ПРИМЕНЕНИЕ СИСТЕМЫ СИ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ
Поможем в ✍️ написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

ДЕПАРТАМЕНТ ОБРАЗОВАНИЯ ВОЛОГОДСКОЙ ОБЛАСТИ

БЮДЖЕТНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВОЛОГОДСКОЙ ОБЛАСТИ

«ВОЛОГОДСКИЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ КОЛЛЕДЖ»

 

 

 

МЕТРОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ И ПРАКТИЧЕСКИХ РАБОТ

 

Вологда, 2017 г.

Составитель: Г. В. Пантина, преподаватель  БПОУ  ВО «Вологодский строительный колледж»

Рецензент: Д.А. Погодин, к.т.н., доцент кафедры ПГС Вологодского государственного университета.

 

 

Пантина Г.В.

Метрологическое обеспечение. Методические рекомендации по выполнению лабораторных работ: для студентов профессиональных образовательных организаций.- Вологда,2017.- 36 с.

Пособие предназначено для организации лабораторных и практических работ в рамках преподавания по ПМ.02. Выполнение технологических процессов при строительстве, эксплуатации и реконструкции строительных объектов: Раздел 3. Метрологическое обеспечение; может использоваться преподавателями для проведения учебных занятий и студентами в качестве методического руководства, содержащего подробные инструкционные карты работ.

СОДЕРЖАНИЕ

Предисловие………………………………………………………….

4

Лабораторные и практические работы……………………………..

6
1. Применение системы СИ в строительстве…............................. 6
2. Обработка результатов измерений с учетом систематической и случайной погрешностей измерений……   11
3. Выбор и применение средств измерений для измерения силы и механических характеристик………………………….   17

Список литературы…………………………………………………..

20

Приложение………………………………………………………….

21

 

 

ПРЕДИСЛОВИЕ

Управление качеством продукции базируется на двух основных звеньях: первое – стандартизация продукции и всех пределов технологического процесса, включая методы и средства входного, операционного и приемочного контроля, и второе – метрологическое обеспечение процесса, т.е. обеспечение возможности количественной оценки (измерения) всех параметров процесса с необходимой точностью.

Метрологическое обеспечение производства базируется на научной основе – собственно метрологии как науке об измерениях, парке технических средств измерения и передачи информации, нормативно-законодательной основе и организационно-структурной базе.

Представленные в пособии лабораторные и практические работы, охватывают все разделы учебной дисциплины «Метрологическое обеспечение», содержание работ составлено в соответствии с требованиями ФГОС для строительных специальностей.

В ходе выполнения заданий все измерения на лабораторных работах необходимо производить с максимальной тщательностью, для вычислений использовать микрокалькулятор.

При работе с приближенными числами необходимо соблюдать следующие правила:

1. При сложении и вычитании приближенных чисел в конечном результате следует сохранять столько десятичных знаков, сколько их имеет наименее точное данное (число с наименьшим числом десятичных знаков).

2. В результате, полученном после умножения и деления, следует сохранять столько значащих цифр, сколько их имеет наименее точное данное.

3. При возведении приближенного числа в квадрат и куб следует сохранять в результате столько значащих цифр, сколько их имеет возводимое в степень приближенное число.

4. При извлечении квадратного и кубического корней из приближенного числа следует сохранять в результате столько значащих цифр, сколько их имеет подкоренное выражение.

5. При выполнении промежуточных результатов необходимо брать одной цифрой больше, чем рекомендуют предыдущие правила.

Отчет о проделанной работе должен содержать:

- наименование работы;

- цель;

- список оборудования и материалов;

- таблицы с результатами измерений и вычислений;

- формулы величин и их погрешностей;

- вычисления;

- график (если требуется);

- окончательный результат, вывод о проделанной работе;

- выполненное контрольное задание.

 

 

Практическая работа №1

Теоретические сведения

Понятие о системе единиц ввел немецкий ученый Гаусс. По его методу построения систем единиц различных величин сначала устанавливают или выбирают произвольно несколько величин независимо друг от друга. Единицы этих величин называют основными, так как они являются основой построения системы единиц других величин. Единицы, выраженные через основные единицы, называют производными. Полная совокупность основных и производных единиц, установленных таким путем, и является системой единиц физических величин.

Таким образом, СИСТЕМА ЕДИНИЦ – это полная совокупность взаимосвязанных основных и производных единиц измерения.

Первоначально были созданы системы единиц, основанные на трех единицах: метр-килограмм-секунда (МКС), сантиметр-грамм-секунда (СГС)(1861-1870г), метр-килограмм-сила-секунда (МКГСС), метр–тонна-секунда. Затем появились системы, содержащие единицы измерения температуры – градус, а чуть позже и единицы измерения силы тока - ампер.

