Рівень контрольний

Реферат: UA 108045 U UA 108045 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до контрольно-вимірювальних інструментів для вимірювання відхилень від горизонтального положення пласких та циліндричних поверхонь. Запропонована корисна модель може застосовуватися у машинобудуванні, усюди, де необхідні особо прецизійні вимірювання нахилу відносно горизонталі. Існуючі контрольні брускові рівні мають у своєму складі поздовжню ампулу з бульбашкою та поділяються по розміру основи (100-300 мм), дискретності відліку (0,01-0,1 мм/м), відсутності або наявності мікрометричної подачі ампули. Рівні з мікрометричною подачею ампули забезпечують у 3 рази кращу похибку та у 40 разів ширший діапазон вимірювання відхилень від горизонталі в порівнянні зі звичайними промисловими брусковими рівнями (без мікрометричної подачі). Ще кращі метрологічні та функціональні можливості мають сучасні прецизійні цифрові рівні, але їх ціна у 8-25 разів вище за ціну мікрометричного рівня, що дуже обмежує їх застосування. Задачею корисної моделі є покращення у 2,5-5 разів метрологічних та функціональних можливостей вимірювань відхилень відносно горизонталі з використанням рівня з мікрометричною подачею ампули. Найближчим до корисної моделі "Рівень контрольний", прийнятий нами за прототип, є "Рівень з мікрометричною подачею ампули" за стандартом ГОСТ 11196-74, який має ціну поділки 0,01 мм/м. Недоліками прототипу "Рівень з мікрометричною подачею ампули" за стандартом ГОСТ 11196-74 є: досить велика похибка (20 мкм/м) вимірювання нахилу, що недостатньо для сучасних потреб користувачів; не можлива комп'ютеризація вимірювань нахилу, оскільки в прототипі використовується виключно аналоговий відліковий пристрій; складність та тривалість процесу регулювання рівня з мікрометричною подачею ампули при виготовленні та сервісному обслуговуванні завдяки багато варіантній механічній схемі с багатьма ступенями свободи важелів та інших задіяних механічних елементів; відсутність електронної компенсації похибки обмежує та ускладнює використання рівня з мікрометричною подачею ампули; складність та недоцільність одночасного зчитування значень нахилу з двох різних шкал (з лінійної та з кругової) на двох взаємно перпендикулярних поверхнях. Суть запропонованої корисної моделі "Рівень контрольний" полягає у доповненні традиційного "Рівня з мікрометричною подачею ампули" за стандартом ГОСТ 11196-74 новим відліковим пристроєм, який забезпечує відображення результатів, програмування, математичну обробку та протоколювання, компенсацію похибки вимірювань та бездротовий зв'язок. Корисна модель "Рівень контрольний" (див. креслення) складається з призматичної основи 1 з шарніром 2. на якому встановлено важіль основний 3, який через пласку пружину 4, штифт 5 та мікрометричний гвинт 6 сполучений з другим важелем 7, на якому розміщена ампула 8, при цьому відрізняється від відомого прототипу тим, що до торця мікрометричного гвинта 6 приєднано відліковий пристрій 9, який забезпечує відлік, програмування, математичну обробку та протоколювання результатів, компенсацію похибки вимірювань та бездротовий зв'язок з зовнішніми пристроями. Відліковий пристрій 9 корисної моделі "Рівень контрольний" забезпечує функції: відображення на екрані результатів вимірювань та їх математичної обробки; програмування оптимального алгоритму прецизійних вимірювань в процесі виготовлення, регулювання та калібрування у зібраному складі усіх зазначених механічних елементів рівня; програмування оптимального алгоритму прецизійних вимірювань після періодичного сервісного обслуговування або поточного ремонту; програмування та математична обробка отриманих результатів вимірювань з обчисленням необхідних метрологічних та статистичних показників;з протоколюванням та архівацією отриманих та обчислених показників; програмування та математичний розрахунок невизначеності вимірювань при калібруванні за стандартами; програмування та математична компенсація похибки у процесі використання та вимірювань; програмування та бездротовий зв'язок з комп'ютерами, планшетами, телефонами, сторонніми засобами вимірювань або іншими зовнішніми пристроями для передавання та прийому результатів вимірювань та результатів їх математичної обробки. Корисна модель "Рівень контрольний" використовується наступним чином: 1 UA 108045 U 5 10 15 20 25 30 35 40 1. При