какая погрешность у рулетки

Точность измерительных рулеток

Измерительная рулетка — один из самых часто используемых инструментов в работе и в быту. Конечно, покупая новую рулетку, мы хотим быть уверены в её качестве и точности. Однако нам, привыкшим к отечественным ГОСТам, бывает трудно разобраться с зарубежными классами точности, по которым изготовляется инструмент. В данной статье мы поможем вам понять, что к чему!

Для начала надо понимать, что измерения с помощью рулетки относятся к методу «сравнения с мерой» и итоговый результат мы «устанавливаем» сами. В этом плане для повышения точности измерений советуем вам проводить замеры при хорошем освещении, в очках или линзах (при необходимости) — тем самым вы уменьшите воздействие «человеческого фактора».

Технически же измерительные рулетки накапливают погрешность вследствие следующих факторов: замер на большом расстоянии и изменение температуры. Рассмотрим влияние этих факторов на инструмент подробнее.

Итак, в Европе для измерительных рулеток со стальным полотном используется два класса точности: EU I и EU II. Они присваиваются инструменту в зависимости от их показателей при испытаниях — измерения каждой рулетки не должны выходить за рамки установленных погрешностей при рабочей температуре 20°С. К примеру, при измерении длины от 5 до 8 метров рулетки класса EUIимеют максимальную погрешность ±0.6 мм, а рулетки класса EUII — ±1.3 мм.

Таблица соответствия класса точности и погрешности измерительных рулеток при разных длинах:

Но не стоит забывать, что любой материал подвержен изменению формы и размеров при смене температуры. Так, металлическое полотно длиной 8 метров растянется на 1 мм при увеличении рабочей температуры на 10°С, а при её уменьшении на 10°С, соответственно, произойдёт сжатие полотна на 1 мм. Полная таблица изменений длины полотна измерительных рулеток в зависимости от температуры приведена ниже.

Несмотря на влияние коэффициента теплового расширения стали, именно рулетки с металлическим полотном получили наибольшее распространение ввиду удобства использования. Полотно таких рулеток имеет вогнутую форму для повышения жёсткости и покрыто защитным составом для предотвращения стирания.

Источник

Какая погрешность у рулетки

О погрешностях измерения рулетками

На предприятиях энергомашиностроения одним из основных средств измерения линейных размеров, превышающих 3000 мм с допусками не менее ±2 мм, являются стальные рулетки. При назначении их в качестве измерительного средства иногда полагают, что погрешности измерений рулетками не превышают цены деления, т. е. ± 1 мм. В ранее опубликованных материалах по оценке погрешностей измерения рулетками [1] не принимались во внимание имеющие место в производственной практике отклонения условий выполнения измерений, в частности предусмотренные государственными стандартами, вследствие чего получали уменьшенные значения суммарных погрешностей измерения.
Введение с 01.01.82 г. в действие ГОСТ 7502—80 создает положение, при котором на предприятиях будут применяться рулетки, выпускаемые по указанному стандарту одновременно с рулетками, изготовленными по ГОСТ 7502—69. Рулетки, выпущенные по обоим стандартам, имеют некоторые различия в технических требованиях на изготовление, что отражается на суммарных погрешностях и условиях измерения (подробнее изложено далее).
Анализ метода измерения рулетками показывает [1], что имеют место следующие составляющие погрешности измерения: — погрешность шкалы; Д2— погрешность, вносимая упругими деформациями из-за отклонений усилий натяжения от регламентированных государственными стандартами; Д3 — погрешность отсчета; Д4 — температурная погрешность; Де-погрешность, вносимая провисанием рулеток, если при измерении они не лежат на плоскости.
При определении погрешностей шкалы Д! необходимо учитывать, что рулетки, отнесенные ко 2-му классу точности, по ГОСТ 7502—69 должны иметь соответствующее клеймо завода-изготовителя, а по ГОСТ 7502—80 отнесение рулетки ко 2-му классу точности должно найти отражение в ее условном обозначении. Отсутствие на рулетках указанных условных обозначений означает, что данная рулетка (как и подавляющее большинство используемых в отрасли) относится к 3-му классу точности. Погрешности примерно равны по обоим стандартам для длин до 10 м (Д1=2,2н-2,5 мм), но по мере увеличения измеряемого размера погрешности шкал по ГОСТ 7502—80 на 25 % превышают соответствующие значения по ГОСТ 7502—69 для длин 30 м и на 50 % — для 50 м (7 и 10,2 мм соответственно).
Необходимо учитывать, что длины шкал рулеток с погрешностями не более Ах воспроизводятся только при расположении их на плоскости и натяжении с усилиями, регламентированными стандартами в зависимости от максимальных длин рулеток.
Известно, что на практике устройства для получения соответствующих усилий натяжений применяются редко, а натяжение рулеток вручную может сопровождаться отклонениями усилий натяжения Р1=20 Н (2 кгс) при номинальных величинах Р=49 и 98 Н. Наблюдения также показывают, что при разметке и вычерчивании контуров изделий на плазах рулетки натягиваются с усилиями, значительно отличающимися от регламентированных. Рулетки при этом не удлиняются, а только распрямляются под действием усилий натяжений Р