В результате большой работы, выполненной Международным комитетом мер и весов по опросу научных, технических и педагогических кругов многих стран и обобщению результатов опроса, а также работы 9, 10 и 11 Генеральных конференций по мерам и весам (1948, 1954, 1960 гг в 1960 г. была принята Международная система единиц (System International), или сокращенно – СИ (SI).

Международная система единиц физических величин является наиболее совершенной и универсальной из всех существующих до настоящего времени. Преимущества системы СИ настолько сильны, что она за короткое время получила широкое международное признание и распространение.

С 1970 г. Международное бюро мер и весов издает документ «Международная система единиц (СИ)».

В нашей стране переход к системе СИ начался в 1955 утверждением стандартов на отдельные группы физических величин. Однако более широкое внедрение системы произошло только в 1970-1985 годах, начиная с издания массовым тиражом проекта стандарта «Единицы физических величин» и кончая утверждением ГОСТ 8.417-81, который определяет наименования, обозначения и правила применения физических величин Международной системы единиц СИ.

Международная система единиц содержит 7 основных единиц: длины - метр, массы – килограмм, времени – секунда, силы электрического тока – ампер, термодинамической температуры – кельвин, силы света – кандела, количества вещества – моль.

Метр – расстояние, проходимое светом в вакууме за 1/299792458 долю секунды.

Килограмм – единица массы, равная массе международного прототипа килограмма, хранимого в Международном бюро мер и весов.

Секунда – интервал времени, в течении которого совершается 9192631770 колебаний, соответствующих резонансной частоте энергетического перехода между уровнями сверхтонкой структуры основного состояния атома цезия-133 при отсутствии возмущения внешними полями.

Ампер – сила не изменяющегося тока, который , проходя по двум параллельным прямолинейным проводникам бесконечной длины и ничтожно малого кругового сечения, расположенным на расстоянии 1 м один от другого в вакууме, создает между проводниками силу, равную Н на каждый метр длины.

Кельвин – единица термодинамической температуры, равная 1/273,16 части термодинамической температуры тройной точки воды.

Кандела – сила света в заданном направлении источника, испускающего монохроматическое излучение частотой  Гц, энергетическая сила излучения которого в этом направлении составляет 1/683 .

Моль – количество вещества системы, содержащей столько же структурных элементов, сколько атомов содержится в 0,012 кг углерода-12.

Международная система единиц включает в себя 2 дополнительные единицы: плоского угла - радиан; телесного угла – стерадиан. Угловые единицы не могут быть введены в число основных, т.к. это вызвало бы затруднения в трактовке размерностей величин, связанных с вращением (дуги окружности, площади круга, работы пары сил и т.д.). Вместе с тем они не являются и производными единицами, т.к. не зависят от выбора основных единиц. Действительно, при любых единицах длины размеры радиана и стерадиана остаются неизменными.

Радиан – угол между двумя радиусами окружности, дуга между которыми по длине равна радиусу. Один радиан составляет 57º17’44,8”.

Стерадиан – телесный угол, вершина которого расположена в центре сферы и который вырезает на сфере поверхность, площадь которой равна площади квадрата со стороной, по длине равной радиусу сферы.

Измеряются телесные углы путем определения плоских углов и проведения дополнительных расчетов по формуле

                                   Ω=2π(1-cosα/2),

где Ω – телесный угол;α – плоский угол при вершине конуса, образованного внутри сферы данным телесным углом.

Телесному углу 1 ср соответствует плоский угол , равный 65º32′; углу π ср – плоский угол, равный 120º; углу 2 π ср – плоский угол, равный 180º.

Дополнительные единицы СИ использованы для образования единиц угловой скорости, углового ускорения и некоторых других величин.

На практике плоские углы измеряют, как правило, в угловых градусах, минутах, секундах, которые разрешено использовать наряду с единицами СИ.

Порядок выполнения работы

Задание №1. Основные единицы СИ

1. Подготовьте в тетради таблицу:

 

 

Таблица 1

Величина

Обозначение

Величины

Единица

Измерения

Задание №2. Производные единицы системы СИ

1. Познакомьтесь с основными производными величинами, используемыми в строительстве, используя таблицы 2.1, 2.2 приложения 2.

2. Выпишите величины, имеющие одинаковые единицы измерения: Па, Вт, м3/с, Вт/м2 , например:

м3- объем, вместимость, момент сопротивления плоской фигуры.

3. Выпишите величины (не менее трех), которые имеют единицу измерения отличную от всех остальных, например:

удельное сопротивление – Ом . м.

