Zkušebnictví a kontrola jakosti

Prezentace na téma: "Zkušebnictví a kontrola jakosti"— Transkript prezentace:

1 Zkušebnictví a kontrola jakosti
02

2 Délková měření

3 Délková měření Nejrozšířenější měření Určení vzdálenosti dvou bodů
Dotykový způsob Bezdotykový způsob

4 Délková měření Faktory ovlivňující měření Korigování naměřených hodnot
Vlivy okolního prostředí Osobní chyby Chyby přístrojů Chyby metody Korigování naměřených hodnot

5 Délková měření Princip porovnání s normálem délky Koncové měrky
Mikrometry Úchylkoměry Posuvná měřítka Mechanická pravítka a pásma

6 Délková měření Koncové měrky Vysoce legovaná ocel bez vnitřního pnutí
Keramika (zirkon) Několik tříd přesnosti (00 – 2) 00 – etalon pro laboratoře 2 – pracovní měrky Měrky lze skládat

7 Délková měření

8 Délková měření Mikrometry Měření vnitřních a vnějších rozměrů
Princip – pohyb šroubu (vyšroubování + úhel) Přesnost: 0,01 – 0,001 mm Malý rozsah měření

9 Délková měření

10 Délková měření Úchylkoměry Měření většího počtu vzorků
Skokové či kontinuální měření Princip – mechanický převod ozubenými koly Přesnost: 0,01 – 0,0001 mm

11 Délková měření

12 Délková měření Posuvná měřítka Měření vnitřních a vnějších délek
Měření hloubky Princip – po pevné části se pohybuje posuvná část Přesnost: 0,1 – 0,01 mm Rozsah měření dle délky měřítka (150, 200, 300 mm)

13 Délková měření

14 Délková měření Měřící pásma Měření větších vzdáleností Menší přesnost
Princip – ocelový (nylonový) pás s mm stupnicí Přesnost: 1 mm Rozsah měření dle délky měřítka (od 1 m)

15 Délková měření

16 Délková měření Ostatní délková měřidla Hloubkoměry

17 Délková měření Ostatní délková měřidla Kolečkové dálkoměry

18 Optická měření Délková měření Princip založen na vlastnostech světla
Využití dálkoměrného trojúhelníku Dálkoměry bistatické Dálkoměry stadimetrické Dálkoměry monostatické

19 Délková měření Dálkoměry bistatické
Dva úhloměrné přístroje v bodech A a B Měří se úhly a a b a báze b Zjišťuje se délka D C B A D a b

20 Délková měření Dálkoměry stadimetrické
Dálkoměrný trojúhelník je možné považovat za pravoúhlý (b/D≈0,02) Měříme úhel a a bázi b C B A D a b

21 Délková měření Dálkoměry monostatické
Obdobný princip jako u stadimetrického dálkoměru, ale opačně orientovaný Měříme pouze úhel a Baze b je konstantní C a D A B b

22 Délková měření Impulzní dálkoměry Fázové dálkoměry
Princip optické triangulace

23 Délková měření Impulzní dálkoměry
určení času t, který potřebuje světlo či zvuk pro dráhu rovnou dvojnásobku měřené vzdálenosti D = 0,5 v . T Přesnost 1 mm

24 Délková měření Fázové dálkoměry
Princip fázového rozdílu mezi vyslaným a přijatým světelným signálem Využití světelného signálu jehož intenzita je sinusově modulována Vzdálenost je dána vztahem Přesnost 1 mm

25 Délková měření

26 Délková měření Optická triangulace
Viditelný modulovaný bod je promítán na cílovou plochu Rozptylová frakce světelného bodu je zaostřována na prvek snímání polohy (CCD pole) přijímacím objektivem Přesnost 0,5 mm

27 Délková měření

28 Měření úhlů

29 Měření úhlů Velký praktický význam
Kratší vývoj oproti délkovým jednotkám Pouhé rovnoměrné rozdělení kruhu na části Obvod má stále stejný násobek průměru Úhel se uvádí buď v obloukové míře nebo ve stupních Radián x pravý úhel 2π x 360° 1 radián = 180°/π = °

30 Měření úhlů V praxi se nejčastěji používají Úhlové měrky Úhelníky
Úhloměry

31 Úhlové měrky Měření úhlů Nejjednodušší koncové úhlové míry
Kvalitní nástrojařská ocel nebo keramika Měrky se sestavují do sad Jedna sada (např. 12 ks) 41, 27, 9, 3, 1, 27, 9, 3, 1, 27, 9, 3 + čtyřboká měrka 90° Všechny úhly od 0 do 360° (krok 3)