10 Н (1 кгс). Разность Р2 в этом случае может достигать, например, 90 Н (9 кгс) при использовании рулеток длиной 20 м, выпущенных по ГОСТ 7502—69, и снижается до Р2= 39 Н (4 кгс) при измерении рулетками, выполненными по ГОСТ 7502—80.
Присутствие в практических измерениях отклонений усилий натяжения ДРг и ДР3 является причиной возникновения погрешностей Д2. Пользуясь формулой (1), полученной из известного закона Гука, можно вычислить значения: где ДР — отклонение усилий натяжения от регламентированных, Н; — номинальный размер изделия, мм; 4,4* 10“5 — коэффициент, учитывающий модуль упругости материала (сталь), толщину (0,2 мм) и ширину (11 мм) ленты рулетки.
Из формулы следует, что величины Да колеблются в пределах от 0,24 мм (ДРХ=20 Н, 1=5 м), которыми можно пренебречь, до 4 мм (ДР2=90 Н, /=20 мм), т. е. до значений, соизмеримых с допусками изделий.
Погрешности отсчета Д3 рекомендуется принимать равными 0,5 мм при измерении расстояний между рисками или торцами с непритупленными кромками и 1 мм — при отсчете между торцами механически необработанных поверхностей.
Температурная погрешность Д4 при измерении рулетками невелика по сравнению с и Д2 и может быть подсчитана по формуле, погрешность Д5> вызываемую провисанием рулеток, (т. е. возникающую, когда они не лежат при измерении на плоскости):
А 4= 6-10”® I мм, где I — номинальное значение измеряемого размера.
Формула (2) справедлива, если рулетки и изделия изготовлены из углеродистых сталей, причем отклонение температуры изделия от нормальной (20 °С) принято равным ±10 °С, а разность температур рулетки И изделия — ±3 °С. При измерении рулетками, выполненными из нержавеющей стали по ГОСТ 7502—80 (при прочих равных условиях), погрешность Д4, вычисленную по формуле (2), следует увеличивать в 2,2 раза.
Для иных температурных условий и материалов значения Д4 определяются по известной [4] формуле, где I — измеряемый размер, мм, ах и а2 — коэффициенты линейного расширения; Д^ и Д^2 — отклонения температуры измеряемого объекта и рулетки от нормальной (20 °С) соответственно.
Из уравнения «цепной линии», приведенного в литературе [2], для стальных рулеток сечением 0,2Х X 11 мм выведена формула.
Предельные погрешности измерения рулетками, где I— номинальное значение измеряемого размера мм; Р — номинальное значение усилия натяжения, Н.
Погрешность Д2, вызываемая отклонением усилия натяжения, осуществляемого вручную при &Р1=20 Н, является случайной. Погрешность Да, вызываемая грубым отклонением усилия натяжения при разметке, когда ДР2