4. Выразите через основные и дополнительные единицы измерения СИ единицы измерения (таблицы 2.1, 2.2. приложения 2) следующих величин: частота (ν), импульс силы ( Ft ), динамическая вязкость(η); например:    

жесткость при кручении

5. Составьте математические формулы для расчета производных величин (Приложение 2, таблица 2.1.): работы ( A ), мощности ( N ), количества электричества ( Q ), электрического сопротивления ( R ), используя взаимосвязь между основными и производными величинами, например:

Давление р измеряется в , т.к. в ньютонах (Н) измеряется сила F , а в квадратных метрах (м2) измеряется площадь S , то получается формула:

Задание № 3. Внесистемные единицы измерения, применяемые в технологии деревообработки

1. Используя таблицу «Приставки для образования десятичных кратных и дольных единиц» (Приложение 1), представьте в системе СИ следующие значения величин (числа запишите в стандартном виде): 15 мм = …, 350 мм2=…, 6 мм3=…; 80 см2=…, 0,8 см3=…; 78 км = …, 105 км =…; 0,73 км =…; 1 г = … , 340 мг =… ; 0.45 т =… ; 560 кН=…, 0,33 кН=…; 12 МПа=…, 0,08 МПа=…, например:

0,7см2=0,7.10-4 м2=7.10-5м2

2. Используя таблицу «Внесистемные единицы давления, силы, энергии, мощности» (Приложение 1), представьте в системе СИ следующие значения величин (числа запишите в стандартном виде): 30 кгс/см2=…Па, 5 дин =…Н, 85 кгс =…Н, 57 кВт-ч=…Дж, 80 л.с.=…Вт.

3.  Решите задачу:

Рассчитайте рабочую высоту балки h0 и необходимую площадь арматуры As, если изгибающий момент М равен 0,25 МН . м, расчетное сопротивление бетона осевому сжатию Rb=13 МПа, расчетное сопротивление арматуры растяжению Rs=350 МПа, а коэффициенты r0=2,07, γ=0,865, ширина прямоугольного сечения b=0,8м. Расчеты производить в системе СИ. Ответ запишите: высоту – в метрах, площадь арматуры в квадратных сантиметрах.

( , )

 

Контрольные вопросы:

1. Какие дополнительные величины используются в системе СИ? Почему их нельзя отнести к производным величинам?

2. Перечислите внесистемные единицы измерения (не менее трех), используемые на практике в строительстве? В каких случаях они применяются?

Отчет по работе должен содержать:

название, цель, оборудование и материалы; название заданий, выполненное задание, вывод, ответы на контрольные вопросы

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2

Теоретические сведения

Погрешность средства измерения – разность между показаниями средства измерения и истинным значением измеряемой физической величины. Она характеризует точность результатов измерений, производимых используемым средством.

По характеру проявления погрешности делят на три основных вида: систематические, случайные и грубые (промахи).

Систематические погрешности Δсист – составляющие погрешности измерений, сохраняющиеся постоянными или закономерно изменяющиеся при многократных измерениях величины в одних и тех же условиях.

Такие погрешности выявляют детальным анализом их возможных источников и уменьшают введением соответствующей поправки, применением более точных приборов, калибровкой приборов с помощью рабочих мер и т.п.

Результаты измерений, содержащие систематическую погрешность, относятся к неисправленным. При измерениях стремятся исключить или учесть влияние систематических погрешностей. Постоянные систематические погрешности обнаруживают только путем сравнения результатов измерений с другими, полученными с использованием более точных методов и средств измерения. В ряде случаев эти погрешности устраняют специальными методами измерений.

Метод замещения – это метод, при котором осуществляется замена измеряемой величины известной величиной, причем так, чтобы в состоянии и действии всех используемых средств измерений не происходило никаких измерений. Для реализации метода необходимо иметь регулируемую меру. Например, при взвешивании по методу Борда, усовершенствованному Д, И, Менделеевым, на чашку весов, предназначенную для взвешивания массы, устанавливают полный комплект гирь и уравновешивают весы произвольным грузом. Затем на чашку с гирями помещают взвешиваемую массу и снимают часть гирь для восстановления равновесия. Суммарное значение массы снятых гирь равно значению взвешиваемой массы. Такой вариант метода замещения позволяет не только исключить погрешность от неравноплечности весов, но и сохранить неизменной их чувствительность при взвешивании различных масс. Метол замещения применяют также при измерении электрического сопротивления при помощи моста и мер сопротивления; измерении силы света при помощи фотометра и эталонных ламп и т.д.

Метод противопоставления – это метод, при котором измерения производятся дважды, причем так, чтобы причина, вызывающая погрешность, оказывала противоположное действие при первом и втором измерениях.

