического оборудования. Этот этап наиболее трудоемкий, так как требует четкого представления обо всех технологических операциях, которые проходит элемент прежде, чем встать на место, определенное проектом и о тех требованиях, которые предъявляются к конструкции.
6.5 Если в техническом задании не оговорены требования к точности операций, то их значения при расчете принимаются по таблицам 1-9 ГОСТ 21779-82 для геодезических и разбивочных работ по 5 классу, при изготовлении в заводских условиях по 4-5 классу, при установке в проектное положение по 5-6 классу.
6.6 Суммарный допуск подсчитывается по формулам:
а) допуск, который получается как сумма случайных величин, рассчитывается по формуле
;
б) в особых случаях, оговоренных п.2.7 ГОСТ 21780-83, а именно при числах, составляющих меньше трех, для уникальных сооружений и для систематических допусков (например, сварочное укорочение имеет определенное значение и знак минус) суммарный допуск получается как алгебраическая сумма
.
Когда определены все составляющие, нужно установить соответствие
.
Если условие выполнено, заданные значения допусков технологических операций нужно внести в комплект КМ, если условие не выполнено, то можно либо ужесточить допуски и повторить расчет, либо предусмотреть в конструкции компенсаторы.
6.7 В качестве компенсатора могут быть применены конструктивные мероприятия : прокладки, овальные отверстия и т.д., а также организационные мероприятия : назначить способ изготовления, исключающий погрешности (кондукторы, шаблоны, обработку «пакетом»), назначить способ монтажа, исключающий накопление погрешностей (связевые блоки, кондукторы) и т.д. Эти требования должны быть внесены в Общие данные.
6.8 Расчет точности элементов и деталей, входящих в монтажные марки
6.9.1* Расчет точности укрупнительной сборки подкрановых балок производится при разработке чертежей КМД по следующей схеме:
* Нумерация соответствует оригиналу. — Примечание изготовителя базы данных.
Рис.2 Схема балки
Из расчета монтажной собираемости определено, что балка должна иметь размер =11920±8 мм ( =16 мм). Необходимо определить точность обрезки заготовок .
— отклонение длины заготовки для сварного двутаврового стержня, =11920 мм;
— отклонение толщины опорных ребер;
— отклонение толщины сварочного зазора;
— отклонение длины стержня вследствие его изгиба из плоскости и в плоскости;
— сварочные деформации от приварки опорных ребер и ребер жесткости.
Уравнение размерной цепи:
Величины , малы, ими пренебрегаем.
Исходные данные мм (из расчета):
(по ГОСТ на прокат);
(ГОСТ 5264-80 швы сварных соединений);
мм (сварочное укорочение для =8).
Точность обрезки заготовки определяем из уравнения:
;
; .
Поскольку допуски несимметричные, необходимо определить середину поля допуска по формулам:
; ; .
мм, мм, мм, ;
мм, мм, мм, ;
мм, мм, мм, ;
мм, , мм, мм;
мм;
т.е. для того, чтобы готовая балка имела допуск мм, точность обрезки заготовки должна быть .
7 Правила внесения требований точности в чертежи КМ
7.1 Если требования точности принимаются без расчета, раздел «Общие данные» в комплекте чертежей КМ должен иметь в разделе «Требования к изготовлению и монтажу» следующий текст:
При изготовлении конструкций в заводских условиях предельные отклонения геометрических параметров должны соответствовать 4-5 классу по ГОСТ 21779-82 «Технологические допуски».
При установке конструкций в проектное положение предельные отклонения положения (вертикальность, горизонтальность и т.д.) должны соответствовать 5-6 классу по ГОСТ 21779-82 «Технологические допуски».
6.2* Для конструкций, требования к точности изготовления и монтажа которых определены в специальных документах, раздел «Требования к изготовлению и монтажу» должен содержать ссылку на этот документ (например для резервуаров такая ссылка делается на ПБ 03-605-03 и СНиП 3.03.01).
* Нумерация соответствует оригиналу, здесь и далее по тексту. — Примечание изготовителя базы данных.
6.2 Если требования точности назначены в результате расчета и отличаются для разных элементов, то в чертежах размеры элемента должны указываться с соответствующими предельными отклонениями по ГОСТ 21.113-88, ГОСТ 2.307-68 и ГОСТ 2.308-79.
