Размерная метрология

Размерная метрология , также известная как промышленная метрология , представляет собой применение метрологии для количественной оценки физического размера, формы (формы), характеристик и относительного расстояния от любого заданного объекта.

История

Стандартизированные измерения необходимы для технического прогресса, и первые инструменты измерения были обнаружены еще на заре человеческой цивилизации. ^[1] Ранние месопотамские и египетские метрологи создали набор эталонов измерений , основанных на частях тела, известных как антропные единицы . В этих древних системах измерений в качестве интервалов использовались пальцы, ладони, руки, ступни и шаги.

Плотники и геодезисты были одними из первых инспекторов измерений, и многие специализированные подразделения мастеров, такие как ремены, были преобразованы в систему дробных единиц, которая позволяла производить расчеты с использованием аналитической геометрии. Более поздние сельскохозяйственные меры, такие как футы, ярды, шаги, локти , сажени , прутья, шнуры, насест, стадии, мили и градусы окружности Земли , многие из которых используются до сих пор .

Ранние инструменты измерения и стандартизация

Ранние египетские правители увеличивались в пальцах, ладонях и ступнях на основе стандартизированных сеток надписей. В этих сетках были определены стандарты измерения как каноны пропорций, и они были соизмеримы с месопотамскими стандартами, основанными на пальцах, руках и ногах. В этой системе четыре ладони или три руки измеряли один фут; десять рук равнялись одному метру. ^[2]

Эти стандарты использовались для измерения и определения собственности и регулировались законом для нескольких целей, таких как налогообложение, инфраструктура и т. д. Например, здания и поля были приняты греками , римлянами и персами в качестве юридических стандартов и стали основой Европейские стандарты измерения. ^[3] Они также использовались для соотнесения длины с площадью с помощью таких единиц, как хет, сетат и арура; площадь для объема с помощью таких единиц, как артаба; и пространство-время с такими единицами, как египетская минута марша, записанная во время путешествия по реке.

Современные инструменты

Современное измерительное оборудование включает в себя ручные инструменты , КИМ ( координатно-измерительные машины ), системы машинного зрения, лазерные трекеры и оптические компараторы. КИМ основана на технологии ЧПУ и позволяет автоматизировать измерение декартовых координат с помощью сенсорного датчика, контактного сканирующего датчика или бесконтактного датчика. Оптические компараторы применяют, когда физическое прикосновение к детали нежелательно; компоненты, состоящие из хрупких или отправляемых по почте материалов, требуют измерения с использованием бесконтактных методов. Инструменты теперь могут создавать 3D-модели детали и ее внутренних элементов с помощью компьютерной томографии. ^[4] или рентгенологическое исследование . ^[5]

Относительные измерения

Измерения часто выражаются как размер относительно теоретически идеальной детали, геометрия которой определена в печатной или компьютерной модели. Печать — это чертеж, иллюстрирующий заданную геометрию детали и ее особенности. Каждый объект может иметь размер, расстояние от других объектов и допустимый набор допусков для каждого элемента. Международный язык, используемый для описания физических деталей, называется «Геометрическое определение размеров и допусков» (в просторечии известный как GD&T). Отпечатки могут быть нарисованы вручную или автоматически созданы с помощью компьютерной модели CAD . Однако измерительные машины с компьютерным управлением, такие как координатно-измерительные машины (КИМ) и видеоизмерительные машины (ВММ), могут измерять деталь относительно модели САПР без необходимости печати. Обычно этот процесс выполняется для обратного проектирования компонентов.

Машиностроение

Промышленная метрология широко распространена в производственных системах контроля качества, помогая выявлять ошибки при производстве компонентов и обеспечивать надлежащую работу. Чертежи и модели 3D CAD обычно создаются инженером -механиком .

См. также

Ссылки

^ Гилленбок, Ян (2018), «Введение» , в Гилленбок, Ян (редактор), Энциклопедия исторической метрологии, весов и мер: Том 1 , Science Networks. Исторические исследования, том. 56, Чам: Springer International Publishing, стр. 1–5, номер документа : 10.1007/978-3-319-57598-8_1 , ISBN. 978-3-319-57598-8 , получено 26 мая 2022 г.
^ Стоун, Марк Х. (30 января 2014 г.). «Локоть: комментарий к истории и измерениям» . Журнал антропологии . 2014 : 1–11. дои : 10.1155/2014/489757 .
^ «система измерения | Типы и определение» . Британская энциклопедия . Проверено 23 июня 2021 г.
^ Вильяррага-Гомес, Эрминсо; Херасо, Эрика; Смит, Стюарт (ноябрь 2019 г.). «Рентгеновская компьютерная томография: от медицинской визуализации к размерной метрологии» . Точное машиностроение . 60 : 544–569. doi : 10.1016/j.precisioneng.2019.06.007 . S2CID 210437460 – через ResearchGate.
^ «Основные документы NIST по трехмерной метрологии» (PDF) . NIST.gov . Архивировано (PDF) из оригинала 20 декабря 2016 г. Проверено 23 июня 2021 г.

Дальнейшее чтение

Дуарон, Т. (2007). «20 ° C — Краткая история стандартной эталонной температуры для промышленных измерений размеров» . Журнал исследований Национального института стандартов и технологий . 112 (1). Национальный институт науки и технологий: 1–23. дои : 10.6028/jres.112.001 . ПМК 4654601 . ПМИД 27110451 .

Внешние ссылки

[1] Гилленбок, Ян (2018), «Введение» , в Гилленбок, Ян (редактор), Энциклопедия исторической метрологии, весов и мер: Том 1 , Science Networks. Исторические исследования, том. 56, Чам: Springer International Publishing, стр. 1–5, номер документа : 10.1007/978-3-319-57598-8_1 , ISBN. 978-3-319-57598-8 , получено 26 мая 2022 г.

[2] Стоун, Марк Х. (30 января 2014 г.). «Локоть: комментарий к истории и измерениям» . Журнал антропологии . 2014 : 1–11. дои : 10.1155/2014/489757 .

[3] «система измерения | Типы и определение» . Британская энциклопедия . Проверено 23 июня 2021 г.

[4] Вильяррага-Гомес, Эрминсо; Херасо, Эрика; Смит, Стюарт (ноябрь 2019 г.). «Рентгеновская компьютерная томография: от медицинской визуализации к размерной метрологии» . Точное машиностроение . 60 : 544–569. doi : 10.1016/j.precisioneng.2019.06.007 . S2CID 210437460 – через ResearchGate.

[5] «Основные документы NIST по трехмерной метрологии» (PDF) . NIST.gov . Архивировано (PDF) из оригинала 20 декабря 2016 г. Проверено 23 июня 2021 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]