Для определения погрешности от неравноплечности весов при взвешивании этим методом массу взвешивают два раза, меняя ее местами с гирями. Исправленное значение массы (с учетом погрешности) определяется по формуле:

,

где m1, m2- значения, полученные при первом и втором взвешиваниях.

Этим методом определяется одновременно и отношение плеч

,

которое используется в дальнейшем при обычном взвешивании в качестве поправочного коэффициента.

Случайные погрешности Δсл– составляющие погрешности измерений, изменяющиеся случайным образом по значению и знаку при повторных измерениях одной и той же физической величины в одних и тех же условиях. Данные погрешности проявляются при повторных измерениях одной и той же величины в виде некоторого разброса получаемых результатов. Отметим, что случайная погрешность уменьшается при увеличении количества измерений.

Факторы, определяющие возникновение случайных погрешностей, проявляются нерегулярно, в различных комбинациях и с интенсивностью, которую трудно предвидеть. Случайная погрешность случайно изменяется при повторных измерениях одной и той же физической величины. Для оценки интервала значений погрешностей и вероятности появления определенных значений необходимы многократные измерения и использования математического аппарата теории вероятностей.

Наиболее универсальный способ описания случайных величин заключается в отыскании их интегральных или дифференциальных функций распределения, а также определения по ним математического ожидания случайной величины (она представляет собой оценку истинного значения измеряемой величины), дисперсии результатов измерения, а также среднего квадратичного отклонения (СКО) результатов наблюдений.

Именно среднее квадратичное отклонение σ имеет размерность измеряемой величины и наиболее часто используется в качестве основного параметра, характеризующего рассеивание результатов измерений. В производственной практике часто считается необходимым выполнение следующего условия: допустимое предельное отклонение от заданного номинального размера должно быть на менее интервала . В этом случае в среднем только одно из 370 изделий будет бракованным. Область технологического рассеивания какого-либо размера (параметра) изделия, как правило, подчиняется нормальному закону, и периодически определяемое среднее квадратичное отклонение является показателем изменений в технологическом цикле

Грубые погрешности (промахи) – погрешности, существенно превышающие ожидаемые при данных условиях измерения. Они возникают из-за ошибок оператора или неучтенных внешних воздействий. В случае однократного измерения промах обнаружить нельзя. При многократных наблюдениях грубые погрешности выявляют и исключают в процессе обработки результатов наблюдений.

Итак, если не учитывать промахи, абсолютная погрешность измерения Δ представляет собой сумму систематической и случайной составляющих: Δ= Δсист + Δсл.

Порядок выполнения работы

Задание №1. Исключение систематических погрешностей методом замещения

1. Подготовьте в тетради таблицу:

Таблица №2

Масса тела m , г Истинное значение массы тела m и Абсолютная погрешность Δ, г Относительная погрешность δ, %
       

 

2. Уравновесьте весы.

3. Определите массу тела m с точностью до 0,01 г.

4. Освободите весы от гирь и груза.

5. Установите на чашку весов, предназначенную для взвешивания полный комплект гирь.

6. Уравновесите гири произвольным грузом (для этого в стакан насыпьте необходимое количество речного песка).

7. Поместите на чашку с гирями тело.

8. Снимите часть гирь для восстановления равновесия.

9. Найдите суммарное значение массы снятых гирь – оно равно значению взвешиваемой массы mи..

10. Принимая значение mи за истинное, определите абсолютную Δ и относительную погрешность δ измерений массы тела.

11. Результаты измерений и вычислений запишите в таблицу_2 .

Задание №2. Исключение систематических погрешностей методом противопоставления

1. Подготовьте в тетради таблицу:

Таблица №3

Масса цилиндра (правая чашка весов) m 1 Масса цилиндра (левая чашка весов) m 2 Истинное значение массы цилиндра m , г Поправочный коэффициент km=l2 / l 1 Масса кубика М, г
         

 

2. Измерьте массу цилиндра, поместив его сначала на правую чашку весов m1 .

3. Измерьте массу цилиндра, поместив его  на левую чашку весов m2 .

4. Рассчитайте истинное значение массы по формуле

5. Рассчитайте поправочный коэффициент по формуле:

6. Измерьте массу кубика с учетом поправки:

M= kmMизм.

7. Результаты измерений и вычислений запишите в таблицу_3.

Задание №3. Изучение способов оценки случайных погрешностей измерений

1. Подготовьте в тетради таблицу:

 Таблица №4

Наименование величины

Номер образца

№1 №2 №3 №4 №5 №6 №7 №8 №9 №10
Длина a, см                    
Ширина b, см                    
Высота c, см                    
Объем V, см3                    
Стандартный объем Vст, см3                    
Δ=׀ V- Vст,׀, см3                    

 

2. Обозначьте номера образцов.

3. Измерьте основные параметры (a, b, c) образцов с точностью до 0,1 мм, рассчитайте объем образцов.

4. Результаты запишите в таблицу 4.

5. Подчитайте количество разных N результатов определения объема тела.

6.  Подготовьте в тетради таблицу (число столбцов равно N+1):

Таблица №5

Наименование величины

Номера образцов

             
1 2 3 4 5 6 7 8
Объем V              
Количество образцов, имеющих данное значение объема n              
1 2 3 4 5 6 7 8
Вероятность P=n/10              
Произведение V*P              
Математическое ожидание M ( V )=∑ V * P

 

V2              
V2*P              
М( V 2 )=∑ V2*P

 

Дисперсия D(V)

 

Среднее квадратичное отклонение результатов измерения σ

 

 

7. Запишите в таблицу 5 различные значения объема измеряемой величины по возрастанию.

8. Укажите номера образцов, имеющих такое значение объема, подсчитайте их.

9. Рассчитайте вероятность P каждой величины.

10. Найдите математическое ожидание M ( V ) по формуле:

M ( V )= V 1 * P 1 + V 2 * P 2 +…+ Vn * Pn

11. Рассчитайте величину М( V 2 ):

М (V2)=V12*P1+V22*P2+…+Vn2*Pn

12. Рассчитайте дисперсию D(V) по формуле:  

                                    D ( V )= М( V 2 ) - M 2 ( V )

13. Определите значение среднего квадратичного отклонения результатов измерения σ, как

14. Сделайте вывод, какие образцы соответствуют условию, при котором .

 

Контрольные вопросы:

1. Какие методы обнаружения систематических погрешностей вы знаете?

2. Какая величина используется в качестве основного параметра, характеризующего рассеивание результатов измерений?

Отчет о проделанной работе должен содержать:

наименование; цель; список оборудования; таблицы с результатами измерений и вычислений; формулы величин и их погрешностей; вычисления; вывод; ответ на контрольные вопросы.

 

 

Практическая работа №3

Теоретические сведения

Основными механическими характеристиками строительных материалов являются прочность, упругость, твердость, хрупкость, вязкость и др. В зависимости от требований, предъявляемых к материалам можно выделить следующие общие методы их испытаний:

- статистические испытания на сжатие, растяжение, изгиб, кручение. Их проводят путем плавного увеличения нагрузки на образец до его разрушения;

- динамические испытания, при которых нагрузка на образец увеличивается с большой скоростью;

- испытания на усталость, характеризуемые повторными, циклически изменяющимися нагрузками, многократно прилагаемыми к образцу;

- испытания на твердость, служащие для определения сопротивления образцов местной деформации, осуществляемые в основном внедрением в испытываемый образец стандартного наконечника;

- испытания на ползучесть и длительную прочность, определяющие способность материала деформироваться при постоянной заданной нагрузке и температуре;

- технологические испытания, устанавливающие пригодность материала для определенного технологического процесса.

 Общим условием проведения значительной части перечисленных испытаний является применение силоизмерительных устройств с различными принципами действия.

Порядок выполнения работы

Задание №1. Классификация силоизмерительных приборов

1. Подготовьте в тетради таблицу 6:

«СИЛОИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ»

Таблица 6

Группы измерительных приборов Примеры приборов Принцип действия Достоинства Недостатки Применение
1
2
3

2. Используя ПРИЛОЖЕНИЕ 3, заполните таблицу 6:

- выпишите основные группы и примеры силоизмерительных приборов, применяемых в строительстве;

- укажите основные достоинства и недостатки приборов с точки зрения их метрологических характеристик, а также принципа работы;

- запишите, для измерения каких величин используются данные приборы и машины.

Задание №2. Определение прочности материалов при сжатии.

1. Познакомьтесь с методикой определения прочности материалов (см. ПРИЛОЖЕНИЕ 4), предложенной в лабораторной работе.

2. Сравните ее с методикой, предложенной в МИ «ГСИ. Материалы цементные. Методика ускоренного определения и прогнозирования активности цемента по его концентрации» (ПРИЛОЖЕНИЕ 4).

3. Укажите сходства и принципиальные отличия указанных методик.

Контрольные вопросы:

1. Какие физические величины можно определить с помощью силоизмерительных приборов?

2. Что называется активностью цемента? Какие средства измерения и приборы используют при определении активности цемента?

 

Отчет по работе должен содержать:

название, цель, оборудование и материалы; название заданий, выполненное задание, вывод, ответы на контрольные вопросы.

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Закон РФ «Об обеспечении единства измерений». – М. : Международный центр финансово-экономического развития, 1998.

2. Гончаров А.А. Копылов В. Д. Метрология, стандартизация и сертификация: Учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений/ А. А. Гончаров, В.Д.Копылов.-2-е изд., стер.- М.: Издательский центр «Академия», 2013.-240с.

3. Канке А.А. Кошевая И.П. Метрология, стандартизация, сертификация. Учебник для студентов образовательных учреждений среднего профессионального образования: Инфра-М, -2013,-416с.

4. Контрольно-измерительные приборы и инструменты: Учебник для нач. проф. образования / С. А. Зайцев, Д. Д. Грибанов, А.Н.Толстов, Р.В.Меркулов. — М.: Издательский центр «Академия»; ПрофОбрИздат, 2002. — 464 с.

5. Метрология, стандартизация и сертификация: учебник.- 2-е изд./ Ю.И.Борисов, А.С.Сигов, В.И. Нефедов и др; Под ред. Профессора А.С. Сигова.- М.: ФОРУМ: ИНФРА-М,2007.-336 с.

6. Лифиц И. М. Стандартизация, метрология и сертификация:  Учебник.- М.: Юрайт-Издат, 2013.-412 с.

7. Сергеев А.Г. Метрология и метрологическое обеспечение: учебник/  А. Г. Сергеев.- М.: Высшее образование, 2008.-575 с.

8. Червач Ю.Б. Поверка штангенциркуля: методические указания к выполнению лабораторных работ. – Томск: ТПУ, 2010,- 19 с

 

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Основные единицы СИ

Величина

Единица

Измерения

Обозначение

русское международное Длина Метр м m Масса Килограмм кг kg Время Секунда с s Сила электрического тока Ампер А A Термодинамическая температура Кельвин К K Сила света Кандела кд cd Количество вещества Моль моль mol

Дополнительные единицы СИ

Величина

Единица измерения

Обозначение

русское международное Плоский угол Радиан рад rad Телесный угол Стерадиан ср sr

3.Приставки для образования десятичных кратных и дольных единиц

Приставка Краткое обозначение Значение Приставка Краткое обозначение Значение
дека да 101 деци д 10-1
гекто г 102 санти с 10-2
кило к 103 милли м 10-3
Мега М 106 микро мк 10-6
Гига Г 109 нано н 10-9
Тера Т 1012 пико п 10-12
Пета П 1015 фемто ф 10-15
Экса Э 1018 атто а 10-18

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Лабораторная работа

ГНМЦ ГП «ВНИИФТРИ»

РЕКОМЕНДАЦИЯ

ГСИ. Материалы цементные.

Методика ускоренного определения и прогнозирования активности цемента по его контракции

МИ 2487-98

 

Информационные данные

Разработана Государственным научным метрологическим центром ГП ВНИИФТРИ, Отделом метрологии в строительстве

Исполнители: А. И. Марков, М. П. Польяникова

Метрологическая экспертиза проведена Отделом общих и теоретических проблем метрологии ГП ВНИИФТРИ

Утверждена ГП ВНИИФТРИ «19» июля 1998 г.

Зарегистрирована ВНИИМС «26» июля 1998 г.

Вводится с «01» августа 1998 г.

 

Область применения

Настоящая рекомендация устанавливает методику выполнения ускоренного определения и прогнозирования активности цемента к различному времени в растворе и бетоне при их твердении, как в нормальных условиях, так и при тепловлажностной обработке (ТВО). Определения и прогнозирование осуществляются на основе кратковременного измерения контракции цемента.

Рекомендация разработана в развитие и дополнение МИ 1353-93 «ГСИ. Материалы цементные. Методика выполнения измерений при определении характеристик на дифференциальных контракциометрах».

Определяемая характеристика - активность цемента - предел прочности в МПа на сжатие или растяжение при изгибе цементно-песчаного раствора стандартного состава в образцах-балочках (по ГОСТ 310.4) или предел прочности на сжатие бетона (активность цемента в бетоне) в образцах-кубах (по ГОСТ 10180) при водоцементном отношении равном 0,4.

Величина, подвергаемая прямым измерением - контракция - уменьшение абсолютного объема материала в результате гидратации цемента. Размерность см3.

 

Норма погрешности

Методика обеспечивает определение и прогнозирование активности цемента с погрешностью, не превышающей ±7 % при использовании базовых данных и ±10 % при испытании цемента неизвестного состава или видо-марки, в том числе хранившегося длительные сроки

 

Требования безопасности

При использовании методики должны выполняться требования безопасности, определенные ГОСТ 10180, ГОСТ 28840 и ГОСТ 310.4.

 

Требования к квалификации операторов

К выполнению методики допускаются лица, изучившие настоящую методику, РЭ и ПС на контракциометр КД-07 или МИ 1353-93.

 

ДЕПАРТАМЕНТ ОБРАЗОВАНИЯ ВОЛОГОДСКОЙ ОБЛАСТИ

БЮДЖЕТНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВОЛОГОДСКОЙ ОБЛАСТИ

«ВОЛОГОДСКИЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ КОЛЛЕДЖ»

 

 

 

МЕТРОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ И ПРАКТИЧЕСКИХ РАБОТ

 

Вологда, 2017 г.

Составитель: Г. В. Пантина, преподаватель  БПОУ  ВО «Вологодский строительный колледж»

Рецензент: Д.А. Погодин, к.т.н., доцент кафедры ПГС Вологодского государственного университета.

 

 

Пантина Г.В.

Метрологическое обеспечение. Методические рекомендации по выполнению лабораторных работ: для студентов профессиональных образовательных организаций.- Вологда,2017.- 36 с.

Пособие предназначено для организации лабораторных и практических работ в рамках преподавания по ПМ.02. Выполнение технологических процессов при строительстве, эксплуатации и реконструкции строительных объектов: Раздел 3. Метрологическое обеспечение; может использоваться преподавателями для проведения учебных занятий и студентами в качестве методического руководства, содержащего подробные инструкционные карты работ.

СОДЕРЖАНИЕ

Предисловие………………………………………………………….

4

Лабораторные и практические работы……………………………..

6
1. Применение системы СИ в строительстве…............................. 6
2. Обработка результатов измерений с учетом систематической и случайной погрешностей измерений……   11
3. Выбор и применение средств измерений для измерения силы и механических характеристик………………………….   17

Список литературы…………………………………………………..

20

Приложение………………………………………………………….

21

 

 

ПРЕДИСЛОВИЕ

Управление качеством продукции базируется на двух основных звеньях: первое – стандартизация продукции и всех пределов технологического процесса, включая методы и средства входного, операционного и приемочного контроля, и второе – метрологическое обеспечение процесса, т.е. обеспечение возможности количественной оценки (измерения) всех параметров процесса с необходимой точностью.

Метрологическое обеспечение производства базируется на научной основе – собственно метрологии как науке об измерениях, парке технических средств измерения и передачи информации, нормативно-законодательной основе и организационно-структурной базе.

Представленные в пособии лабораторные и практические работы, охватывают все разделы учебной дисциплины «Метрологическое обеспечение», содержание работ составлено в соответствии с требованиями ФГОС для строительных специальностей.

В ходе выполнения заданий все измерения на лабораторных работах необходимо производить с максимальной тщательностью, для вычислений использовать микрокалькулятор.

При работе с приближенными числами необходимо соблюдать следующие правила:

1. При сложении и вычитании приближенных чисел в конечном результате следует сохранять столько десятичных знаков, сколько их имеет наименее точное данное (число с наименьшим числом десятичных знаков).

2. В результате, полученном после умножения и деления, следует сохранять столько значащих цифр, сколько их имеет наименее точное данное.

3. При возведении приближенного числа в квадрат и куб следует сохранять в результате столько значащих цифр, сколько их имеет возводимое в степень приближенное число.

4. При извлечении квадратного и кубического корней из приближенного числа следует сохранять в результате столько значащих цифр, сколько их имеет подкоренное выражение.

5. При выполнении промежуточных результатов необходимо брать одной цифрой больше, чем рекомендуют предыдущие правила.

Отчет о проделанной работе должен содержать:

- наименование работы;

- цель;

- список оборудования и материалов;

- таблицы с результатами измерений и вычислений;

- формулы величин и их погрешностей;

- вычисления;

- график (если требуется);

- окончательный результат, вывод о проделанной работе;

- выполненное контрольное задание.

 

 

Практическая работа №1

ПРИМЕНЕНИЕ СИСТЕМЫ СИ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ

Цель работы: познакомиться с основными принципами построения систем единиц, правилами перевода внесистемных единиц измерения в соответствии со стандартами ГСИ.

Оборудование: таблицы «Международная система единиц (СИ)», «Приставки для образования десятичных кратных и дольных единиц»

Теоретические сведения

Понятие о системе единиц ввел немецкий ученый Гаусс. По его методу построения систем единиц различных величин сначала устанавливают или выбирают произвольно несколько величин независимо друг от друга. Единицы этих величин называют основными, так как они являются основой построения системы единиц других величин. Единицы, выраженные через основные единицы, называют производными. Полная совокупность основных и производных единиц, установленных таким путем, и является системой единиц физических величин.

Таким образом, СИСТЕМА ЕДИНИЦ – это полная совокупность взаимосвязанных основных и производных единиц измерения.

Первоначально были созданы системы единиц, основанные на трех единицах: метр-килограмм-секунда (МКС), сантиметр-грамм-секунда (СГС)(1861-1870г), метр-килограмм-сила-секунда (МКГСС), метр–тонна-секунда. Затем появились системы, содержащие единицы измерения температуры – градус, а чуть позже и единицы измерения силы тока - ампер.

В результате большой работы, выполненной Международным комитетом мер и весов по опросу научных, технических и педагогических кругов многих стран и обобщению результатов опроса, а также работы 9, 10 и 11 Генеральных конференций по мерам и весам (1948, 1954, 1960 гг в 1960 г. была принята Международная система единиц (System International), или сокращенно – СИ (SI).

Международная система единиц физических величин является наиболее совершенной и универсальной из всех существующих до настоящего времени. Преимущества системы СИ настолько сильны, что она за короткое время получила широкое международное признание и распространение.

С 1970 г. Международное бюро мер и весов издает документ «Международная система единиц (СИ)».

В нашей стране переход к системе СИ начался в 1955 утверждением стандартов на отдельные группы физических величин. Однако более широкое внедрение системы произошло только в 1970-1985 годах, начиная с издания массовым тиражом проекта стандарта «Единицы физических величин» и кончая утверждением ГОСТ 8.417-81, который определяет наименования, обозначения и правила применения физических величин Международной системы единиц СИ.

Международная система единиц содержит 7 основных единиц: длины - метр, массы – килограмм, времени – секунда, силы электрического тока – ампер, термодинамической температуры – кельвин, силы света – кандела, количества вещества – моль.

Метр – расстояние, проходимое светом в вакууме за 1/299792458 долю секунды.

Килограмм – единица массы, равная массе международного прототипа килограмма, хранимого в Международном бюро мер и весов.

Секунда – интервал времени, в течении которого совершается 9192631770 колебаний, соответствующих резонансной частоте энергетического перехода между уровнями сверхтонкой структуры основного состояния атома цезия-133 при отсутствии возмущения внешними полями.

Ампер – сила не изменяющегося тока, который , проходя по двум параллельным прямолинейным проводникам бесконечной длины и ничтожно малого кругового сечения, расположенным на расстоянии 1 м один от другого в вакууме, создает между проводниками силу, равную Н на каждый метр длины.

Кельвин – единица термодинамической температуры, равная 1/273,16 части термодинамической температуры тройной точки воды.

Кандела – сила света в заданном направлении источника, испускающего монохроматическое излучение частотой  Гц, энергетическая сила излучения которого в этом направлении составляет 1/683 .

Моль – количество вещества системы, содержащей столько же структурных элементов, сколько атомов содержится в 0,012 кг углерода-12.

Международная система единиц включает в себя 2 дополнительные единицы: плоского угла - радиан; телесного угла – стерадиан. Угловые единицы не могут быть введены в число основных, т.к. это вызвало бы затруднения в трактовке размерностей величин, связанных с вращением (дуги окружности, площади круга, работы пары сил и т.д.). Вместе с тем они не являются и производными единицами, т.к. не зависят от выбора основных единиц. Действительно, при любых единицах длины размеры радиана и стерадиана остаются неизменными.

Радиан – угол между двумя радиусами окружности, дуга между которыми по длине равна радиусу. Один радиан составляет 57º17’44,8”.

Стерадиан – телесный угол, вершина которого расположена в центре сферы и который вырезает на сфере поверхность, площадь которой равна площади квадрата со стороной, по длине равной радиусу сферы.

Измеряются телесные углы путем определения плоских углов и проведения дополнительных расчетов по формуле

                                   Ω=2π(1-cosα/2),

где Ω – телесный угол;α – плоский угол при вершине конуса, образованного внутри сферы данным телесным углом.

Телесному углу 1 ср соответствует плоский угол , равный 65º32′; углу π ср – плоский угол, равный 120º; углу 2 π ср – плоский угол, равный 180º.

Дополнительные единицы СИ использованы для образования единиц угловой скорости, углового ускорения и некоторых других величин.

На практике плоские углы измеряют, как правило, в угловых градусах, минутах, секундах, которые разрешено использовать наряду с единицами СИ.

Порядок выполнения работы

Задание №1. Основные единицы СИ

1. Подготовьте в тетради таблицу:

 

 

Таблица 1

Величина

Обозначение

Величины

Единица

Измерения

Дата: 2019-03-05, просмотров: 349.