Рис.3 Обозначение на чертежах предельных отклонений размеров и формы элемента
6.4 Для конструкций, имеющих поверхность, через которую передаются усилия (фланцы, торцы колонн и т.д.) и которая требует механической обработки, на чертеже ставится значок обозначения шероховатости поверхности по ГОСТ 2.309-73* =320 (см. рис.4). Вид механической обработки указывается только в том случае, когда он является единственно возможным.
Рис.4 Обозначение шероховатости поверхности
8 Технико-экономический анализ при расчете и назначении точности в проекте КМ
8.1 Технико-экономический анализ проектного решения с заданным уровнем собираемости проводится в следующих случаях:
На стадии технического предложения, эскизного проекта
- для обоснования цены проектирования;
- для сравнения нескольких вариантов.
На стадии рабочих чертежей
- технико-экономический анализ для принятия решений в процессе проектирования.
8.2 Основным принципом при проведении технико-экономического анализа является получение продукции с заданными качествами с наименьшими затратами.
8.3 Система показателей выбирается в зависимости от решаемой задачи из ряда:
- снижение трудоемкости;
- снижение затрат времени на подгоночные работы;
- снижение материалоемкости.
Обобщающим показателем является прибыль.
8.4 При необходимости определения затрат на обеспечение точности можно пользоваться перечнем затрат, приведенном в приложении Б.
8.5 Затраты на расчет и назначение точности на стадии разработки КМ на несколько порядков ниже чем затраты при подгоночных работах на монтаже.
Источник: library.fsetan.ru
ГОСТ 26433.0-85 Правила выполнения измерений
Зональным научно-исследовательским и проектным институтом типового и экспериментального проектирования жилых и общественных зданий (ЛенЗНИИЭП) Госгражданстроя
Центральным ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательским и проектным институтом типового и экспериментального проектирования жилища (ЦНИИЭП жилища) Госгражданстроя
Центральным научно-исследовательским и проектно-экспериментальным институтом организации, механизации и технической помощи строительству (ЦНИИОМТП) Госстроя СССР
ИСПОЛНИТЕЛИ
Л. Н. Ковалис (руководитель темы); Г. Б. Шойхет, канд. техн. наук; М.С. Кардаков; С. Н. Панарин, канд. техн. наук; А. В. Цареградский; Н. М. Штейнберг, канд. техн. наук; Г. Д. Костина, канд. техн. наук; В. С. Сытник, канд. техн. наук; С. Е. Чекулаев, канд. техн. наук; В. Д. Фельдман, канд. техн. наук; В. В. Тишенко ВНЕСЕН Зональным научно-исследовательским и проектным институтом типового и экспериментального проектирования жилых и общественных зданий (ЛенЗНИИЭП) Госгражданстроя
Директор В. В. Судаков
УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ
Постановлением Государственного комитета СССР по делам строительства от 17 октября 1984 г. № 174
Постановлением Государственного комитета СССР по делам строительства от 17 октября 1984 г. № 174 срок введения установлен с 01.01.86
1. Настоящий стандарт распространяется на здания, сооружения и их элементы и устанавливает общие положения по проведению линейных и угловых измерений при контроле точности геометрических параметров по ГОСТ 23616-79, а также в процессе выполнения разбивочных работ в строительстве, изготовления и установки элементов.
Стандарт не распространяется на измерения, проводимые при государственных испытаниях, аттестации и поверке средств измерения. Применяемые в стандарте термины по измерениям соответствуют ГОСТ 15263-70.
2. Объектами измерений являются:
строительные элементы (изделия);
строительные конструкции зданий и сооружений на отдельных этапах их возведения и после завершения строительно-монтажных работ; плановые и высотные разбивочные сети и их элементы, в том числе создаваемые на монтажном горизонте;
формующее оборудование, приспособления и оснастка для изготовления и монтажа, определяющие точность строительных конструкций. 3. Измерениям подлежат геометрические параметры, требования к точности которых установлены в нормативно-технической, проектной и технологической документации на объекты измерения.
4. Измерения проводят в соответствии с требованиями настоящего стандарта и других государственных стандартов по правилам выполнения измерений Системы обеспечения точности геометрических параметров в строительстве.
В нормативно-технической и в технологической документации на конкретные объекты измерения на основе этих стандартов устанавливают предельную погрешность измерений, применяемые методы и средства и, при необходимости, способы обработки результатов наблюдений. 5. Выбор методов и средств измерений
5.1. Методы и средства измерений принимают в соответствии с характером объекта и измеряемых параметров из условия
(1)
где — расчетная суммарная погрешность принимаемого метода и средства измерения;
— предельная погрешность измерения.