32 Měření úhlů Úhelníky Pevné úhlové míry s jedním nebo několika úhly (90, 45, 30, 120) Pouze vizuální porovnání Přesnost je dána přesností z výroby a přesností odhadu světelné mezery

33 Měření úhlů

34 Úhloměry Měření úhlů Jednoduchá měřidla – dvě otočná ramena
Na jednom rameni je kotouč se stupnicí Na druhém rameni je nonius nebo lupa

35 Měření úhlů

36 Měření úhlů Libely Sklonoměry Autokolimátory Teodolity

37 Libely Měření úhlů Vodováha – určení vodorovného nebo svislého směru
Princip bubliny v uzavřené nádobě Libely trubicové – nejrozšířenější, malé úhly vůči vodorovné poloze, trubice se stupnicí Libely krabicové – méně přesné, nádoba s víčkem kulového tvaru se stupnicí

38 Měření úhlů

39 Sklonoměry Měření úhlů Slouží ke zjišťování sklonu ploch
Základní těleso s otočnou stupnicí a libelou

40 Autokolimátory Měření úhlů Pro velmi přesná úhlová měření
Spojuje funkci dalekohledu a kolimátoru Přesnost 0,1 – 0,01“ Malý měřící rozsah

41 Měření úhlů

42 Teodolity Měření úhlů Měření a vytyčování úhlů
Měření vertikálních i horizontálních úhlů V geodézii nejpoužívanější přístroje

43 Měření úhlů

44 Měření úhlů

45 Měření deformací a posuvů

46 Měření deformací a posuvů
Deformace Deformace pružné - vratné Deformace nepružné - nevratné Celkové přetvoření – vratné + nevratné Proč? Zjištění Modulu pružnosti Poissonova čísla Napětí (uvnitř, na povrchu) Průhyby a jiné vnější deformace

47 Měření deformací a posuvů
Dvě hlavní skupiny Zjištění skutečného namáhání v postavených konstrukcích Stanovení vlastních hmot, ze kterých je konstrukce Výsledek Použití pro teoretické výpočty Propracování konstrukčních detailů Zhospodárnění celého stavebního díla

48 Měření deformací a posuvů
na konstrukcích jejich částech na vzorcích Umístění a upevnění přístrojů Absolutní posuvy – nehybné místo Relativní deformace – na konstrukci

49 Měření deformací a posuvů
Přenos měřené veličiny Snímač Přenosové zařízení (zesilovač, převodník) Ústředna Princip přenosu mechanický optický Hydraulický Elektrický či elektronický (nejpoužívanější)

50 Měření deformací a posuvů
Měřící linka

51 Měření deformací a posuvů
Elektrické metody Snímače aktivní (aktivní převodník) Elektrodynamické Elektromagnetické Piezoelektrické Snímače pasivní (pasivní převodník) Induktivní snímače Kapacitní snímače Elektrooptické snímače Potenciometrické snímače Strunové tenzometry Odporové tenzometry

52 Měření deformací a posuvů
Induktivní snímače Princip dvou cívek a posuvného jádra Časté použití, různé přesnosti

53 Měření deformací a posuvů
Kapacitní snímače Princip – změna kapacity kondenzátorů Změna tloušťky vzduchové mezery nebo plochy kondenzátorů Elektrooptické snímače Princip – přeměna světla na el. signál

54 Měření deformací a posuvů
Potenciometrické snímače Princip – jezdec potenciometru klouže po vinutém drátovém odporu snímače

55 Měření deformací a posuvů
Tenzometrie Rozsáhlý soubor metod pro měření poměrných deformací e e se udává se v mm/m (nebo mikrostrain) Odporové Induktivní Strunové Mechanické Piezoelektrické Fotoelasticimetrické

56 Měření deformací a posuvů
Strunové tenzometry Princip – změna vlastní frekvence struny rozkmitávací a snímací cívka Jeden bod pevný, druhý pohyblivý

57 Měření deformací a posuvů
Induktivní tenzometry Princip – pohyb jádra mezi cívkami Jeden bod pevný, druhý pohyblivý

58 Měření deformací a posuvů
Odporové tenzometry Nejpoužívanější Princip – změna elektrického odporu Krystaly germia či křemíku Tenký drátek – Konstantan (slitina mědi a niklu) Leptání geometrického tvaru tenzometru do konstantanové fólie o tl. 5-8 mm Závislost na vnějších vlivech – kompenzace Speciálně vyráběné pro různé materiály

59 Měření deformací a posuvů

60 Měření deformací a posuvů

61 Měření teploty

62 Měření teploty Významná veličina (základní jednotka SI)
Fyzikální vlastnosti materiálů jsou závislé na teplotě Základní dělení Dotykové metody měření Bezdotykové metody měření