виробництві та сервісному обслуговуванні корисної моделі "Рівень контрольний" виконують виробниче (поглиблене) програмування відлікового пристрою 9 за фактичними механіко-оптичними показниками усіх складових частин; 2. Вмикають відліковий пристрій 9 перед початком роботи "Рівня контрольного"; 3. Перевіряють нульову (горизонтальну) установку бульбашки ампули 8 корисної моделі "Рівень контрольний" у відповідності з вимогами стандарту ГОСТ 11196-74; 4. Перед початком вимірювань виконують поточне операційне (спрощене) програмування на відліковому пристрої 9: встановлюють алгоритми математичної обробки результатів вимірювань; встановлюють алгоритм математичної компенсації похибки, визначають необхідне протоколювання результатів вимірювань та обчислень, визначають необхідні розрахунки невизначеності вимірювань при калібруванні; вмикають бездротовий зв'язок. 5. Для вимірювання встановлюють призматичну основу 1 корисної моделі "Рівень контрольний" на пласку або циліндричну поверхню, уклін якої відносно горизонталі потрібно контролювати; 6. Повертають мікрометричний гвинт 6 рукою, доки бульбашка ампули 8 не прийме нульове (горизонтальне) положення завдяки сумісній взаємодії та переміщенням основного важеля 3, пласкої пружини 4, штифта 5 та другого важеля 7, при цьому відліковий пристрій 9 корисної моделі "Рівень контрольний" на своєму екрані відображає уклін контрольованої поверхні та результати запрограмованих математичних обчислень метрологічних та статистичних показників; 7. Для зменшення поточної похибки вимірювань доцільно (окрім обов'язкових періодичних) проводити додаткові калібрування та операційні програмування, кожний раз виконуючи вищезазначені пункти 2-6. В цілому, використання корисної моделі "Рівень контрольний" принципово не відрізняється від роботи звичайних рівнів з мікрометричною подачею ампули та не потребує від користувача додаткових особових знань. Завдяки встановленню нового відлікового пристрою з додатковими функціями програмування, протоколювання, компенсації похибки та бездротового зв'язку, стало можливим зменшити похибку вимірювань з 20 мкм до 4-8 мкм, забезпечити бездротовий зв'язок з комп'ютером, планшетом, телефоном, стороннім засобом вимірювання або іншим пристроєм. Слід зазначити, що корисна модель "Рівень контрольний" за метрологічними та функціональними показниками відповідає показникам особо прецизійних цифрових рівнів за кращою у 2,5-6 разів ціною. Були виготовлені два варіанти корисної моделі "Рівень контрольний" з двома різновидами відлікового пристрою 9: Субмікронного, з ціною поділки 0,1 мкм; Мікронного, з ціною поділки 1 мкм. Нами проведено комплексний аналіз двох виготовлених зразків корисної моделі "Рівень контрольний" в порівнянні з прототипом мод. УБМ-167 виробництва МІКРОТЕХ (Україна), див. таблицю. Таблиця № 1. 2. 3. 3. 4. 5. 6. 45 Порівняльні показники "Рівнів з мікрометричною подачею ампули" Діапазон вимірювання, мм/м Ціна поділки, мм/м Похибка вимірювань, мм/м Бездротовий зв'язок з ПК Програмування алгоритму Компенсація похибки Протоколювання результатів Корисна модель "Рівень контрольний" Прототип "Рівень УБМ167" (МІКРОТЕХ) 5 0,0001/0,001 0,004/0,008 5 0,01 0,020 так так так так ні ні ні ні Проведений у таблиці порівняльний аналіз запропонованої корисної моделі "Рівень контрольний" та прототипу, сучасного серійного зразка рівня з мікрометричною подачею ампули мод. УБМ-167, підтверджує безумовні метрологічно-функціональні та економічні переваги виготовлення та використання корисної моделі "Рівень контрольний". 2 UA 108045 U Запропонована корисна модель "Рівень контрольний" відкриває нові можливості бюджетного виготовлення та широкого застосування особливо прецизійних промислових рівнів для контролю нахилу відносно горизонтального положення. 5 10 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Рівень контрольний, що складається з призматичної основи з шарніром, на якому встановлено важіль основний, який через пласку пружину, шток та мікрометричний гвинт сполучений з другим важелем, на якому розміщена ампула, який відрізняється тим, що до торця мікрометричного гвинта приєднано відліковий пристрій, який забезпечує відлік, програмування, математичну обробку та протоколювання результатів, компенсацію похибки та бездротовий зв'язок з зовнішніми пристроями. Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3