5.2. Расчетную погрешность определяют согласно рекомендуемому приложению 1.
5.3. Предельную погрешность определяют из условия
(2)
где Δx — допуск измеряемого геометрического параметра, установленный нормативно-технической документацией на объект измерения;
К — коэффициент, зависящий от цели измерений и характера объекта.
Для измерений, выполняемых в процессе и при контроле точности изготовления и установки элементов, а также при контроле точности разбивочных работ принимают К = 0,2.
Для измерений, выполняемых в процессе производства разбивочных работ, К = 0,4.
5.4. При выборе методов и средств измерения следует учитывать необходимость обеспечения минимальных затрат на выполнение измерений и их обработку и наиболее полного исключения систематических погрешностей.
5.5. Средства измерений должны отвечать требованиям ГОСТ 8.002-71 и ГОСТ 8.326-78.
6. Выполнение измерений
6.1. При подготовке к измерениям должен быть обеспечен свободный доступ к объекту измерения и возможность размещения средств измерения. Места измерений, при необходимости, должны быть очищены, размечены или замаркированы, средства измерений должны быть проверены и подготовлены в соответствии с инструкцией по их эксплуатации.
При подготовке и в процессе измерений должно быть обеспечено соблюдение требований безопасности труда.
6.2. В качестве нормальных условий измерений, если другое не установлено в нормативно-технической документации на объект измерения, принимают:
- температуру окружающей среды 293 К (20 °С);
- атмосферное давление 101,3 кПа (760 мм рт. ст.);
- относительную влажность окружающего воздуха 60 %;
- относительную скорость движения внешней среды 0 м/с.
6.3. При выполнении измерений в условиях, отличающихся от нормальных, следует, при необходимости, фиксировать действительные значения указанных в п. 6.2 величин для внесения поправок в результаты измерений в соответствии с п. 7.2.
6.4. Каждый геометрический параметр строительных элементов, конструкций, оборудования измеряют, как правило, в нескольких наиболее характерных сечениях или местах, которые указываются в нормативно-технической, проектной или технологической документации на объект измерения.
6.5. Измерения выполняют, как правило, двойными наблюдениями параметра в каждом из установленных сечений или мест (при числе повторных наблюдений в каждом сечении или месте m, равном двум).
При выполнении и контроле точности разбивочных работ, а также при установке формующего оборудования, приспособлений и оснастки и в других случаях, когда требуется повышенная точность, могут проводиться многократные наблюдения при числе повторных наблюдений m более 2.
При наличии наблюдений с грубыми погрешностями выполняют дополнительные наблюдения.
6.6. Для уменьшения влияния систематических погрешностей на результат измерения наблюдения производят в прямом и обратном направлениях, на разных участках шкалы отсчетного устройства, меняя установку и настройку прибора и соблюдая другие приемы, указанные в инструкции по эксплуатации на средства измерения. При этом должны быть соблюдены условия равноточности наблюдений (выполнение наблюдений одним наблюдателем, тем же методом, с помощью одного и того же прибора и в одинаковых условиях).
Перед началом наблюдений средства измерений следует выдерживать на месте измерений до выравнивания температур этих средств и окружающей среды.
7. Обработка результатов наблюдений и оценка точности измерений
7.1. Результатом прямого измерения геометрического параметра х в каждом сечении или месте является среднее арифметическое значение из m результатов наблюдений хj этого параметра, принимаемое за действительное значение хi параметра х в данном сечении или месте
(3)
где ί=1. n — число сечений или мест;
ί=1. m — число наблюдений в каждом сечении или месте.
При этом действительное отклонение параметра х от его номинального значения xnom определяют по формуле (4)
При непосредственном измерении отклонения параметра х в качестве действительного отклонения δxi принимают среднее арифметическое значение из m наблюдений δxj этого отклонения в каждом установленном сечении или месте (5)
7.2. Перед вычислением хi и исключают результаты наблюдений, выполненных с грубыми погрешностями, и в соответствии с рекомендуемым приложением 2 вводят поправки для исключения известных систематических погрешностей, в том числе возникающих из-за несоответствия условий измерения нормальным.
