精度标准（精选九篇）
精度标准 篇1
标准表法流量标准装置是使用对比法、根据流体力学中的连续性原理确定被检流量计性能的标准装置。在流量稳定的情况下,同一时间通过被检流量计的质量流量和通过一台或多台标准流量计的质量流量相同。通过相应的计算模型得到待检表的仪表系数。速度式流量计、临界流流量计、容积式流量计通常作为 装置的标准流量计[1,2]。使用速度式流量计作为标准表的标准装置工作效率高、功耗低并且投资也低。笔者研究的是将涡街流量计作为标准表的标准装置,降低装置扩展不确定度的方法。
目前,标准表法标准装置以音速喷嘴作为标准表的居多,音速喷嘴为定点使用,并且并联使用非常方便,只要使用风机使得装置背压达到一定的值,就能够输出稳定且精度较高的质量流量。浙江省杭州市计量学院的音速喷嘴装置扩展不确定度低于0. 3% 。标准装置使用气体腰轮流量计作为标准表时,可以达到很高的精度,浙江省检疫鉴定局的标准装置扩展不确定度低于0. 15% 。
标准装置标准表使用方式有定点使用和非定点使用两种: 标准表定点使用的标准装置精度高,但是控制方法较复杂,能够检测的点较少; 标准表非定点使用时标准装置精度较低,但标定范围很宽,控制方法简单。现以速度式流量计作为标准表的装置中,标准表定点使用的装置居多,因为其很容易提高精度,但控制复杂,需要使用的标准多。所以研究标准装置标准表非定点使用时提高整个装置的精度是非常必要的[3,4]。
根据国家标准表法装置检定规程,标准装置的合成不确定度受7个变量的影响[5]。根据经验,对标准装置合成不确定度影响最大的是标准流量计的测量A类不确定度u1及检定标准流量计的流量标准装置的合成不确定度u7,而u7一般小于0. 15% 。所以标准表测量A类不确定度是影响标准装置不确定度的主要因素。目前工业仪表涡街流量计一般为1. 0级或1. 5级,得到标准表的一般做法是在众多的涡街流量计中挑出几个线性度很好,能满足0. 5级要求的流量计作为标准表。但即使是这样,通过计算,标准装置非定点使用时的不确定度仍然较高。
笔者研究通过压缩标准表的流量范围提高标准表的精度,并研究多台标准表并联使用时的不确定度影响,降低标准装置的不确定度,提高标准装置的精度。
1涡街流量计的原理及线性测量误 差产生的原因
1. 1 涡街流量计测量原理
涡街流量计基于卡门涡街原理而研制成的速度式流量计,使用于液体、气体以及蒸汽等介质流量的测量。在流量计表体中安装旋涡发生体,当管道流体流经旋涡发生体时,流体会在旋涡发生体的下游的两侧交替分理处两列反方向有规律的漩涡。在一定的流速范围内,漩涡的频率正比于流速。传感器所测得频率信号经过电路板的放大滤波得到稳定的频率,再通过计算模型得到当前的瞬时流量[6]。
大量的实验数据和理论证明: 旋涡发生频率f与旋涡发生体附近的流速v1,以及阻流件的宽度d有如下关系式[7]:
式中: v1—传感器两侧的流速; St—斯特劳哈尔数; 当雷诺数Re在300 ~ 200 000范围内,St为一常数。
1. 2 涡街流量计线性误差产生的原因
由涡街流量计的原理可知,传感器所测的频率值反映的是旋涡发生体两侧的流速,并不是流经流量计的平均流速v。在紊流状态时,不同的雷诺系数时管道内的流速分布不同。这说明了传感器两侧的流速v1与平均流速的关系不是唯一确定的,非线性误差的产生是由涡街流量计的检测机理所决定的。根据理论力学的关系式,理想的紊流状态下,管道内流体的流速分布规律有如下规律[8]:
式中: y—p点到管壁的距离,R—管道半径,n—雷诺系数函数,vmax—管道中的最大流速,vp—p点的速度。
由于涡街流量计旋涡发生体的位置是固定的,当雷诺系数在很小的一段范围内时,涡发生体附近的流速v1与平均流速v具有固定的比例关系。可简化为函数式[9,10]:
由以上分析可知,压缩流量计的测量范围可以使得雷诺数变化很小,在量程内管道中的流速分布大致相同,从而能够提高涡街流量计的线性度。
2 标准表法标准装置标定的运算模型
标准表法标准装置能够一台涡街标准表单独使用,也能多台涡街标准表并联使用。标准表定点使用时一般只能够一台涡街标准表单独使用,不像使用音速喷嘴那样只要背压达到一定的值,就能够很方便地多台并联使用,所以笔者研究的是标准流量计非定点使用的标准系统。标准装置采用负压法,当流量稳定时,在同一段时间内,流经标准流量计的质量流量等于流经待检表的质量流量。涡街流量计测的是工况下累积体积流量值,通过温压补偿得到标况下的累积体积流量值。由于空气在常温常压的状态下压缩因子为1,且标况下的密度值为常数,同一累计时间内标准表与待检表的标况累计体积流量相同。
式中: Vt—待检表的标况累计体积流量值,Vsi—并联标准表标况累计体积流量值,Nt—待检表累计脉冲数, Nsi—标准表累计脉冲数,Kt—待检表仪表系数,Ksi—标准表仪表系数,Pt—待检表压力值,Psi—标准表压力值,Tt—待检表温度值,Tsi—标准表温度值。
3标准表全量程使用不确定度计算
根据JJG 643—2003有关规定,标准装置非定点使用标准流量计,使用仪表系数时,可根据下式来计算不确定度:
式中: eK—用最小二乘拟合的流量-仪表系数曲线的标准不确定度,K—标准流量计的常用仪表系数。
由于标准表非定点使用,且在量程范围内均是使用同一仪表系数,则根据检定规程,标准流量计测量A类不确定度分为两部分: 定点重复性不确定度; 线性差值引入的不确定度。依据国家检定规程,平均仪表系数如式( 8) 所示,去最大值与最小值的平均仪表系数; 线性度计算按照式( 9) 来计算。根据式( 10) 来计算定点重复性不确定度。根据式( 11) ,其中线性差值引入的不确定度按照均匀分布来计算,并且按照标准不确定度的B类评定方法来计算[11]。5台经过多点检定的流量计如表1 ~ 5所示。标准装置选择使用其中的几台表作为标准表来使用。以上各公式如下:
DN25、DN40、DN50、DN80、DN100全量程标定数据如表1 ~ 5所示。其仪表系数K、线性度E、重复性Er及线性差值不确定度可分别按照式( 8 ~ 11) 来计算。通过计算,表1 ~ 5中各口径仪表线性度分别为1. 32% 、4. 38% 、0. 82% 、0. 51% 、0. 83% ; 重复性分别为0. 19% 、0. 15% 、0. 23% 、0. 20% 、0. 34% 。
根据式 ( 12 ) 计算得: u1( DN25 ) = 0. 93% ; u1( DN40) = 2. 68% ; u1( DN50) = 0. 73% ; u1( DN80) =0. 47% ; u1( DN100) = 0. 81% 。
要使得整个标准装置的流量标定范围较大而且尽量减少标准表的数量,所以本研究选择3台表DN25 ( 8 m3/ h ~ 60 m3/ h) 、DN50( 30 m3/ h ~ 250 m3/ h) 、DN100 ( 120 m3/ h ~ 1 000 m3/ h) 作为标准表,整套标准装置的流量范围为8 m3/ h ~ 1 000 m3/ h。按照每台表均单独使用,其标准流量计测量A类不确定度: u1=max( u1) = 0. 93% ,按照k = 2,u7= 0. 15% ,其他忽略不计,来计算标准扩展不确定度:
故装置扩展不确定度U = 1. 884 0% ,按照涡街流量计检定规程,装置的扩展不确定度( k = 2) 应不大于被检流量计最大允许误差的1 /2。所以该装置最多只能检定精度等级为4. 0级或5. 0级的流量计,只能够检定精度很低的仪表。
4标准表压缩流量范围和并联不确 定度计算
5台仪表压缩流量范围后的数据表6 ~ 10所示。
根据公式( 12) 计算得: u1( DN25) = 0. 23% ; u1( DN40) =0. 25% ; u1( DN50) ) = 0. 37% ; u1( DN80) ) = 0. 33% ; u1( DN100) = 0. 27% 。量程分别为16 m3/ h ~ 60 m3/ h; 20 m3/ h ~ 80 m3/ h; 40 m3/ h ~ 150 m3/ h; 75 m3/ h ~ 350 m3/ h; 600 m3/ h ~ 1 000 m3/ h。
当使用多台流量计并联标定时,由于每台标准流量都为独立工作,标准表并联组合后的不确定度表示为:
式中: qi—各标准表的瞬时流量,ui—标准表的测量A类不确定度,u—装置标准表并联的测量A类不确定度。
由式( 14) 计算得出的并联组合不确定度如图1所示。
假设两台 标准表A、B,流量量程 均为0 ~ 80 m3/ h,不确定度分别为uA= 0. 2% ,uB= 0. 3% 。x轴表示标准表A的流量,y轴表示便准表并联不确定度。假设并流量为80 m3/ h。
由上可知,标准装置使用5台标准表组合而成,标准表并联使用时,不确定度小于单台标准表最大不确定,图1曲线部分凹陷部分不确定度小于单台标准表最小不确定度,所以可认为标准表并联不确定度范围为min( ui) ≤u≤max( ui) 。根据流量范围来确定标准表的组合如表11所示。
当在特定的流量下,标准表并联组合时的不确定度不为常数时,取数值区间的最大值作为并联使用时的不确定度。特定流量下标准表的组合方式有多种时,数值区间最小的组合为最优组合。通过压缩流量范围及优化流量计组合,可以最大限度的减少装置标准流量计测量A类不确定度。多台标准表并联不确定度的计算方法如下式所示:
式中: li—表11中的流量范围,uli—该范围下的不确定度。
通过式( 15) 计算得: u1= 0. 322 8% ,按按照k = 2, u7= 0. 15% ,其他忽略不计,来计算标准扩展不确定度,根据式( 12) ,计算得装置扩展不确定度U = 0. 711 9% , 按照涡街流量计检定规程[3],装置的扩展不确定度( k = 2) 应不大于被检流量计最大允许误差的1 /2。所以该装置能检定精度等级低于1. 5级的流量计。与之前相比较,大大降低了装置的扩展不确定度。
5结束语
为解决受标准表本身线性度影响导致标准表法标准装置的扩展不确定度较高的问题,本研究经过理论计算证明,通过单台流量计在全量程范围内标定多个点,压缩流量计的量程,提高流量计在量程内的精度, 可以降低标准装置扩展不确定度。分析标准装置在各个流量范围内的标准表组合情况,得出在各量程范围内的不确定度,最后可以根据式( 14) 计算出装置的标准流量计测量A类不确定度。
通过上述本研究提出的方法,能够大大降低标准装置的不确定度,为高精度标准表法标准装置的研制提供方法和理论上的依据。
参考文献
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工程建筑物测量放样精度标准的探讨 篇2
工程建筑物测量放样精度标准的探讨
在工程建筑物的测量放样工作中,由于各基本建设单位对放样的精度要求不一致,给测绘工作者带来不便.以所有建设工程在施工中共同具有的三道工序为内容,提出放样精度的统一标准,经验证与国家有关部门发布的`工程检查验收规程所规定的精度相吻合,证明是可行的.