40 или 90 Н, является систематической, так как она повторяется в ряде измерений, сопровождаясь наложением случайной составляющей. Поэтому погрешность, вызываемую ДР2, выделим отдельно. Погрешность Д5 также является систематической, подчиняющейся закону, описанному формулой (4).
Предельные значения погрешностей измерения рулетками, лежащими на плоскости, могут быть определены аналитически, суммируя квадратически случайные составляющие Дь Д2 случ» А4 и дважды входящую величину Д3.
Предельные погрешности измерения рулетками, возникающие при разметке, возрастают (по сравнению с найденными ранее суммарными значениями случайных.
Примечания: 1. Усилия натяжения рулеток для вариантов I, 2, 5 и б взяты регламентированными по стандартам (см. табл. I), а для вариантов 3 н 4 приняты 10 Н.
2. Измерение длин свыше 10 м согласно варианту б с усилием натяжения 50 Н, принятым по ГОСТ 7502 — 80. не допускается. Рекомендуется подбор увеличенного усилия натяжения, исходя из взаимной компенсации погрешностей пользуясь формулами (I) и (А), составляющих) на алгебраически суммируемые значения. Предельные погрешности измерения провисающими рулетками определяются аналогично, только суммируются значения Л5.
Для типичных условий применения рулеток суммарные предельные измерения ими могут достигать значений, приведенных в табл. 2. Экспериментальная проверка полученных расчетных данных не проводилась.
Для конкретных условий применения рулеток и интервалов размеров уточненные значения погрешностей измерения могут быть подсчитаны согласно приведенной методике.
Величины поправок на провисание рулеток и недостаточную вытяжку шкал при разметке вычисляют по формулам (4) и (1) и берут со знаком «минус». Погрешность поправки составляет

20 % от величины поправки.
Выводы
1. Анализ полученных значений погрешностей измерения рулетками показывает, что они значительно превосходят величины, принимаемые на заводах. Приведенные в статье погрешности должны учитываться при разработке конструкторской, технологической и нормативно-технической документации.
2. При измерении длин рулетками, лежащими на плоскости, до 30 м и провисающими рулетками до 20 м их натяжение вручную с колебанием усилия до 20 Н не вызывает доминирующих погрешностей.
3. Применение устройств для натяжения рулеток необходимо при измерении длин, больших указанных в п. 2, с целью обеспечения отклонений усилий натяжения не более 5 Н.
4. При измерении длин свыше 20 м провисающими рулетками, а также при значительных отклонениях усилий натяжения (

90 Н) от регламентированных (например, при разметке длин свыше 10 м) в результаты измерения должны вводиться поправки, противоположные по знаку соответствующим погрешностям.
5. Для длин до 10 м рулетки, лежащие на плоскости, рекомендуется использовать для контроля размеров по 14-му квалитету точности, а провисающие — для размеров по 15-му квалитету (при погрешности измерения

Источник

Рулетка измерительная, виды, характеристики и выбор

Для измерения габаритов предметов или каких-либо объектов могут быть использованы различные приборы и инструменты, каждый из которых “заточен” под определенные условия. Простейший из них – измерительная рулетка, предназначенная для определения размеров линейных объектов.

Используется этот инструмент практически везде, решает бытовые, строительные, производственные, геодезические и множество других задач, связанных с произведением замеров.

Тот измерительный инструмент, который каждый хозяин покупает домой, чаще всего является строительным.

Существуют и другие виды рулеток, каждый из которых предназначен для особых условий проведения измерений.

Устройство и характеристики

Конструкция простейшей измерительной рулетки предельно проста:

• Измерительное полотно – пластмассовая или металлическая узкая полоса (полотно), на лицевой части которой нанесена шкала.

• Корпус – небольшая пластмассовая или металлическая коробка, в которой и хранится полотно в свернутом по форме рулета виде (отсюда и название).