7.3. При выполнении косвенных измерений значения хi и вычисляют по известным геометрическим зависимостям между ними и непосредственно измеряемыми параметрами.
7.4. Если требования к точности геометрического параметра в нормативно-технической документации на объект измерения выражены в виде предельных размеров и результат измерения данного параметра отвечает условию
требования к точности параметра считают выполненными. Требования к точности параметра, выраженные в виде предельных отклонений δxinf и δxsup, считают выполненными, если результат измерения отвечает условию
7.5. Оценку точности измерений производят сравнением действительной погрешности с предельной погрешностью измерений. Оценку точности измерений производят в соответствии с рекомендуемым приложением 3 каждый раз при освоении методов и средств измерений, периодически — при изменении условий измерений, а также в других случаях, предусмотренных нормативно-технической документацией на объект измерения.
При выполнении разбивочных работ оценку точности измерений производят каждый раз после окончания измерений. Действительная погрешность выполненных измерений не должна превышать ее предельного значения, определяемого в соответствии с п. 5.3.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Рекомендуемое. РАСЧЕТ ПОГРЕШНОСТИ ПРИ ВЫБОРЕ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ
1. Определяют предельную погрешность измерения в соответствии с п. 5.3 настоящего стандарта.
2. Принимают предварительно метод и соответствующие ему средства измерений.
3. Устанавливают перечень и определяют значения систематических и случайных составляющих погрешностей, влияющих на суммарную погрешность результата измерения.
При этом учитывают:
- погрешности средства измерения, которые принимают по результатам его государственной или ведомственной поверки из свидетельства о поверке или из эксплуатационной документации на средство измерения;
- погрешности принятого метода измерений. Их устанавливают на основе анализа приемов и операций, которые могут быть источниками погрешностей;
- погрешности измерения значений параметров (температуры окружающего воздуха, давления и т.д.), определяющих нормальные условия измерений.
4. Вычисляют расчетную погрешность измерения по одной из формул
(1)
или
(2)
где δxp — случайные составляющие погрешности;
δxq — систематические составляющие погрешности;
σxp- средние квадратические случайные составляющие погрешности;
σxq- средние квадратические систематические составляющие погрешности;
p=1.2. r- число случайных составляющих погрешностей;
q=1.2. u- число систематических составляющих погрешностей;
Kp, Kq — коэффициенты, учитывающие характер зависимости между суммарной и каждой из составляющих погрешностей измерения.
При расчете по указанным формулам принимается, что составляющие погрешности независимы между собой или слабо коррелированны.
5. Для случаев, когда процесс измерения состоит из большого числа отдельных операций, на основе принципа равных влияний определяют среднее значение составляющих погрешностей δxp,q по формуле
(3)
где r- число случайных составляющих погрешностей;
u- число систематических составляющих погрешностей.
Выделяют те составляющие погрешности, которые легко могут быть уменьшены, увеличивая соответственно значения тех составляющих погрешностей, которые трудно обеспечить имеющимися методами и средствами.
6. Проверяют соблюдение условия (1) настоящего стандарта и в случае несоблюдения этого условия назначают более точные средства или принимают другой метод измерения.
7. Вычисления расчетной погрешности измерения могут не производиться, если принимают стандартный метод с известной для данных условий погрешностью измерения.
Пример.
Выбрать средство измерения для контроля длины изделия, L = 3600 ± 2,0 мм (Δx = 4 мм, ГОСТ 21779-82).
Решение.
1. Определяем предельную погрешность измерения по условию (2) п. 5.3:
= 0,2Δx = 0,2•4,0 = 0,8 мм
2. Для выполнения измерений применяем имеющуюся на заводе 10-метровую металлическую рулетку 3-го класса точности ЗПК3-10АУТ/10 ГОСТ 7502-80.
3. В суммарную погрешность измерения длины изделия рулеткой входят составляющие погрешности: δx1 — поверки рулетки; δx2 — от погрешности измерения температуры окружающей среды; δx3 — от колебания силы натяжения рулетки; δx4 — снятия отсчетов по шкале рулетки на левом и правом краях изделия. Определяем значения этих погрешностей.
3.1. Погрешность δx1 поверки рулетки в соответствии с ГОСТ 8.301-78 принимаем равной 0,2 мм. 3.2. Погрешность δx2 от измерения температуры окружающей среды термометром с ценой деления 1 °С (погрешность измерения равна 0,5 °С) составляет δx2=LαΔt = 3600•12,5•10 6 •0,5 ≈ 0,22 мм. 3.3. Погрешность δx3 от колебания силы натяжения рулетки составляет
= 0,09 ≈ 0,1 мм,
где ΔP = 10Н — погрешность натяжения рулетки вручную;
F = 2 мм2 — площадь поперечного сечения рулетки;
E = 2•10 5 Н/мм — модуль упругости материала рулетки.
3.4. Экспериментально установлено, что погрешность снятия отсчета по шкале рулетки не превышает 0,3 мм, при этом погрешность δx4 снятия отсчетов на левом и правом краях изделия составит ≈ 0,4 мм.
4. Определяем расчетную суммарную погрешность измерения по формуле (1) настоящего приложения, учитывая, что δx1 — систематическая погрешность, а δx2 , δx3 и δx4 — случайные:
≈ 0,5 мм.
5. Данные метод и средство измерения могут быть приняты для выполнения измерений, так как расчетная суммарная погрешность измерения = 0,5 мм меньше предельной = 0,8 мм, что соответствует требованию п. 5.1 настоящего стандарта. Если условия измерений будут отличаться от нормальных, приведенных в п. 6.2, в результаты измерения следует вводить поправки в соответствии с рекомендуемым приложением 2.
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Рекомендуемое.СПОСОБЫ ИСКЛЮЧЕНИЯ СИСТЕМАТИЧЕСКИХ ПОГРЕШНОСТЕЙ
1. Исключение известных систематических погрешностей из результатов наблюдений или измерений выполняют введением поправок к этим результатам.
Поправки по абсолютному значению равны этим погрешностям и противоположны им по знаку.
2. Введением поправок исключают:
- погрешность, возникающую из-за отклонений действительной температуры окружающей среды при измерении от нормальной;
- погрешность, возникающую из-за отклонений атмосферного давления при измерении от нормального;
- погрешность, возникающую из-за отклонений относительной влажности окружающего воздуха при измерении от нормальной;
- погрешность, возникающую из-за отклонений относительной скорости движения внешней среды при измерении от нормальной;
- погрешность, возникающую вследствие искривления светового луча (рефракции);
- погрешность шкалы средства измерения;
- погрешность, возникающую вследствие несовпадения направлений линии измерения и измеряемого размера.
3. Поправки по указанным погрешностям вычисляют в соответствии с указаниями таблицы.
Поправки для исключения систематических погрешностей
 |
| Определяется при применении электронно-оптических средств измерений в соответствии с эксплуатационной документацией |
| δxcor,w определяется: |
| а) при применении электронно-оптических средств измерений в соответствии с эксплуатационной документацией; |
| б) при измерении объектов, изменяющих размеры в зависимости от влажности воздуха в соответствии со свойствами материала |
| δxcor,r — определяется при применении оптических или электронно-оптических приборов в зависимости от условий измерения по специальной методике. |
Обозначения, принятые в таблице:
L — непосредственно измеряемый размер, мм;
lnom — номинальная длина мерного прибора, мм;
li — действительная длина мерного прибора, мм;
Δl=li-lnom α1, α2 — коэффициенты линейного расширения средства измерения и объекта, 10 -6 град -1 ;
t1, t2 — температура средства измерения и объекта, °С;
h — величина отклонения направления измерения от направления измеряемого размера, мм;
Q — предельное значение допустимой силы ветра, Н;
Р — сила натяжения мерного прибора (рулетки, проволоки), Н.
4. Поправки могут не вноситься, если действительная погрешность измерения не превышает предельной.
Пример. Получен результат измерения длины стальной фермы xi = 24003 мм. Измерение выполнялось 30-метровой рулеткой из нержавеющей стали при t = -20 °С. При этом α1 = 20,5•10 -6 , α 2 = 12,5•10-6, t1 = t2 = -20°С.
δxcor,w = -24003[20,5•10 -6 (-20 — 20) — 12,5•10 -6 (-20 — 20)] ≈ 7,7 мм.
Действительную длину xi фермы с учетом поправки на температуру окружающей среды следует принять равной
xi+δxcor,r = 24003 + 7,7 = 24010,7 мм.
ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Рекомендуемое. ОЦЕНКА ТОЧНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ
1. Оценку точности измерений производят
предварительно до начала измерений путем обработки результатов специально выполненных наблюдений;
после окончания измерений путем обработки результатов наблюдений, выполненных в процессе этих измерений.