作 者：陈宗佩 王振军 CHEN Zong-pei WANG Zhen-jun 作者单位：中国水利水电第一工程局,黑龙江,哈尔滨,150006 刊 名：测绘通报 ISTIC PKU英文刊名：BULLETIN OF SURVEYING AND MAPPING 年，卷(期)：2007 “”(4) 分类号：P258 关键词：测量放样 点位中误差 允许偏差数控机床位置精度评定标准的探讨 篇3
【摘要】我国针对国内数控机床，在制造和验收会严格按照《GBIO9 3-89数字控制机床位置精度的评定方法》标准，但是在其它国家对位置精度有不同的定义和计算方法，本文探讨了几种常见的数控机床位置精确评定标准。
【关键词】数控机床；位置精度；评定标准；探讨
引言
近年来，进口数控机床的数量呈现直线上升趋势，不少企业为了追求“世界技术化”潮流，各大企业都从国外进口数控机床，情况不容乐观的是，在众多的进口数控机床中，超过半数的数控机床的位置精度都不符合标准，笔者经过实地调查和咨询发现，不少企业无论在购买国内数控机床，还是进口国外数控机床时，对位置精度这一概念和相关标准了解甚少，在选择数控机床时有较大的盲目性和跟风性，这样对企业的生产有害无利。鉴于此，有必要基于不同国家制定出来的不同位置精度评定标准展开一定综合性的研究，以提高数控机床的工作效率。
一、位置精度的定义以及相关术语
1.位置精度的定义 在百度词条上，将位置精度定义为“空间点位获取坐标值与其真实坐标值的符合程度”。但是，这样的介绍太笼统，读者读完肯定对其内容不明所以。浙江商检局卢振球前辈在《数控机床位置精度评定标准及讨论》一问中明确将数控机床的位置精度，又称之为“定位精度”，是指主轴箱、工作台等数控机床主要的执行件通过运到到程序自身事先设定好的目标的能力程度，这一检测数值可以较为准确的评估数控机床的工作性能。德国相关领域曾经在VDI/DGQ3441《机床工作精度和位置精度的统计检验原理》中对位置精度定义做出如下补充：“位置精度是一切有定位装置的机床，尤其是数控机床的重要特征”。
2.位置精度的相关术语 以下术语在相同的情况下会出现不同的称呼，但是，其内容大同小异，并不影响操作人员的操作和检测，认识一些位置精度的相关术语可以帮助我们更好的进行对位置精度评定标准的研究：目标位置，是指运动部件预定设置要达到的位置，通常用大写P来表示，加下标小写字母则表示按照所选定的不同目标位置中的某一特定目标位置；另一个是实际位置，同样也是用大写P来表示，在下角也标有小写字母，不同的是标记了两个，比方标记了小写ij那么表示运动部件第i次向第j个目标位置趋近时，实际达到的位置；位置偏差用大写X来表示，计算公式一般是用实际位置的数值减去目标位置的数值；最后一个是单向趋近和双向趋近，和数学上的概念相似，是以同一方向上的目标位置为参照物。
二、有关数控机床位置精度不同评定标准的探讨
1.ISO国际标准简介 为了实现数控机床的跨国界交易，国际标准化组织早在1998年就针对数控机床位置精度制定了相关的评定标准，但是就目前实际情况来看，ISO国际数控机床位置精度评定标准并没有被各个国家接受，因为这些国家始终坚持自己国家推行的数控机床位置精度评定标准，但是我们不能排挤此标准的地位。在对数控机床位置精度进行评定时，必然需要沿着同个方向或者是绕着某个坐标轴以目标位置为参照点，假设存在一条正太分布的曲线，在多次的测量下，在目标位置附近就会出现实际测定点的分布。通过计算标准偏差，就能求出相应的正态曲线。在ISO国际标准中，其中包含因子为2，在这个包含因子下，无限个点的分布情况又可以求发散度。
在ISO国际标准中有以下这么几种重要的评价指标：一是平均位置偏差，其中包括正向、负向以及双向，它是指某一位置处定位偏差的代数平均值；二是反向差值，是指从不同方向或者是绕着不同坐标轴接近目标位置时的平均定位偏差的差值，会出现多个差值，在评价时候要用最大反向差值作为依据；三是表示+2σ与-2σ极限值的最大差值的定位精度，和平均位置偏差相同也分为正向、负向以及双向；四是重复精度，也分为正向、负向以及双向，都是取正态曲线的最大展度。
2.德国VDI/DGQ3441《机床工作精度和位置精度的统计检验原理》 该标准早在1977年3月份被德国工程师协会和联合学会一起制定的技术规范，其中有定位装置的机床，尤其是数控机床的位置精度评定标准进行了大篇幅的介绍，该标准也是被欧洲数控机床行业普遍认同的，而且由于目前我国进口欧洲的数控机床的数量较大，因此认识此技术规范对数控机床位置精度的评定标准规定十分重要。该标准有以下几个重要评价指标：位置不可靠性，常用大写字母P来表示，表示的是总偏差，是由反向量差、位置偏差以及位置分散幅度来共同表示的，位置偏差和反向量差都是系统误差。笔者关于具体计算这三个参数，提出了以下指导：分别要求平均值和标准偏差；然后，中间计算结果；最后，计算位置偏差、最大位置分散幅度、最大反向量差以及位置的不可靠性四个评定参数。
3.美国NMTBA《数控机床精度和重复定位精度的定义和评定》 此技术规范是目前称为美国制造技术协会（原名为美国机床制造商协会）提出的，首次推行于1968年，后来经过1972年修订至今保持一样。美国NMTBA《数控机床精度和重复定位精度的定义和评定》在评定数控机床的位置精度时，采取定位精度（即是精度）、失动量以及重复定位精度三项参数来做出评定的。精度值一般用大写字母A来表示，加下角标字母表示的是单向或者是双向接近任意点的精度值，比如Ab、Aa；而重复定位精度需要以下公式计算：所有检验值之和除以（检验次数-1）得到的数值在减去所有检验值的平方除以（检验次数-1），得到的差值开方，最后再乘以数字3，一般情况下，检验次数都是七次；另外，关于其中的失动量，实质就是VDI/DGQ3441《机床工作精度和位置精度的统计检验原理》反向量差。
结语
由于篇幅有限，笔者只能浅要的阐述ISO国际标准、德国VDI/DGQ3441《机床工作精度和位置精度的统计检验原理》以及美国NMTBA《数控机床精度和重复定位精度的定义和评定》三种常见评定数控机床位置精度的标准，需要注意的是，还有中国国家标准G1B0 931一8 9《数字控制机床位置精度的评定方法》、日本JISB 6330《数控机床试验方法通则》等等，每种评定标准都有其自身的优缺点，不能断言那一种优劣好坏，而是要根据相应的情况进行综合评判和应用，从而让各种标准发挥其重要的价值和作用。
参考文献
[1]蔡有杰.数控机床位置精度评定方法对比与分析[J].机械科学与技术，2012，01：122-124.
基金项目
两种负荷预测精度考核标准对比分析 篇4
不同的考核指标反映了负荷预测准确度的不同侧面。下面为日、月负荷预测准确率的计算公式和基于该项指标的考核标准 (简记为考核标准Ⅰ) 。
日负荷预测准确率Ak为:undefined分别为负荷的预测值和实际值;n为日负荷预测总点数 (96点) ;Ei为单点负荷的相对预测误差;i=1, 2, …, 96。月负荷预测准确率A为:undefined, 式中undefined, 式中: N 为全月日历天数。
对于日用电负荷高于1 GW的电网, A ≥94 %为合格;对于日用电负荷小于1 GW 的电网, A ≥93 %为合格。根据定义, 对单点负荷的相对预测误差, 当满足| Ei | ≤3 %时, 该点为合格点。日合格点百分数Ri 定义为:Ri=N196×100% (4) 式中:N1为日96点预测负荷中合格点的个数。Ri≥97%的预测日为合格日。
日合格点百分数Ri定义为:undefined, 式中:N1为日96点预测负荷中合格点的个数, Ri≥97%的预测日为合格日。
考核标准Ⅰ侧重于对负荷预测误差总体分布的刻画;考核标准Ⅱ侧重于对单点负荷预测误差的考察。因而, 当不同的考核指标具有相同的数值时, 例如日负荷预测准确率和日合格点百分数相等, 它们所表达的统计意义是完全不同的。对某一具体负荷而言, 用两种考核标准所得到的预测精度的指标也是不同的。
2 考核标准参考方案
通过对以上两种考核标准的理论分析和实践证明, 考核具体负荷预测精度的两种指标将得出不同的结论。表5 显示了某省网各分区的负荷预测精度指标与电网负荷容量之间的对应关系。
从表1的数据可以看出, 对具体的某省网及其所辖地区电网而言, 负荷容量近似的电网其负荷预测准确率和合格点百分数都会有较大差异, 负荷容量小的电网的负荷预测精度有可能高于负荷容量大的电网。因而, 负荷容量与负荷预测精度之间不存在直接的相关性。以负荷容量的大小划界来制定考核标准具有局限性。
为了建立反映具体负荷状况的负荷预测准确率标准, 必须考察负荷预测误差的统计特征。事实上, 负荷预测误差近似服从正态分布, 可以根据对这个分布的估计, 确定合理的负荷预测准确率指标。对具体电网一定数量的负荷预测误差样本进行统计分析, 可获得其概率密度分布, 在此基础上可估计其正态分布的参数。单点负荷相对预测误差置信区间Φ与合格点百分数Ri满足以下关系:
图中数据点旁数字为合格点百分数/ (%)
Ri=2Φ|Ei|;σ-1×100 %
表2列出了省网负荷预测结果在不同的预测精度置信限要求下, 相应的合格点百分数值和置信区间扩大时相邻合格点的百分数增量。
表7列出了某省网及各分区的基于概率统计的具体考核指标参考值。
任取两个电网的负荷进行仿真预测, 并统计负荷预测精度, 按照相应地区的负荷预测精度考核标准进行考核。这里选省网负荷和地区1 的负荷进行考核标准的验证, 以检验考核方案的可行性。预测精度对各自的考核方案而言, 总有超过标准的和不及标准的, 但都在标准的小范围内波动;从多日预测精度的平均值来看, 平均值与参考方案的考核标准近似相等。
《精度设计与标准化》教学改革研究 篇5
《精度设计与标准化》是一门实践性较强的专业基础课, 它是连接基础课与专业课教学的桥梁, 也是联系机械设计与机械制造技术的纽带。该课程是机械类各专业的必修课程, 其主要任务是培养学生选用合适的公差与配合, 并能正确地标注在图样上, 以及掌握一般几何参数和典型零件的测量方法。学生通过本课程的学习, 获得机械工程技术人员所必须具有的基本知识, 也为学习后面的课程及今后从事实际工作打下基础。因此, 学好这门课程, 对于学生综合素质和技能的培养有着举足轻重的作用。
《精度设计与标准化》课程的特点是术语定义多、代号符号多、标准规定多、经验总结多, 而逻辑性、推理性的内容少, 刚学时会感到枯燥、记不住、不会用。要教好这门课, 需要转变教育思想, 改革教学方法, 采用先进的教学手段, 联系实际, 引导学生创新思维。
2.教学现状及存在问题
2.1授课时数少。
目前, 我校开设的《精度设计与标准化》理论课时数为32学时, 实践教学环节安排8学时动手实验, 教材的内容包括光滑圆柱体结合的精度设计、测量技术基础、形位公差及检测、表面粗糙度、光滑工件的检测、尺寸链及典型零件的互换性等。课时少与教学内容多相冲突, 实际授课时往往基本理论和知识所占比重较大, 实践应用的课时相对不足。为了在有限的课时数内完成教学计划, 从第6章之后只能选讲其部分内容, 象尺寸链和圆锥结合的互换性等一般不讲。8个学时的实验也只能选做4～5个项目。由于授课的课时不足, 学生训练、消化的时间较短, 造成学生思维能力、实际应用能力和动手能力不强。
2.2教学模式单一。
《精度设计与标准化》的教学一般是采用不分专业的统一教学模式, 在全校范围内统一开课、统一考试。为了完成教学计划, 教师对着教材“讲深讲透”满堂灌, 学生被动听, 这种全面讲授的教学方法无法使教与学形成互动。从教学内容看, 以介绍基础公差标准为主, 认知性内容多而创造性内容少。国家标准一般几年更新一次, 教材的内容常常落后于生产实际, 学生所学到的书本知识难以直接应用到工程实践上。
2.3实验环节问题较多。
一是实验设备陈旧, 跟不上时代进步的要求, 如使用双管显微镜测量微观不平度十点高度, 而这项参数在新标准中已经不采用。二是实验设备台套数不足, 满足不了近来学生人数增加的规模, 实验课表难排;三是部分实验设备技术含量不足造成采集数据不准或质量不高, 如:测量螺纹参数的小型工具显微镜结构太简易, 新购置的仪器连必要的夹具都没有, 只能自配。四是实验效果不佳, 任课老师直接带学生实验, 往往对仪器设备的性能不熟。五是实验教学方式, 通常由指导老师先介绍实验目的、原理和仪器结构后再示范, 学生跟着操作并记录有关实验数据和完成实验报告, 这种验证性的实验能增加学生感性认识, 但不能充分发挥学生的主观能动性和创造性。
3.教学思考与改进措施
3.1适当增加课时数。
《精度设计与标准化》是机械类各专业的一门主干课程, 它是一门综合性、实用性很强的技术基础课, 涉及机械产品及其零件设计、制造、维修、质量控制与生产管理等多方面技术问题, 学生通过本课程的学习, 要能获得机械工程师所必须具备的基本知识、基本能力。课时数太少会制约教学质量的提高。为确保《精度设计与标准化》教学目标的实现, 为使学生真正能掌握和熟练运用本课程的知识, 并使学生对几何量的全貌有所了解, 应在规定允许范围内适当增加课时数。
3.2精心安排教学内容。
根据实用为主、够用为度的原则, 适当取舍难易程度不同的教材内容, 合理使用课时数。对于那些能够承上启下或贯穿全局的“过程性知识”, 要力求概念清楚、重点突出、难点讲透。对于教材中难度等级一般的介绍性知识, 可通过具体例题, 适当穿插讲授相关内容的定义、概念及思路, 然后再提出一些延伸性的问题, 让学生自己解决, 把学习的主动权交给学生, 这时老师只起到辅导及答疑的作用。对学生而言, 可以自学的一些文字叙述性内容, 教师可不必细讲, 只提出启发性和引导性的问题, 让学生在课余自学。对于教材中前后相关的综合性题目可采用课堂讨论方式教学, 培养学生的思维能力及解决实际问题的能力。
3.3努力提高教师自身的业务素质和专业水平。
精度设计教师不仅要具有扎实的公差配合与测量技术理论知识, 还要具有相关的专业知识。这就要求精度设计教师要不断更新自身的知识结构, 提高业务水平。要让学生有“一碗水”, 教师必须有“一桶水”。当今时代, 科学技术正以前所未有的速度向前发展, 各学科、各专业互相渗透的趋势日渐增强。作为精度设计教师, 我们必须时刻关注相关领域的最新发展和熟知最新标准, 不断完善自己, 只有这样才能够出色地完成教学任务。
3.4采用科学的教学方法。
3.4.1传统教学与多媒体教学相结合。
传统的教学方法是板书加挂图。板书教学循序渐进, 有利于学生记录并掌握基本概念、基本理论, 但教学进度慢;在现代教学中挂图已基本淘汰;多媒体教学信息量大, 形象生动, 可以把语言叙述不清的内容用形象的动画来演示, 有利于培养学生的思维能力和分析问题能力。但多媒体教学切换速度快而逻辑性较差, 学生往往一看就会, 一做就错, 进而在一定程度上影响了教学效果。因此, 任何一种教学方法都不是万能的。在教学过程中, 应该充分利用多媒体教学与传统教学各自的优势, 根据教学内容的不同, 灵活选用不同的教学方式, 即将多媒体与传统教学方法有机结合。
3.4.2采用启发式教学。
在讲授新的内容之前, 先带领学生回顾一下与新内容有关的知识点, 提出新问题, 并以此来启发学生对新问题做出思考, 给出解决问题的方法。在分析问题及解决问题的过程中, 通过引导和启发, 培养学生学会利用已经学过的知识来分析问题并解决问题的能力。例如在第二章光滑圆柱体结合的公差与配合中, 可以结合学生在机加工实习时所做的机械零件———齿轮轴为载体讲解。教师要主动提问, 以考查的方式检查学生是否掌握重要的知识概念。这样, 与学生进行信息交流, 课堂气氛会更加活跃, 使学生在参与活动的过程中获得了知识, 同时也极大地激发了学生表现自我、展示才干、锻炼胆识的热情。
3.4.3积极开展课堂讨论。
在教学过程中, 根据教学内容, 提出相关问题, 让学生讨论。通过讨论, 深化对所学知识的理解和运用, 开阔学生的思路。例如:孔轴的配合性质有三种, 即过盈、过渡和间隙配合, 不同配合的公差带位置不同。在公差带图中共有10个参数值, 已知什么, 求什么, 在公差与配合中有什么组成规律, 需要同学们在讨论中加以解决。在讨论中同学们都能开动脑筋畅所欲言, 最后总结出结论, 在这些参数中任意给出其中5个, 就能求出另外5个未知数。通过讨论, 同学们提高了解题的应变能力, 增强了教学效果。
3.5对学生严格要求。
《精度设计与标准化》与生产实际密切相关、实践性很强。要学好这门课程, 首先要求学生在思想上足够重视, 认真对待, 在学习中遇到困难时要坚持不懈地努力, 想办法克服而不是躲避。精度设计反映在图样上的每一个符号都是加工生产的依据, 在生产实际中, 如果出现差错就会造成浪费或者事故, 因此, 一定要养成学生认真、踏实和具有责任感的良好习惯。学生作业要求规范化, 严格遵守国家标准, 杜绝拖拉和做不全等现象, 作业中的错误要及时订正。对学生严格要求还体现在对特殊学生的关心和因材施教上, 对于个别学生因为各种原因学习困难, 要帮助他们, 为他们出谋划策, 共同研究解决的办法。对于后进生, 要时刻鼓励他们, 使他们增强自信心, 逐步提高学习成绩。
3.6改革实验教学。
更新教学仪器设备和增加台套数, 以适应新的教学内容和满足不断增长的生源需要。改革实验教学内容, 逐步减少验证性实验, 增加设计性、综合性实验和开放性实验, 以充分发挥学生的主观能动性和创造性。在实验过程中, 教师要善于启发、引导学生积极思维, 鼓励学生大胆质疑, 敢于“异想天开”、“标新立异”, 激发其丰富的想象力, 培养思维的多维性、求异性。实验课是理论与实践的交融, 实验课的教学质量至关重要, 关系到学生的动手能力和实际应用能力, 要改革考试方法, 增加实验课的考核比重, 以提高学生的重视程度。随着科学技术的不断发展进步, 我们应该让学生了解更多、更有用的先进技术与技能, 提高他们的综合素质, 为他们今后进一步发展打下坚实的基础。
4.结语
《精度设计与标准化》普遍存在课时少与教学内容多的矛盾, 并且实验仪器跟不上教学内容更新的要求, 教学模式单一, 这些都为《精度设计与标准化》的教学带来了一定困难。为了达到理想的教学效果, 应适当增加课时数, 重视实验室建设, 改进教学内容和教学方法, 充分调动学生学习的主动性、积极性, 有效地提高教学质量和教学效率。《精度设计与标准化》涉及多个学科, 对培养学生的创新意识和创新能力起着重要作用。在科学技术高速发展的今天, 如何培养高素质人才、改革教学理念和实施创新教育, 还有待于进一步研究和探讨。
摘要：《精度设计与标准化》是机械类专业的一门重要的技术基础课。依据高等教育的基本要求, 本文分析了精度设计与标准化课程教学的现状, 指出其中存在的问题, 并从教学内容、方法和实践性教学环节等方面进行了初步探讨, 提出了相应的改进措施。
关键词：《精度设计与标准化》课程,现状,存在问题,教学改革
参考文献
[1]孙志忠, 汪治鹏.《公差配合与技术测量》课程教学现状与教学改革[J].机械管理开发, 2008 (05) :157-159.
[2]张汝翠.对公差实验改革的几点设想[J]中国林业教育, 2008 (04) :60-62.
精度标准 篇6
编制专用高精度标准件工艺路线应遵守工艺的可行性、质量的可靠性、费用的经济性。为此, 具体要求做到正确、协调、完整和符合生产实际。工序内容的编写要突出控制重点, 词义要明朗肯定, 图文要清晰工整, 并要贯彻国际规定。在保证满足产品设计的要求下, 付出最少的物化劳动。
2 编制专用高精度标准件工艺路线的主要依据
(1) 产品的设计图和相关的技术条件
(2) 零件材料的技术条件和热处理特性
(3) 设备的性能数据
(4) 现有的生产条件
(5) 生产批量与生产周期
(6) 工艺试验结论与成熟的先进技术
(7) 国家标准或企业标准
3 量具专用高精度标准件工艺编制
3.1 量具专用高精度标准件其工艺路线一般为:去出材料表面氧化皮→调质→粗加工→热处理工序 (淬火、回火、人工时效、吹砂、发兰) →半精加工→精加工 (包括磨加工、研磨加工)
3.2 人工时效——在120~150℃进行24小时~36小时的时效处理, 这样可消除残余内应力, 增加标准件尺寸稳定性而不降低其硬度, 即目的是:稳定标准件尺寸, 减小变形。
3.3 需要外委加工及特种加工、加工质量无把握, 必须将有关技术问题落实, 方可进行工艺编制。
3.4 代料原料:由于工艺及其它原因要代料的, 允许性能好的材料代替性能差的材料。例如, 用CrWMn材料代替T8A材料。
3.5 基准的选择:基准面以英文字母A、B、C……表示, 但在图纸上不允许字母重复表示多重含义, 其表面粗糙度为0.2以上。最好将设计基准与测量基准重合, 便于加工与检测, 减少检测误差。
4 量具专用高精度标准件对用钢的性能要求
量具专用高精度标准件是用来检测零件相关尺寸、角度及技术条件, 其尺寸公差严, 技术条件要求高。由于量具在使用过程中经常受到工件的磨擦与碰撞, 而量具本身又必须具备非常高的尺寸精确性和恒定性.因此要求具有以下性能:
(1) 高硬度和高耐磨性.以此保证在长期使用中不被很快磨损, 而失去其精度。
(2) 高的尺寸稳定性.以保证量具在使用和存放过程中保持其技术条件和尺寸的恒定。
(3) 足够的韧性.以保证量具在使用时不因偶然因素——碰撞而损坏。
(4) 在特殊环境下具有抗腐蚀性。
5 常用量具用钢
根据量具的种类及精度要求, 量具可选用不同的钢种:
(1) 形状简单、精度要求不高的量具.可选用碳素工具钢.如T10A、TllA。T12A。由于碳素工具钢的淬透性低, 尺寸大的量具采用水淬会引起较大的变形。因此.这类钢只能制造尺寸小、形状简单、精度要求较低的卡尺、样板、量规等量具。
(2) 精度要求较高的量具 (如块规、塞规料通常选用高碳低合金工具钢。如Cr2、CrMn、CrWMn及轴承钢GCr15等。由于这类钢是在高碳钢中加入Cr、Mn、W等合金元素, 故可以提高淬透性、减少淬火变形、提高钢的耐磨性和尺寸稳定性。
(3) 对于形状简单、精度不高、使用中易受冲击的量具, 如简单平样板、卡规、直尺及大型量具, 可采用渗碳钢15、20、15Cr、20Cr等。但量具须经渗碳、淬火及低温回火后使用。经上述处理后.表面具有高硬度、高耐磨性、心部保持足够的韧性。也可采用中碳钢50、55 60、65制造量具.但须经调质处理.再经高频淬火回火后使用.亦可保证量具的精度。
(4) 在腐蚀条件下工作的量具可选用不锈钢4Cr13、9Cr18制造.经淬火、回火处理后可使其硬度达HRC56-58, 同时可保证量具具有良好的耐腐蚀性和足够的耐磨性。
6 量具专用高精度标准件用钢的热处理
量具专用高精度标准件用钢热处理的主要特点是:在保持高硬度与高耐磨性的前提下, 尽量采取各种措施使标准件在长期使用中保持尺寸的稳定及高耐磨性。量具高精度标准件在使用过程中随时间延长而发生尺寸变化的现象称为量具的时效效应。这是因为. (1) 用于制造量具的过共析钢淬火后含有一定数量的残余奥氏体, 残余奥氏体变为马氏体引起体积膨涨。 (2) 马氏体在使用中继续分解, 正方度降低引起体积收缩。 (3) 残余内应力的存在和重新分布, 使弹性变形部分地转变为塑性变形引起尺寸变化。因此在量具的热处理中.应针对上述原因采用如下热处理措施:
(1) 调质处理。其目的是获得回火索氏体组织, 以减少淬火变形和提高机械加工的光洁度, 稳定内部组织。
(2) 淬火和低温回火。量具钢为过共析钢.通常采用不完全淬火加低温回火处理, 在保证硬度的前提下, 尽量降低淬火温度并进行预热, 以减少加热和冷却过程中的温差及淬火应力。量具的淬火方式为油冷 (20℃~30℃) 不宜采用分级淬火和等温淬火.只有在特殊情况下才予以考虑。一般采用低温回火, 回火温度为150℃~160℃, 回火时间不应小于4~5h.
(3) 冷处理。高精度量具在淬火后必须进行冷处理.以减少残余奥氏体量.从而增加尺寸稳定性。冷处理温度一般为一70℃~-80℃并在淬火冷却到室温后立即进行, 以免残余奥氏体发生陈化稳定。
(4) 时效处理。为了进一步提高尺寸稳定性, 淬火、回火后.再在120℃~150℃进行24~36 h的时效处理, 这样可消除残余内应力, 大大增加尺寸稳定性而不降低其硬度。总之.量具钢的热处理要进行一段过共析钢的正常热处理 (不完全淬火十低温回火) 之外.还需要有三个附加的热处理工序.即淬火之前进行调质处理、正常淬火处理之间的冷处理、正常热处理之后的时效处理。
要求精度高的量具专用高精度标准件的加工方法一般分为粗磨-半精磨-精磨-精密磨-研磨五个阶段。磨削加工一般是属于标准件的后道工序, 即标准件的精加工。因此标准件的尺寸精度和相关面的位置精度以及有关表面的形状精度和表面粗糙度及技术条件等, 都要在磨削中得到最后控制和保证, 所以必须认真分析和研究标准件图纸及技术要求, 根据对标准件图纸的分析和研究, 就可以初步确定零件的加工顺序和所采用的加工方法。例如:尺寸精度在IT6-IT5表示粗糙度为0.1um~Ra0.5 um时, 一般要经过粗磨, 半精磨, 精磨, 研磨加工。磨削加工所用的机床除特殊机床外, 一般尽量采作通用工艺装备, 以降低生产成本取得良好的经济效果。标准件需求的数量较多时, 可以根据标准件的加工精度和技术要求, 尽量采用专用夹具, 专用量具, 以满足高生产率的要求。砂轮的选择也应可能按照不同工序的不同要求考虑, 磨料, 粒度, 硬度, 尺寸等, 这样才能保证工件的加工精度及技术条件, 同时对提高生产率也有利。但是, 特殊情况下, 以保证量具专用高精度标准件的加工质量为第一位, 可选用高精度数控设备, 如:慢走丝线切割、摩尔坐标磨等。总的来看, 虽然增加了加工成本, 但保证了专用高精度标准件的加工质量, 还是划算的。
参考文献
[1]蒋以忍.金属工艺学[M].辽宁:辽宁省出版局出版, 1985.
精度标准 篇7
关键词：标准体积管,原油流量计,结蜡,能耗
大庆油田油气水计量检定站的标准体积管流量标准装置是以原油实液为介质的原油流量计检定装置, 标准体积管的标准体积是体积管2个检测开关之间所置换的体积[1]。球形置换器在标准体积管内运行, 置换器将2个检测开关间的液体置换出来, 通过计算, 换算到原油流量计标准检定条件下的体积值, 通过与原油流量计的体积相比较, 计算出受检的原油流量计的系数和误差[2]。在检定过程中, 由于原油物性及检定程序等因素, 会引起体积管结蜡, 一旦出现结蜡积垢, 就会对整个计量系统带来系统误差, 不仅会影响检定效率, 而且会使投球次数增多, 增加能耗。
1 结蜡原因分析
1) 输油温度偏低, 使油品接近或处于析蜡点范围, 同时体积管所处的环境温度也偏低, 使体积管温度低于输油温度, 加剧了油品的结蜡进程 (图1) 。
2) 原油及一些成品油中含水较高, 而水的矿化度很高, 含有大量的钙、镁离子, 长期使用会造成体积管内壁结垢。结垢不均匀会造成标准体积管管段结蜡附着力强, 不容易被检定置换器刮掉[3]。
3) 当体积管的管段外壁温度较低时, 油品结蜡现象更为严重。当管段外壁温度低于原油析蜡点时, 原油油温与标准管段外壁温差相差越大时, 标准管段内原油结蜡越严重。而当标准管段内管壁温度接近或高于油温时, 不结蜡。实际上, 在标准体积管内壁的结蜡厚度是不均匀的, 内壁油温较低部位比油温较高部位结蜡要厚, 管底部比管上部结蜡要厚。
2 结蜡带来的影响
大庆原油的含蜡量为32.3%, 凝固点是31.4℃, 析蜡点是39.0℃。若标准体积管所处的室内温度、体积管管壁温度低于油温, 就会加速了体积管标准管段内壁上的结蜡。
原油流量计误差的下降均与体积管所处的环境温度、体积管管壁的温度都有着密切的关系。但当检定前增加投球次数, 会使检定后流量计的误差出现上移, 这说明检定前增加投球次数能够减少标准体积管内壁的结蜡, 减少测量误差。但如果单凭增加投球次数, 当达到一定程度后, 其所达到的效果就不会那么明显了, 相反还会加速体积管液压系统的损坏和球的磨损, 增加耗电量, 增加能耗。另外, 标准体积管结蜡, 使标准体积变小, 误差曲线下滑, 这对于流量计来说, 就相当于杆秤秤砣变小, 造成亏油现象。
3 解决措施
3.1 体积管安装
在北方以及冬季气温较低的南方必须将体积管建在室内, 并提供能保证标准体积管检定装置正常检定的室内采暖供热系统, 使标准体积管所处的环境温度接近或高于输油温度。
3.2 在标准管段上加装电伴热装置
当壁温高于原油温度时, 管壁几乎不结蜡。体积管安装在室内, 尽管有采暖供热设施, 但也很难使体积管壁温接近或高于输油温度。在标准管段上加装双层保温套, 在双层保温套中间, 加装电伴热装置, 将温度自动控制在输油温度的±3℃范围, 减少体积管结蜡, 降低能耗。
3.3 对原油进行预热
标准体积管内的置换器为空心橡胶球, 球心内部充满液体, 其直径比标准体积管内径大2%~4%, 具有一定的弹性。检定球在标准体积管内部运行的同时, 起到清蜡的作用。因此, 将流量计安装到装置上后, 流量计应在70%~100%最大流量下运行5 min, 对原油进行预热后, 方可进行检定实验。
3.4 体积管的清洗
用水温不超过 (63±2) ℃的清水清洗内部含涂塑层的体积管。内部采用重腐蚀防护粉末涂料涂层的体积管, 清洗水温不高于 (70±2) ℃。在热水清洗过程中适当加入一些防垢剂, 可提高防垢、清垢的效果。另外, 还可以用轻柴油清洗浸泡标准体积管, 用于溶解体积管内壁的石蜡。
3.5 现场应用
2012年, 针对体积管容易发生结蜡的问题, 对大庆油田油气水计量检定站原有原油流量计检定装置标准体积管进行了改造, 更换了3套体积管流量标准装置及相关的控制系统, 加装了蒸汽伴热系统。表1为系统改造前后的能耗情况。
4 结论
在对原油流量计的检定过程, 标准体积管的结蜡与否直接关系到流量计的检定精确度, 降低流量计的测量误差。通过提高标准体积管所处的环境温度, 对标准管段增加电伴热等措施, 减少了原油的结腊, 减少了投球次数, 减少了亏油量, 降低了能耗。但在具体的加热操作中尚需不断摸索经验, 不断创新, 不断改进, 才能真正实现节能降耗。
参考文献
[1]徐涤.原油标准体积管结蜡造成的后果及解决方法[J].天津城市建设学院学报, 2000 (1) :53-55.
[2]葛胜坤.如何降低原油流量计的检定能耗[J].石油石化节能, 2012 (8) :45-46.
精度标准 篇8
一、工作原理
整个系统由主控制模块、三相交流精密测试电源、单相直流精密测试电源、切换模块、COM3000三相交流标准、8508A单相直流标准、计算机等功能模块组成。其基本工作原理是由计算机通过读出被检表或被检装置的各种电参量, 同时由主控制模块读出标准测量器具的各种电参量, 并将这些电参量值上传给计算机, 计算机将这两组数据进行比较处理, 计算出被检表或被检装置的误差, 并根据设置的误差限给出测量结果。
二、主控制模块
主控制模块通过扩展RS232串口实现对交流标准电源、直流标准电源、切换模块和COM3000的控制, 将计算机控制软件设置的电源信息、控制信息传递到交流标准电源, 并增加实时握手功能, 用来保证交流标准电源、直流标准电源、切换模块和COM3000的工作可靠性、稳定性和安全性。
三、三相交流精密测试电源
标准交流测试电源采用模块化设计, 包括波形发生与控制模块、波形前置放大模块、功率放大模块、输出反馈控制模块等部分, 各模块组装成两个机箱, 即波形发生控制、波形前置放大与电压输出箱和电流输出箱。电流输出易产生较强电磁干扰, 为避免干扰, 要采取合理的走线工艺, 以减少其电磁干扰强度;同时还要将波形发生控制与电压输出箱放置在离电流输出箱较远的位置, 通过适宜的工艺处理, 最终使电压电流的输出都能达到比较高的输出稳定度和较小的失真度, 而且输出时互不影响。
四、单相直流精密测试电源
标准装置整体采用模块化设计思路, 所以直流电源作为一个相对独立的模块而嵌入到整个工作系统之中。直流电压的实现分成两个部分, 10 V及其以上挡位的电压信号由交流源的电压输出通过整流滤波生成;10 V以下挡位由CPU通过D/A合成直流电压波形信号, 然后再对波形信号的放大来实现。
直流电流信号的实现是先由CPU通过D/A合成一个直流电压波形信号, 再让这个电压信号流过一个高稳定度的标准电阻而产生一个电流信号, 然后再对这个电流信号进行放大进而得到需要的电流值。直流电压电流的报警保护功能是通过取样电阻对输出进行采样, 再将采样得到的电压信号送给CPU进行测量计算, 进而根据测量值与设置的输出值是否一致来判断有无电压短路、电流开路的现象出现, 如果判断有电压短路、电流开路的情况出现, 应立即关掉电源输出, 以保护电源的安全使用。
五、切换模块
由于交直流标准装置既有交流特性又有直流特性, 因此, 需要有至少两个标准器具分别进行交流和直流的各种电参量的测量。本文, 笔者选用了ZERA公司的标准功率电能表COM3000作为交流测量的标准比较器具, 选用了FLUKE公司的直流电压电流参考标准8508A作为直流测量的标准比较器具。
切换模块能由用户设置手动或自动切换使用, 因为COM3000的电压测量范围为30~500 V, 所以由装置默认自动选择标准表时, 30~500 V的交流电压挡位使用COM3000作为测量标准, 30 V以下和500 V以上 (小于800 V) 的交流电压挡位以8508A为主要标准。该装置还设置了用户手动选择标准表的功能, 当用户选择手动选择标准表的时候在0~500 V的电压挡位可以由用户根据需要选择使用标准为COM3000或8508A, 但当设置电压大于500 V后, 因为设置值已超出COM3000的最大测试范围, 所以此时标准表就固定选择8508A, 而不管用户设置的是否为8508A。
六、软件控制方案
软件编制模块化设计, 总控台负责对电源、标准表控制及误差和数据的处理, 校验模块针对不同被检装置类型方便地定制不同的校验方案, 可较方便地进行通讯协议配置及检定内容设置, 并能方便地进行方案编辑和修改。软件支持自动和手动模式, 手动模式可由软调节按钮设置测试点, 误差结果可存入相应测试点。控制软件可控制装置、电源, 能够与标准表通讯, 并能依据标准表的显示直接调整电源的输出。
七、结论
精度标准 篇9
2009年6月, 国网电科院通信技术研究所的“SDH光通信网络传递高精度标准时间的研究”获得上海市科技进步三等奖, 继2008年荣获华东电网科技进步一等奖和2008年度国家电网公司科技进步二等奖后再获殊荣。“SDH光通信网络传递高精度标准时间的研究”是具有自主知识产权的软硬件系统。该系统的研发成功, 是国际上首次在实际运行的SDH通信网络业务通道的条件下实现高精度时间传递 (精度达到微秒级) ;解决了SDH通道倒换、中断、同步解列等对称性变化因素对时间传递的影响, 推进了利用SDH通道传送时间同步技术的实用化;首次提出了改进双向脉冲法和自适应数据处理算法, 并申请了专利。在国内首次提出了通道异常自适应数据处理算法, 解决了现有SDH运行过程中通道异常情况对时间传递精度和可靠性的影响。自主研发了高精度SDH通道时间传递设备, 在实际运行的通道环境下测试, 性能指标达到国际先进水平。同时也是在国际上首次成功研发能够同时适应多通道环境 (开销通道和业务通道) 的时间传递技术。目前已经成功研发了一套标准时间试验系统, 并在华东电网完成了试运行的验证。同时该研究成果已列入国家电网公司新技术推广应用项目计划。
