Материал: Разработка метрологического обеспечения процесса диагностирования свободного хода тормозной педали и педали сцепления

Разработка метрологического обеспечения процесса диагностирования свободного хода тормозной педали и педали сцепления

КУРСОВАЯ РАБОТА по дисциплине

«Методы и средства диагностирования автотранспортных средств»

Разработка метрологического обеспечения процесса диагностирования свободного хода тормозной педали и педали сцепления

Оглавление

Введение

. Общие принципы выбора СИ

. Выбор СИ по коэффициенту уточнения

. Выбор СИ с учетом безошибочности контроля и его стоимости

Выводы

Список литературы

Введение

Объектом диагностирования в данной работе являются педали тормоза и сцепления. Необходимо разработать метрологическое обеспечение процесса диагностирования свободного хода педалей тормоза и сцепления

Оптимизация выбора измерительных средств диагностирования

Цель работы: Знакомство и изучение общих принципов выбора средств измерений (СИ) для диагностирования автотранспортных средств (АТС), а также выбор СИ по коэффициенту уточнения и с учетом безошибочности контроля и стоимости СИ.

1. Общие принципы выбора СИ

При выборе СИ учитывают совокупность метрологических (цена деления, погрешность, пределы измерений, измерительное усилие), эксплуатационных и экономических показателей, к которым относятся: массовость (повторяемость измеряемых размеров) и доступность их для контроля; стоимость и надежность СИ, метод измерения; время, затрачиваемое на настройку и процесс измерения; масса, габаритные размеры, рабочая нагрузка; жесткость объекта контроля, шероховатость его поверхности; режим работы и т.д.

Вот некоторые общие принципы выбора на основании накопленного опыта сводятся к следующим положениям:

I. Для гарантирования заданной или расчетной относительной погрешности измерения δи относительная погрешность СИ δси должна быть на 25 - 30 % ниже, чем δи (т.е. δси = 0,7δи). Если известна приведенная погрешность γи измерения, то приведенная погрешность СИ

где х и хN - результат измерения и нормированное значение шкалы СИ.

II. Выбор СИ при диагностировании АТС зависит от количества находящихся в эксплуатации однотипных объектов, подлежащих контролю или измерению, а также объема необходимой измерительной информации и обеспечения безопасности.

III. При выборе СИ по метрологическим характеристикам учитывают:

) если параметр диагностирования неустойчив или имеет большую вариацию при переходе от объекта к объекту (типа АТС), т.е. возможны существенные отклонения измеряемого параметра за пределы поля допуска, то нужно, чтобы пределы шкалы СИ превышали диапазон рассеяния значений параметра;

) цена деления шкалы должна выбираться с учетом заданной точности измерения. Например, если размер нужно контролировать с точностью до 0,01 мм, то и СИ нужно выбирать с ценой деления 0,01 мм, так как СИ с более грубой шкалой внесет дополнительные субъективные погрешности;

) поскольку качество измерения определяется величиной относительной погрешности δ=(±∆/х)·100 %, т.е. с уменьшением х величина δ увеличивается (качество измерения ухудшается). Следовательно, качество измерений на разных участках шкалы неодинаково.

Поэтому при измерениях рабочий участок шкалы СИ должен выбираться по правилу: относительная погрешность в пределах рабочего участка шкалы не должна превышать приведенную погрешность более чем в 3 раза (δ≤3γ). Из этого правила следует: а) при односторонней равномерной шкале с нулевой отметкой в ее начале рабочий участок занимает последние две трети длины шкалы; б) при двусторонней шкале с нулевой отметкой посредине - последнюю треть каждого сектора; в) при шкале без нуля рабочий участок может распространяться на всю длину шкалы.

В пределах рабочего участка шкалы наибольшая возможная абсолютная погрешность равновероятна на всех отметках. Таким образом, при выборе СИ важно определить рабочий участок шкалы и цену ее деления. Последняя зависит от класса точности СИ и числа nq ступеней квантования.

IV. К регистрирующей аппаратуре предъявляются следующие основные требования:

сигнал, проходящий через СИ, должен сохранять необходимую информацию, не подвергаться искажению и отделяться от помех;

СИ должны потреблять минимум энергии от объекта измерения и их подключение не должно нарушать его нормальной работы. Особые требования предъявляются к точности и чувствительности СИ, так как эти низкие показатели сведут на нет все усилия по повышению точности измерений;

СИ должен иметь достаточный объем для регистрации всех необходимых значений параметра;

СИ должен обеспечивать получение информации в необходимые сроки.

Если СИ не может одновременно удовлетворять всем предъявляемым требованиям, то выбираются наиболее важные из них, позволяющие наилучшим образом справиться с выполнением поставленной задачи.

. Выбор СИ по коэффициенту уточнения

Это самый простой способ, предусматривающий сравнение точности измерения и точности функционирования объекта контроля. При выборе СИ данным способом предусматривается введение коэффициента точности (уточнения) Кт при известном допуске на параметр Т

Ттп =2,5ммTпс=1,5мм

F=25±1,25F=15±0,75

 (1.1)

 (1.2)

где R - относительная погрешность метода измерений, которая равна 0,3

тогда

Предел основной допускаемой погрешности СИ находят по формуле

∆д=Т/2,6Кт=RT/1,3≥∆си

∆д=0,3*25/1,3=5,8 мм - для педали сцепления

∆д=0,3*15/1,3=3,5 мм - для педали тормоза

Так как наиболее широкое распространение получило нормирование класса точности СИ по приведенной погрешности, то результат представляем в виде приведенной погрешности

.-для педали сцепления

. - для педали тормоза

где Xmax - максимальное значение измеряемой величины.