2. Для оценки точности измерений используют многократные наблюдения параметра в одном из установленных сечений (мест) или двойные наблюдения параметра в разных сечениях (местах) одного или нескольких объектов измерений.
Общее число наблюдений М, необходимое для оценки точности результата измерений, составляет:
- для предварительной оценки — 20;
- для оценки точности выполненных измерений — не менее 6.
Для уменьшения влияния систематических погрешностей измерения выполняют в соответствии с требованиями п. 6.6 настоящего стандарта. 3. Оценку точности измерений производят путем определения действительной погрешности измерения δxs,met и сравнения ее с предельной погрешностью δxmet .
В случаях, когда нормирована относительная погрешность измерения, определяют действительную относительную погрешность.
4. Действительную погрешность измерения при многократных наблюдениях определяют по формуле
δxs,met=tSx,met (1)
где Sx,met — средняя квадратическая погрешность измерения;
t — коэффициент (принимают по табл. 1).
Таблица 1
| 20 | 10 | 8 | 6 |
| 2 | 2,3 | 2,4 | 2,6 |
| 2,5 | 3,2 | 3,5 | 4,0 |
Среднюю квадратическую погрешность измерения при многократных наблюдениях параметра определяют по формуле
(2)
где xj — результат наблюдения;
— результат измерения, полученный по многократным наблюдениям параметра (среднее арифметическое); М — число равноточных результатов наблюдений, выполняемых для предварительной оценки;
m — число наблюдений параметра, выполняемых при контроле в данном сечении (месте).
Если при измерениях используются средства и методы, для которых из специально выполненных ранее измерений или из эксплуатационной документации установлена средняя квадратическая погрешность наблюдения Smet , то действительную погрешность измерения определяют по формуле
5. Действительную погрешность результата измерения при двойных наблюдениях параметра в одном из установленных сечений (местах) оценивают по формуле
где δxm,met — абсолютное значение остаточной систематической погрешности, численное значение которой определено из обработки ряда двойных наблюдений.
Пример. Произвести предварительную оценку точности измерений длинномером длины изделий при контроле точности их изготовления. Измерение длины каждого изделия в процессе контроля будут выполняться при числе наблюдений m = 2.
Выполняют многократные наблюдения длины одного изделия при числе наблюдений М = 20. Для уменьшения влияния систематической погрешности первые десять наблюдений выполняют в одном направлении каждый раз со сдвигом шкалы рулетки на 70 — 90 мм, а вторые десять наблюдений — в другом направлении с тем же сдвигом шкалы.
Результаты наблюдений и последовательность их обработки приведены в табл. 2 (для упрощения приведены результаты только 10 наблюдений, т.е. М = 10).
Таблица 2
в результате наблюдений
Принимаем = 3205,0 с ошибкой округления а = -0,2; х0 — наименьший результат из всех наблюдений, х0 =3200.
Контроль правильности вычислений:
Среднюю квадратическую погрешность результата измерений находят по формуле 2 настоящего приложения
Действительная погрешность измерения
δxs,met=2.5*2.0=5.0 мм.
Предельную погрешность измерения находят по формуле (2) настоящего стандарта. При допуске на длину 20 мм
δxmet=0,2*20=4,0 мм.
Проверяем соблюдение условия (1) настоящего стандарта: 5,0 > 4,0 мм. Действительная погрешность измерения не соответствует требуемой, должны быть приняты другие средства измерений или увеличено количество наблюдений m. Принимаем m = 4, тогда
δxs,met=2.5*1.4=3.5 мм 6. При двойных наблюдениях близких по значению линейных размеров среднюю квадратическую и остаточную систематическую погрешность результата измерения определяют в соответствии с табл. 3. При этом имеется ввиду, что наблюдения являются равноточными в паре и между парами.
Таблица 3
7. Вычисление средней квадратической погрешности Sx,met результата измерений без учета остаточной
систематической погрешности (в случае, если условие (3) не выполняется
Обозначения, принятые в табл. 3: xj1, xj2 — результаты первого и второго наблюдений в паре параметра в одном из установленных сечений (мест). Для обеспечения правильной оценки все первые наблюдения в установленных сечениях (местах) выполняют в одном направлении (или при одной установке прибора) и все вторые — в обратном направлении (или при симметричной установке прибора), а запись результатов наблюдений — в строгом соответствии с порядком их выполнения;
M` — число пар наблюдений
== Пример. ==
Произвести оценку точности измерений, выполненных методом бокового нивелирования двойными наблюдениями при контроле отклонений от разбивочных осей низа 7 смонтированных колонн. Произведено 7 пар наблюдений при двукратной установке теодолита над центром пункта пространственной геодезической сети, которые являются равноточными в паре и между парами. Результаты наблюдений и последовательность их обработки приведены в табл. 4.