• Зацеп – металлический наконечник измерительного полотна.

Служит для фиксации нулевой отметки шкалы за угол измеряемого объекта, либо любой его выступающий элемент.

Это позволяет использовать инструмент одной рукой.

Существуют варианты, оснащенные двойным зацепом – два зуба, выступающих с лицевой и тыльной стороны полотна.

• Фиксатор – расположенный на корпусе механизм, позволяющий зафиксировать полотно на выбранном участке.

В большинстве случаев представляет собой клавишу – ползунок, прижимающую полотно к корпусу по нажатию.

Как вариант, на рулетке может быть установлен автостопор или так называемая кнопка паузы.

• Пружина – пожалуй, важнейший элемент, обеспечивающий удобство использования инструмента.

Отвечает за самостоятельное сматывание полотна в корпус.

Кроме элементов, составляющих основу конструкции рулетки, на корпусе могут быть установлены дополнительные механизмы, например, небольшой фонарик для подсветки шкалы, ремешок для удобного извлечения инструмента из кармана или ношения на запястье, клипса для фиксации на поясе.

Основные параметры, характеризующие инструмент:

Материал

Корпус бытовой и строительной рулетки изготавливается из прочной пластмассы.

Этого материала вполне достаточно для обеспечения конструктивной прочности, так как сам коробок корпуса имеет небольшие размеры, при этом собран монолитным.

Обычно, корпус окрашен в черный цвет, однако, встречаются и разноцветные яркие варианты.

Вообще яркий цвет предпочтителен, так как он позволяет быстро найти рулетку среди строительных инструментов и материалов, где она была неосторожно оставлена.

Еще один вариант – инструмент с прозрачным поликарбонатным корпусом, который обладает ударной вязкостью и прочностью.

За счет белого полотна он тоже сразу бросается в глаза.

Для дополнительной защиты от механических повреждений, а также для удобства удержания в руке, изготавливают обрезиненный пластмассовый корпус рулетки, который уступает компактностью вариантам без резинового покрытия.

Специальные геодезические рулетки с длиной полотна более 30 метров практически все имеют металлический корпус.

Размеры и вес

В зависимости от вида инструмента, его размеры, находятся в следующих пределах:

Габариты классической бытовой рулетки, которую можно встретить почти в каждом доме:

Вес инструмента зависит от его размеров, длины полотна и материалов, из которых изготовлены его компоненты.

Вес бытового варианта 150 – 250 г.

Интересный факт – на большинстве рулеток указана длина их корпуса.

Это позволяет использовать инструмент для измерения внутри проемов без каких-либо изгибов полотна.

Другими словами, длина извлеченного полотна суммируется с длиной корпуса.

Измерительное полотно рулетки

Металлические полотна рулетки в поперечном разрезе имеют вогнутую (дугообразную) форму, что придает им жесткость, противодействующую излому.

Жесткость зависит как от ширины полотна, так и от материала, из которого оно изготовлено.

Лента рулетки может быть:

Другое название – фиберглассовая, усиленная кордом.

Дело в том, что стеклопластик и фибергласс – разные названия одного материала.

А еще такие рулетки называют тканевыми, так как их полотно легко изгибается в любых направлениях под любыми углами.

Ленты из стекловолокна обладают повышенной износостойкостью, невосприимчивы к растяжению и воздействию влаги.

• Из нержавеющей стали

Хороша своей износостойкостью и долговечностью.

• Из углеродистой стали

Как правило, инструмент со стальным полотном так и называется – стальная рулетка.

В свою очередь, такие полотна могут быть окрашенными и/или покрытыми полиамидным материалом.

Деления, нанесенные методом травления на стальную и нержавеющую измерительные ленты, при недостаточном освещении плохо различимы.

Однако, инструмент с таким полотном можно использовать в местах с различными химикатами и растворителями.

Крашеная стальная лента в большинстве случаев имеет яркий желтый или белый цвет.