63 Měření teploty

64 Měření teploty Dotykové metody měření teploty Odporové teploměry
Termistory Termodiody Termotranzistory Termočlánky

65 Měření teploty Odporové teploměry
Odpor vodiče se vzrůstající teplotou roste (např. platinový drát navinutý na keramickém či slídovém nosníku) Pasivní snímač Nutno užívat co nejmenší napájecí proud – ohřívání (max. 10mA) Eliminace buď výpočtem nebo kalibrací, nebo předehřátí před měřením

66 Měření teploty Tři základní druhy
Pt10, Pt25,5, Pt100 (odpor čidla při 0°C) Rozsah: -200 °C až +850 °C Přesnost 0,1 až 0,01 K dle konstrukce Při napájení střídavým proudem až 10-5 K

67 Měření teploty

68 Měření teploty Termistory
Výrazněji než kovy mění s teplotou odpor polovodiče (Si, Ge, Se, Cu2O, PbS) Jejich odpor s teplotou klesá Čidlo bodové (kulička od 0,1 – několika mm) Přesnost 0,01 K Vyráběny pro různá teplotní rozmezí – linearita měření

69 Měření teploty

70 Termodiody a termotranzistory
Měření teploty Termodiody a termotranzistory Nízké pořizovací náklady – koruny Rozsah: -180°C až +85 °C V tomto rozsahu je změna odporu téměř lineární Přesnost měření 0,01 K

71 Měření teploty Termočlánky
Spojení dvou různých kovů – vzniká kontaktní rozdíl potenciálů Spoj pracuje jako zdroj elektromotorického napětí – závislost na teplotě Měří teplotní rozdíl mezi dvěma místy

72 Měření teploty

73 Bezdotykové metody měření teploty
Založeno na tepelném záření v rozsahu -40 °C až °C Tepelné snímače Kvantové snímače Neselektivní snímače – stejná citlivost pro všechny vlnové délky Termistory Termočlánkové baterie Bolometry Pyroelektrické snímače

74 Měření teploty Kvantové snímače
Využití fotoelektrického jevu v polovodičích Snímače jsou selektivní, citlivé a mají malou časovou konstantu Pyrometry Radiační pyrometry Spektrální pyrometry Barvové pyrometry Pásmové pyrometry

75 Měření teploty

76 Měření teploty Inframěření teploty

77 Měření teploty

78 Měření vlhkosti

79 Měření vlhkosti Několik kvantitativních veličin
Parciální objemová hustota vody ru = mv/V Objemová vlhkost uv = Vv/V Hmotnostní vlhkost u = mv/ms Stupeň nasycení y = u/umax Normová (relativní) vlhkost uv = u(rs/rv)

80 Měření vlhkosti Metody měření vlhkosti
Požadavky – měření vlhkosti s přesností 0,1%, okamžité vyhodnocení, zjištění vlhkosti v kterémkoli místě konstrukce, nedestruktivní měření Realita – nelze podmínky splnit Přímé a nepřímé metody měření Často se používají kombinace

81 Měření vlhkosti Skupiny principů měření vlhkosti
Oddělování vody od pevné fáze Vodu lze oddělit odpařením, vytlačením, destilací Stanovení obsahu vody na základě jejích specifických vlastností Vyvolání některých chemických reakcí Pohltivost elektromagnetického záření vysokých frekvencí Zpomalovací účinek vodíkových jader na rychlé neutrony Vysoká rozpouštěcí schopnost a vytváření elektrolytů Dipólový charakter molekul vody a související vysoká hodnota relativní permitivity Měření jiných veličin v souvislosti s obsahem vody Některé materiály mění s vlhkostí svůj objem, všechny měrnou tepelnou kapacitu a součinitel tepelné vodivosti

82 Měření vlhkosti Gravimetrická metoda Celosvětový standard
Odebrán vzorek, zvážen, vysušen a opět zvážen u = (m-ms)/ms x 100% Nevýhody Destruktivní metoda Nemožnost opakování Časové zpoždění informace Velikost vzorku – alespoň 100x větší než největší nehomogenita (např. zrno kameniva) Vysušení vzorku – zbavení volné vody, případně fyzikálně vázané – energeticky a časově náročné – urychlující metody

83 Měření vlhkosti Elektrické metody měření vlhkosti
Metoda pohlcování gama a rentgenového záření Měření útlumu mikrovlnné energie Neutronová metoda Elektrické metody měření vlhkosti Kapacitní metoda měření vlhkosti Odporová metoda měření vlhkosti

84 Vlhkost vzduchu Měření vlhkosti Absolutní vlhkost f = mv/V
Relativní vlhkost j = f/fn = mv/mn Metody měření vlhkosti vzduchu Metoda psychrometrická Metoda kondenzační Metoda hygrometrická