Таблица 4
Вычисляют остаточную систематическую погрешность и проверяют ее значимость:
δxm,met=4/7=0,6
4 > 3,5.
Так как δxm,met значима, она исключается из разностей dj . Проверка правильности вычислений
1.
2.
Средняя квадратическая погрешность результата измерения
мм.
Действительная погрешность измерения
мм.
t = 3 при М = 14 и доверительной вероятности 0,99. Предельная погрешность измерения при допуске совмещения ориентиров при установке колонн Δx = 24 по ГОСТ 21779-82
δxmet=0.2*24=4.8 мм.
Проверяем соблюдение условия (1) настоящего стандарта: 3,9 мм < 4,8 мм.
Действительная точность соответствует требуемой.
7. При двойных наблюдениях, существенно различных по значению между парами линейных размеров, среднюю квадратическую и остаточную систематическую погрешность результата измерений определяют в соответствии с табл. 5. При этом наблюдения в паре являются равноточными, а между парами — неравноточными.
Таблица 5
7. Проверка правильности вычислений
8. Вычисление средней квадратической погрешности результата измерения в каждой паре,
если условие (4) не выполняется
Обозначения, принятые в табл. 5:
С — любая постоянная величина;
остальные — см. выше.
Пример. Произвести оценку точности измерений, выполняемых рулеткой при контроле точности детальных разбивочных работ двойными наблюдениями расстояний между разбивочными осями. Наблюдения в паре равноточны, а между парами, вследствие большой разницы в значениях расстояний, неравноточны. Выполнено 8 пар наблюдений (по числу имеющихся в натуре ориентиров). Таблица 6
| dj 2 | Pdj=1/2xj | Pdjdj 2 | 4M`Pdj | Sx,met | δxs,met | δxmet | |||
| xj1 мм | xj2 мм | ||||||||
| 6003 | 6002 | 1,0 | 1,0 | 0,08 | 0,08 | 2,56 | 1,1 | 2,4 | 3,2 |
| 2995 | 2997 | -2,0 | 4,0 | 0,16 | 0,64 | 5,12 | 0,8 | 1,8 | 2,0 |
| 3600 | 3600 | 0 | 0 | 0,13 | 0 | 4,16 | 0,9 | 2,0 | 2,0 |
| 2398 | 2399 | -1,0 | 1,0 | 0,21 | 0,21 | 6,72 | 0,7 | 1,5 | 1,2 |
| 3600 | 3602 | -2,0 | 4,0 | 0,13 | 0,52 | 4,16 | 0,9 | 2,0 | 2,0 |
| 2994 | 2993 | 1,0 | 1,0 | 0,16 | 0,16 | 5,12 | 0,8 | 1,8 | 2,0 |
| 1997 | 1995 | 2,0 | 4,0 | 0,25 | 1,00 | 8,00 | 0,6 | 1,3 | 1,2 |
| 3605 | 3603 | 2,0 | 4,0 | 0,13 | 0,52 | 4,16 | 0,9 | 2,0 | 2,0 |
| Σ3.13 |
Вычисляют остаточную систематическую погрешность и проверяют ее значимость
мм.
0,4 ≤ 0,25•4,5; 0,4 < 1,1
Следовательно, остаточной систематической погрешностью можно пренебречь.
Действительные абсолютные погрешности измерения для каждой пары наблюдений вычислены в табл. 6 при t = 2,2 (М = 16, доверительная вероятность 0,95).
Предельные погрешности измерений для каждой пары наблюдений, вычисленные по формуле (2) настоящего стандарта, приведены в табл. 6. Допуски на разбивку осей в плане определялись по табл. 5 ГОСТ 21779-82 соответственно 6-му классу точности. Действительные погрешности измерений, в основном, не превышают требуемых. Наблюдения с порядковым номером 4 следует повторить при m = 3/4.
Источник: www.wikipro.ru