Для защиты краски от истирания часто используется:

Ленты с нейлоновым покрытием отлично защищены от негативного воздействия внешних факторов, как и в случае с полиэстером.

Самыми долговечным и качественным считается инструменты с нержавеющим полотном, которое окрашено в любой заметный цвет с полиамидным покрытием.

Длина измерительного полотна

В зависимости от длины полотна, рулетки условно делятся на:

Виды рулеток и их особенности

По назначению рулетка бывает:

Строительная

Выполнена в компактном пластиковом прорезиненном корпусе с металлическим полотном, покрытым полиамидом, на конце которого находится зацеп с крючком и магнитами.

Активно используется как в строительстве, так и в быту.

Имеет пружинный механизм для сматывания и фиксатор полотна.

Геодезическая

Измерительная лента скручена в бобину, расположенную в закрытом, либо же открытом корпусе.

Лента изготавливается из стеклопластика.

Корпус с рукояткой снаружи (для скручивания вручную) изготавливается из металла и пластика.

Зацеп выполняется в виде металлического кольца.

Другое название инструмента – землемерная рулетка, из-за ее прямого назначения.

Подвиды и модификации рулеток:

Лазерная

Это – небольшие инструменты с дисплеем.

Используются для проведения замеров с высокой точностью, однако, подходят для работы только на прямолинейных участках.

Зависят от элементов питания.

Принцип действия основан на фазовом методе расчета расстояния до объекта, отражающего лазерный луч.

Электронная

Внешне выглядит также, как и обыкновенная механическая рулетка, однако, имеет на корпусе небольшой экран, на котором отображается длина извлеченного полотна.

Магнитная

Это – общее название инструментов, зацеп которых оборудован магнитами.

Рулетка-брелок

Миниатюрный инструмент с полотном малой ширины.

Отличается от строительного варианта лишь размерами (4х4 см и меньше).

Длина полотна, как правило, не превышает 1м, но можно найти и двухметровые экземпляры.

Шкала рулеток, где используется метрическая система измерения, может содержать дополнительную дюймовую шкалу.

Функциональность рулеток

Современные измерительные рулетки оснащаются вспомогательными приборами и механизмами, которые повышают удобство работы с ними.

Такой инструмент имеет небольшой встроенный в корпус светодиодный фонарик, расположенный над шкалой.

Рулетки с автостопом – еще один пример удачного решения вопроса удобства использования.

Специальный механизм самостоятельно блокирует положение ленты, при ее извлечении из корпуса.

Чтобы собрать полотно обратно, нужно нажать на клавишу.

Рулетки с фиксатором в виде автостопора, при соскальзывании зацепа, полотно не сматывается автоматически обратно, и мастеру нет необходимости постоянно следить за положением фиксирующей клавиши.

Некоторые модели оснащены двойным стопором, т.е. имеют не только фиксирующую клавишу на торце корпуса, но и стопорную кнопку сбоку инструмента.

Для замера габаритов металлических изделий отлично подходит рулетка с магнитным захватом.

На торце ее зацепа расположены магнитные пятачки, которые прилипают к железу.

Инструмент полезен там, где нужно замерить внутреннее расстояние между металлическими объектами, где нет возможности в качестве зацепа использовать штатный крючок.

Модели с цифровым циферблатом – отличное решение для произведения быстрых замеров.

Нет необходимости вглядываться в шкалу, циферблат точно покажет длину вылета ленты.

Если имеется подсветка такого циферблата, рулетка может быть использована в условиях недостаточного освещения.

Шкала измерительного полотна

У некоторых рулеток, на первых 20-ти сантиметрах измерительного полотна нанесена информация о его длине, материале, из которого оно изготовлено, а также один из классов (всего 3) точности шкалы.

Для точных замеров подходит инструмент с первым классом точности, так как у него наименьшая погрешность.

Шкала может иметь двухстороннюю разметку, где единицы измерения попросту дублируются.

Еще один вариант, с одной стороны ленты будет нанесена разметка в метрической системе, а с другой стороны – дюймовая разметка.

На некоторых лентах с одной или каждой стороны нанесены обе разметки.

Рулетка с любой измерительной шкалой подходит для определения диаметра цилиндрических объектов, например, труб.

Для этого достаточно обернуть полотно вокруг объекта и замерить длину окружности.

Зная число Пи (3,14), легко рассчитать диаметр.

Для этого длину окружности нужно разделить на 3,14.

Функции и назначение зацепа рулетки

Зацеп – элемент инструмента, который вызывает большинство вопросов из-за своей подвижности и необычной формы.

Как уже было отмечено, магнитный зацеп имеет, как правило, два пятачка – магнита с тыльной стороны, которые прилипают к железным элементам изделий и служат точкой отсчета.

Что же касается зазубрин на крючке зацепа, ими можно делать отметки на легко царапающихся поверхностях, например, гипсокартоне, оцинковке.

Располагая нужную отметку шкалы на точке отсчета поверхности, длина отмечается засечками на зацепе рулетки.

Так как зацеп изогнут под прямым углом, по центру его изгиба находится отверстие.

Оно хорошо цепляется за шляпки гвоздей и саморезов, которые вкручиваются (забиваются) в поверхность в качестве точки отсчета.

Почему зацеп рулетки подвижный?

Впервые взяв в руки измерительный инструмент и обнаружив болтающийся зацеп, многие думают, что они столкнулись с заводским браком.

На самом же деле такой плавающий зацеп сдвигается на собственную толщину, что компенсирует ее при проведении внешних и внутренних замеров.

Как и у самой шкалы, у крючка тоже имеется допуск по толщине.

Плюсы и минусы разных рулеток

Каждый вид рулетки подходит под выполнение конкретных задач.

В зависимости от материала измерительной ленты, отмечаются следующие особенности инструментов:

• Фиберглассовая лента – безопасная, мягкая и легкая, но вместе с тем, со временем способна растягиваться (при постоянном использовании) и изнашиваться.

За счет этого срок эксплуатации таких рулеток заметно ниже.

Кроме того, скручивание ленты в бобину корпуса происходит, в большинстве случаев, вручную.

Исключением являются инструменты с электрическим механизмом сматывания.

• Металлическое полотно небезопасное, так как имеет достаточно острые края, о которые легко можно повредить руку.

Рулетки с таким полотном долговечные, однако, при частом использовании, шкала все же заметно истирается.

• Лазерный вариант называют дальномером. Он производит предельно точные измерения, удобен в использовании, имеет увеличенное расстояние измерения.

Вместе с тем, если такой прибор будет использоваться неаккуратно, возможен сбой в точности замеров.

Для работы требует источник питания, а подходит инструмент только для замеров на прямых участках.

Стоимость гораздо выше, чем у предыдущих вариантов.

• Цифровые модели удобны тем, что все параметры отображаются на электронном дисплее.

Как выбрать хорошую измерительную рулетку?

При покупке измерительной рулетки, следует обратить внимание на следующие моменты:

В эксплуатации удобен автостопор, который самостоятельно фиксирует полотно на нужной длине.

Более надежным и долговечным же является ручной вариант, фиксирующий ленту по нажатию на клавишу.

Надежность крепления обеспечивают три заклепки.

Они снижают вероятность срыва.

Если требуется фиксация к металлическим поверхностям, нужно выбирать инструмент с магнитным зацепом.

• Если планируется использование инструмента в условиях, где он может упасть и повредится, лучше смотреть в сторону ударопрочного прорезиненного корпуса.

• Жесткость ленты – еще один важный параметр.

Чем он выше – тем дольше будет срок эксплуатации.

Проверить жесткость просто – полотно извлекается и удерживается в горизонтальном положении на весу до тех пор, пока оно не переломится.

Покупать нужно инструмент, у которого полотно до момента перелома выдвинулось дальше, чем у других моделей.

Качественное полотно выдвигается на расстояние более полутора метров.

Источник