. Выбор СИ с учетом безошибочности контроля и его стоимости

Выбор СИ с учетом безошибочности контроля и его стоимости осуществляется как метод оптимизации по критериям точности (классу точности γ или абсолютной предельной погрешности ΔСИ) СИ, его стоимости ССИ и достоверности измерения. Целевая функция G, определяющая минимум вероятности неверного заключения Рн.з=РI+РII и минимум стоимости при оптимальном классе точности, имеет вид

G = min [Рн.з/Рн.з0 + С/С0],

где С/С0 - относительное значение стоимости СИ, С0 - соответственно максимальное значение стоимости СИ, Рн.з/Рн.з0, Рн.з0 - относительная и максимальная вероятности неверного заключения.

Расчетные значения вероятностных показателей средств измерения свободного хода педалей

Из графика видно , что оптимальное значение точности СИ для измерения свободного хода педалей соответствует классу точности 0,5.

Разработка методики выполнения измерений

Цель работы: Получение практических навыков разработки МВИ диагностируемых параметров.

Основные положения:

МВИ определяют качество измерений, разрабатываются и применяются с целью обеспечения измерений физических величин с точностью, правильностью и достоверностью, удовлетворяющих регламентированным для них нормам. Аттестация МВИ и контроль реализаций МВИ являются конечными этапами метрологической деятельности, направленной на обеспечение единства измерений. К применению допускаются реализации аттестованных МВИ.

1. Формирование исходных данных для разработки МВИ

Исходные данные для разработки МВИ включают:

назначение МВИ;

характеристики измеряемой величины;

нормы точности и правильности измерений;

условия измерений;

характеристики объекта измерений.

Назначение МВИ: измеряемая величина - свободный ход тормозной педали и педали сцепления

Характеристики измеряемой величины: свободный ход тормозной педали должен находиться в пределах

От 10 до 15 мм для педали тормоза

От 20 до 25 мм для педали сцепления

В качестве норм точности: предел основной допустимой погрешности СИ свободного хода педалей тормоза и сцепления не должен превышать 0,5 мкм

Условия измерения:

Нормальные значения основных влияющих величин (по ГОСТ 8.050-73)

Температура окружающей среды 20ºС (по ГОСТ 9249-59).

Атмосферное давление 101324,72 Па (760 мм. рт. ст.).

Относительная влажность окружающего воздуха 58%

Направление линии измерения линейных размеров до 160 мм у наружных поверхностей - вертикальное, в остальных случаях - горизонтальное.

2. Документ на МВИ должен содержать вводную часть и разделы, расположенные в следующем порядке (табл. 1).

Таблица 2.1

Методы поверки СИ и локальные поверочные схемы

Цель работы: Изучение общих принципов построения локальных поверочных схем и способов графического изображения ступеней передачи размера единицы измерений, получение практических навыков разработки локальной поверочной схемы и изучение методов поверки СИ, а также определения погрешностей СИ.

Методы поверки СИ

Поверку можно осуществить различными методами.

Метод непосредственного сличения без промежуточных приборов довольно прост и широко используется при поверке СИ невысокой точности: штриховых мер длины (линейки, рулетки); мер вместимости (мерные колбы, бюретки); приборов для непосредственного измерения тока, напряжения, частоты; СИ механических величин и т.д. При этом одна и та же физическая величина Х измеряется поверяемым СИ и рабочим эталоном (РЭ). Разность их показаний ∆=ХСИ-ХРЭ является абсолютной погрешностью поверяемого СИ. Приводя ее к нормирующему значению ХN, получают приведенную погрешность СИ γ=(∆/ХN)·100%. Нормирующее значение ХN для СИ с равномерной, практически равномерной или степенной шкалой устанавливается равным большему из пределов измерений или большему из модулей пределов (для СИ с нулем отсчета внутри диапазона измерений). Для СИ, в которых принята шкала с условным нулем ХN устанавливают равным модулю разности пределов измерений. Для СИ с существенно неравномерной шкалой ХN устанавливается равным длине шкалы или ее части. Относительная погрешность определяется по формуле: δ=(∆/ХСИ)·100%.

Этот метод может реализовываться двумя способами:

) регистрацией совмещений. При этом указатель поверяемого прибора путем изменения входного сигнала совмещают с проверяемой отметкой шкалы, а погрешность определяют расчетным путем как разность между показанием поверяемого прибора и действительным значением, определяемым по показаниям рабочего эталона.

) отсчитыванием погрешности по шкале поверяемого прибора. При этом номинальное для поверяемой отметки шкалы значение размера физической величины устанавливают по РЭ, а погрешность определяют как разность между проверяемой отметкой поверяемого СИ и его указателем.

Метод сличения с помощью компаратора (прибора сравнения) более точен и позволяет косвенно сравнить две однородные или разнородные физические величины методами противопоставления или замещения. Сам по себе компаратор не содержит образцовых мер или СИ. Наиболее широкое распространение имеют следующие компараторы: образцовые весы - для поверки гирь; мосты переменного и постоянного тока - для поверки электрических емкостей, индуктивностей, сопротивлений; потенциометры - для поверки ЭДС. Основные требования к компараторам - высокая чувствительность и стабильность.

Метод прямого измерения в соответствии с которым СИ могут быть поверены прямым измерением поверяемым СИ величины, воспроизводимой образцовой мерой.

Как и при поверки методом непосредственного сличения, определение основной погрешности поверяемого СИ проводят двумя способами: