Óbudai Egyetem Bánki Donát Gépész és Biztonságtechnikai Mérnöki Kar Anyagtudományi és Gyártástechnológiai Intézet
Méréstechnika
Gyakorlati útmutató és segédlet a BAGMT14NNC tárgy Hosszméréstechnika részéhez
Összeállította: Galla Jánosné Lektorálta: Horváthné Dr.Drégelyi-Kiss Ágota 2012.
1
Előadások 1. A félévi követelmények ismertetése. Metrológiai alapfogalmak. Mérési eljárások. Mérési hibák. Mérési bizonytalanság. 2. Műszerhibák. A mérési módszer hibája. A hiba rendűsége. A mérési eredmény megadása. Mérési sorozatok feldolgozása. 3. A mérési hibák új megközelítése. R R vizsgálat. Szakmaspecifikus metrológiai többletkövetelmények (MSA, VDA.5) 4. A hosszméréstechnika alapjai. Az elsőrendű hiba kiküszöbölésének módjai. Abbe elv, kollimátor elv, teljes helyettesítés elve. 5. A hosszméréstechnikában használatos mérőeszközök áttekintése. 6. A szögmérés alapjai. Első és másodrendű hiba. Közvetett eljárás.
Gyakorlatok 1. Tűz- és balesetvédelmi oktatás. A mérés jogi vonatkozásai. Hitelesítés. Kalibrálás, konfirmálás. Mérésirányítás. Feladat: Tűréstechnikai számítások. 2. Mérési adatok feldolgozása. Feladat: Mérési eredmény megadása. 3. Külméretek mérése egyszerű mechanikus hosszmérő eszközökkel (tolómérce, mikrométerek – külméret-, furat-, menetmérő). Feladat: Mérési jegyzőkönyv készítés. 4. Mérés egyszerű mechanikus hosszmérő eszközökkel (mérőóra, finomtapintó, mérőórás furatmérők). Feladat: Mérési jegyzőkönyv készítés. 5. Feladat: Munkadarab mérésének megtervezése, mérés és minősítés. Ismételhetőség és reprodukálhatóság vizsgálat. 6. Szögmérés gyakorlat. Feladat: Mérési jegyzőkönyv készítés. 2
Tartalomjegyzék
1. Tűz- és balesetvédelmi oktatás. 1.1. Laboratóriumi szabályzat ……………………………………………………………… 4 1.2. A mérés jogi vonatkozásai. Hitelesítés. Mérőműszer irányelvek. ……..………………. 5 1.3. Kalibrálás ………………………………………………………………………………. 9 1.4. A mérési folyamatok irányítása ……………………………………………………….. 12 1.5. Tűréstechnikai számítások……………………………………………………………… 14 1.6. Összefoglaló kérdések …………………………………………………………………. 17 Feladat: Tűréstechnikai számítások 2. Mérési adatok feldolgozása, mérési eredmény megadása …….……………………………. 18 2.1.Matematikai statisztikai alapismeretek (kiegészítés) ………………………………….. 18 2.2.Mérési adatok feldolgozása feladat ……………………………………………………. 21 Feladat: Mérési eredmény megadása, hibaterjedés 3.
Külméretek mérése egyszerű mechanikus hosszmérő eszközökkel ………………………… 3.1. tolómérce, 3.2. mikrométerek – külméret-, furat-, menetmérő). Feladat: Mérési jegyzőkönyv készítés
4. Mérés egyszerű mechanikus hosszmérő eszközökkel (mérőóra, finomtapintó, mérőórás furatmérők). Feladat: Mérési jegyzőkönyv készítés 5. Feladat: Munkadarab mérésének megtervezése, mérés és minősítés. 6. Szögmérés gyakorlat. Feladat: Mérési jegyzőkönyv készítés.
3
1. gyakorlat
1.1. Laboratóriumi szabályzat Általános előírások A laboratóriumban dolgozó hallgatók ismerjék és tartsák be a munkavédelmi-, balesetvédelmi előírásokat és a laboratóriumi szabályzatot! A laboratóriumba csak a mérés elvégzéséhez szükséges eszközöket (írószer, számológép, füzet) lehet bevinni! A laboratóriumban étel és ital fogyasztása tilos! A hallgatók a gyakorlatra felkészülten érkeznek. A felkészüléshez felhasználják a segédletet és az ajánlott szakirodalmat! A mérési gyakorlatot a hallgatók önállóan vagy csoportosan végzik. Utóbbi esetben az oktató jelöli ki a mérési csoport vezetőjét. Ügyelni kell a mérőszoba tisztaságára! Az eszközök használata cérnakesztyűben történik. A műszerekkel kapcsolatos bármilyen rendellenességet az oktatónak jelezni kell! A mérés befejezése után a mérőeszközöket és a munkadarabokat a kijelölt tároló helyre vissza kell helyezni. Munka- és balesetvédelmi előírások A laboratórium használata során a személy- és vagyonbiztonság figyelembevételével, a legnagyobb gondossággal kell eljárni! A mérési összeállításokat használat előtt ellenőrizni kell! Áramütéses baleset vagy egyéb veszély esetén a berendezéseket először feszültségmentesíteni kell a főkapcsoló kikapcsolásával. Esetleges tűz esetén azonnal értesíteni kell a tűzoltóságot, és ha az a személybiztonságot nem veszélyezteti, meg kell kezdeni a tűz oltását a laboratórium bejárati ajtaja mellett elhelyezett tűzoltó készülékkel. Elektromos tüzet vízzel oltani tilos! A mérési jegyzőkönyv kitöltésének és értékelésének módja A mérési feladatról készülő jegyzőkönyv a következőket tartalmazza: mérési elrendezés, mérési eredmény, szükséges számítások, időpont, aláírás. A mérési jegyzőkönyvet legkésőbb a mérési gyakorlatot követő héten mutatja be a hallgató. A jegyzőkönyv elfogadását megelőzően a hallgatók a méréssel kapcsolatos ismereteikről beszámolnak írásban vagy szóban. A rendelkezésre álló, az órarendben biztosított idő a jártasság megszerzését természetesen nem teszi lehetővé, ezért a feladathoz való hozzáállást, a minél korrektebb, pontosabb eredményre való törekvést, az igényességet az értékelésnél figyelembe kell venni. Egy-egy mérési gyakorlat összes tevékenysége a feladatlapokon feltüntetésre került. A feladatlap úgy került kialakításra, hogy azon a gyakorlat összes számítását, a mérési eredmények bejegyzését, a diagramok elkészítését el lehessen végezni. Egyes kiegészítő számítások, ábrák, feljegyzések a jegyzőkönyv üres hátoldalára vagy külön lapra kerülhetnek.
4
1.2. A mérés jogi vonatkozásai Mérésügyi törvény A mérésügy: „a mérésekkel kapcsolatos tevékenységkörnek az a része, amelyet a mérések hazai és nemzetközi egységességének és pontosságának biztosítása céljából a jog eszközeivel kell szabályozni, és amelynek ellátásáról az állam gondoskodik”. [trv.] Az 1991. évi XLV. törvény a mérésügyről és a végrehajtásáról szóló 127/1991. (X.9) Korm. rendelet szabályozza a hazai mérésügyi tevékenységeket jogilag szabályozott területen. A mérésügyi törvény célja a mérések hazai és nemzetközi egységességének és pontosságának biztosítása, a mérési, kutatási, fejlesztési, gyártási, kereskedelmi kultúra színvonalának emelése, a fejlett iparú országokkal kiépülő gazdasági kapcsolatok bővítése, hazai termékek versenyképességének elősegítése. A törvény hatálya kiterjed (Magyarország területén) a mérésügyi szervezet tevékenységére, a mértékegységek használatára, a joghatással járó mérésekre és eszközeire, a kötelező hitelesítésű mérőeszközökre, az akkreditálásra és a mérésügyi ellenőrzésre és piacfelügyeletre.
A hazai mérésügyi szervezet és tevékenysége A Magyar Kereskedelmi Engedélyezési Hivatal (rövidítve: MKEH) központi hivatal, szervezete: MKEH Központi szerv Igazgatási szervek Haditechnikai és exportellenőrzési hatóság Kereskedelmi és piacfelügyeleti hatóság Nemesfémvizsgáló és hitelesítő hatóság Műszaki felügyeleti hatóság Metrológiai hatóság A szakmai irányító szerv vezetője a főigazgató, akinek jogkörébe tartozik a mérésügy körében az etalonok visszavezetettségének biztosítása; hitelesítésnél szakmai felügyelet, koordinálás, panaszkezelés, állásfoglalás; mértékhitelesítő vizsgabizottság működtetése; a törvényes tanúsító jelek biztosítása a területi hatóságoknak. A területi mérésügyi és műszaki biztonsági hatóságok a fővárosi és megyei kormányhivatalok szakigazgatási szervei. A kötelező hitelesítésű mérőeszközök hitelesítésével kapcsolatos hatósági tevékenységeket látják el regionális illetékességgel speciális és alaptevékenységi eljárásokban (minden, ami nem speciális eljárás). Mérésügyi speciális eljárások a következő hitelesítések: számító egységek, hőfogyasztás-mérők, anyagi mértékek, kiterjedést mérő műszerek, kipufogógáz-elemző műszerek, F2, M1 pontosságú súlyok, közúti kerék- és tengelyterhelés mérők, gépjármű gumiabroncsnyomás mérők. Az MKEH és a területi mérésügyi és műszaki biztonsági hatóságok jogállását a 320/2010. (XII. 27.) Korm. rendelet szabályozza. A rendelet szerint az illetékes területi mérésügyi és műszaki biztonsági hatóságok elsőfokon és a Hivatal központi szerve másodfokon jár el. Ez alól kivételt képeznek az alábbi tevékenységek (a 5
metrológia területén), ahol elsőfokon a Hivatal metrológiai hatósága, másodfokon a Hivatal központi szerve jár el: b) típusjóváhagyás és hitelesítési engedély (mérőeszközök és szerencse-játék); c) hitelesítést helyettesítő minősítő szervezet/labor engedélyeztetése, ellenőrzése; d) a következő mérő/vizsgáló eszközök hitelesítése: zajszintmérők, E1, E2, F1 pontosságú súlyok, sűrűségmérő eszközök (aerométer nem), dózismérők és felületi szennyezettség-mérők (sugárvédelem és gyógyászat területén), légzési alkoholmérők, közúti jármű sebességmérők, sorsoló eszközök és programok, rulett-kerekek, víztől eltérő folyadékok mérőrendszerei (üzemanyagmérő nem), nagyfeszültségű és nagyáramú áramváltók, pénznyerő automaták (kaszinóban). Egyéb feladatok: pl. nemzetközi megállapodások előkészítése, egyeztetése; adatkezelés; gazdasági és kereskedelmi együtt-működési kapcsolatok szervezése; a kormányzati álláspont képviselete.
Joghatással járó mérések „Joghatással jár a mérés, ha annak eredménye az állampolgárok és/vagy jogi személyek jogát vagy jogi érdekeit érinti, különösen, ha a mérési eredményt mennyiség és/vagy minőség tanúsítására, a szolgáltatás és ellenszolgáltatás mértékének megállapítására, vagy hatósági ellenőrzésre és bizonyításra használják fel; továbbá az élet- és egészségvédelem, a környezetvédelem és a vagyonvédelem területén” [trv.] A joghatással járó mérést hiteles mérőeszközzel (mely a mérési feladat elvégzésére alkalmas), vagy használati etalonnal ellenőrzött mérőeszközzel kell elvégezni. A joghatással járó méréshez használt mérőeszközt az országos etalonról kell leszármaztatni, arra vissza kell vezetni. Az a mérőeszköz hiteles, melyet mérésügyi szervek hitelesítettek, vagy amelynek a külföldi hitelesítését a MKEH első belföldi hitelesítésként elismeri. Az EU tagországaiban közösségi első hitelesítésen megfelelt mérőeszköz is hitelesnek minősül.
Hitelesítés A hitelesítés hatósági feladat. A hitelesítés érvényessége meghatározott időre szól. A hitelesítés célja „annak elbírálása, hogy az adott mérőeszköz típus megfelel-e a vele szemben támasztott mérésügyi előírásoknak” [trv], tehát hogy elég pontos-e, metrológiai jellemzőit a használat során kellő ideig megtartja-e, eléggé ellenálló-e a környezet befolyásoló hatásaival és védett-e az illetéktelen beavatkozással szemben. „A kötelező hitelesítésű mérőeszköz csak érvényes hitelesítéssel forgalmazható, használható vagy tartható használatra kész állapotban.” [vhr] A hitelesítés lépései: a mérőeszköz engedélyezett típusával való azonosság megállapítása, méréstechnikai vizsgálat, a megfelelőség közhitelű tanúsítása. A kötelező hitelesítésű mérőeszközök részletes megnevezését és a hitelesítés érvényességének időtartamát a 127/1991. (X. 9.) Korm. rendelet 2. sz. melléklete tartalmazza. A hitelesítési kötelezettség ezekre a használati mérőeszközökre vonatkozik. A hitelesíttetés a mérőeszköz tulajdonosának, belföldi forgalmazójának, üzemeltetőjének kötelessége, a hitelesítés az MKEH és a területi mérésügyi és műszaki biztonsági hatóságok feladata. A hitelesítést helyettesítő minősítés az eszköz időszakos vagy javítás utáni hitelesítését helyettesíti. A MKEH – meghatározott feltételek teljesülése esetén – feljogosíthat más szervezetet is a kötelező hitelesítésű mérőeszközök hitelesítést helyettesítő minősítésére, abban az esetben, ha a mérőeszköz sajátos használati körülményei ezt indokolják. 6
Nem kötelező a hitelesítés, ha belföldi forgalomba nem kerül a mérőeszköz, vagy magánszemély háztartási célra használja. Hitelesítési kötelezettség alól felmentést a MKEH adhat, de csak a jogszabályban megadott esetekben.
A mérőeszköz ellenőrzését a mérésügyi hatóság végzi A mérőeszköz ellenőrzését nem a mérésügyi hatóság végzi
A mérőeszköz hitelesítése kötelező nem kötelező Hitelesítés Kalibrálás (méréstechnikai vizsgálat) Hitelesítést helyettesítő Saját kalibrálás minősítés Akkreditált kalibrálás Kalibrálás ISO17025 szerint
A mérésügyi szervek által használt törvényes tanúsító jeleket a 127/1991. (X. 9.) Korm. rendelet 3. sz. melléklete tartalmazza. A hitelesített mérőeszközt úgy kell tekinteni, hogy nincs olyan hibája, amely a mérési eredményt befolyásolhatja. Az üzemben tartás és használat rendeltetésszerű kell, hogy legyen. Bármilyen változás esetén a mérőeszköz használója köteles a használatból kivonni a mérőeszközt és gondoskodni a javíttatásról, hitelesíttetésről. A műszaki szabályozás területei az Európai Unióban (kiegészítés) Jogilag szabályozott területeken a termékkel vagy szolgáltatással kapcsolatos előírásokat jogszabályok tartalmazzák. A kötelező jellegű műszaki tartalmú szabályozás területe az élet-, (biztonság), egészség-, környezet- és fogyasztóvédelem, formái a kötelező műszaki előírások, az ide vonatkozó rendelkezések, valamint előírások a megfelelés igazolására. A piac által szabályozott területen a termékkel és szolgáltatással kapcsolatos előírásokat nem jogszabályok rögzítik, hanem a gyártók, forgalmazók által önkéntesen elfogadott dokumentumok tartalmazzák (a szabványok, szerződések, műszaki feltételek, stb.). Az EU-ban a jogszabályokkal egy időben készülnek az ún. harmonizált szabványok. Aki az önkéntes szabvány követelményeit betartja, az a jogszabályban előírt kötelezettségnek is eleget tesz. Irányelv (direktíva) – a Szerződés 189. cikkelye – mely „kötelező az elérendő eredményt tekintve minden egyes tagállamra nézve, amelynek szól, nemzeti jogszabályként be kell vezetni”, azonban az érintett ország hatóságai választhatják meg bevezetés formáját és a módszerét. Az „új megközelítésű” direktívák általános, alapvető követelményeket írnak elő, az ennek való megfelelés a forgalomba hozatal alapfeltétele az EU-ban. Ilyen követelmény az egészség-, tűz- és környezetvédelem, az üzembiztonság és a higiénia (fogyasztóvédelem). A megfelelés igazolására bevezették a modul-rendszert (768/2008/EK határozat), melynek célja az, hogy egyértelmű, átlátható és egységes legyen a megfelelőség-értékelési eljárás (A-H modulok). Megfelelőség tanúsítási rendszer. A jogilag szabályozott területen működő ún. notifikált testületek (vizsgáló és/vagy tanúsító szervezetek) azt tanúsítják, hogy a termék vagy szolgáltatás megfelel a jogszabályban előírtaknak. Feladatuk a megfelelőség igazolása a forgalomba hozatal előtt. A direktívák írják elő, hogy mikor kell notifikált szervet a megfelelőségi eljárásba bevonni. Megfelelőségi megjelölés. A 765/2008/EK rendelet a CE jelölésre vonatkozó elveket fogalmazza meg csak a gyártó (vagy képviselője) helyezheti el a CE jelölést, a közösségi harmonizációs jogszabály által előírt termékekre lehet elhelyezni (másra nem!), a jelölést forgalomba hozatal előtt kell elhelyezni, a CE jelölés alakja, mérete megszabott, a festék letörölhetetlen kell legyen. 7
A CE jelölés nem minőségjel, annyit jelent, hogy a gyártó kijelenti, hogy egy termék megfelel a direktívákban előírt követelményeknek és minden megfelelőségi eljáráson átment. A gyártó teljes felelősséget vállal, a notifikált testület ellenőrzi a jelölés jogosságát. A tagállamok kötelessége az esetleges jogsértések megelőzése.
Mérőműszerek irányelv az EU-ban A mérőeszköz is egy termék, melynek szabad áramlását lehetővé kell tenni, ugyanakkor azt is garantálni kell, hogy a joghatással járó mérőműszerek hitelessége biztosított legyen. A mérőeszközök forgalomba hozatala az EU-ban: jogilag nem szabályozott (piaci) területeken (mivel jogszabály nem vonatkozik rá) szabadon történhet. A metrológiai ellenőrzés a kalibrálás, jogilag szabályozott területeken (ahol az élet, egészség, vagyon, környezet védelme érdekében jogszabály vonatkozik rá) csak feltételek mellett. A direktívák tartalmazzák a metrológiai ellenőrzés módját. Itt nagy jelentősége van a piacfelügyeletnek, melyet az adott tagország hatósága lát el. Célja a nem jogszerűen forgalomba hozott mérőeszközök kiszűrése. A 2004/22/EC mérőműszerek európai uniós irányelv (MID – Measurement Instruments Directive) célja, hogy a hatálya alá vont mérésekhez használt mérőműszerekre legyen egységes előírás az EUban a versenyképesség javítása, valamint a közérdek, a közegészség, a biztonság, a jogrend, a környezet és a fogyasztók védelme érdekében. A következőkre vonatkozik: vízmérők, gázmérők, villamos fogyasztásmérők, hőfogyasztásmérők, víztől eltérő folyadékok mérőrendszerei, automatikus mérlegek, viteldíjjelzők, anyagi mértékek, dimenzionális mérőberendezések, kipufogógáz elemzők. Alkalmazási területe az egységes európai piac. A direktíva tartalmazza az egyes mérőműszerekre vonatkozó követelményeket és ezek tanúsítási módját, a megfelelőség értékelésnél használható eljárásokat. Az irányelv 2006-ban lépett életbe, a türelmi idő 2016-ig tart. A témával kapcsolatban a www.mkeh.hu honlapon további információk találhatók. A MID az alapvető követelményeket és azon felül az egyes műszercsoportokra vonatkozó követelményeket is meghatározza. A megfelelőség értékelését a modulok tartalmazzák. A MID irányelv és a mellékletek adják meg, hogy milyen modult kell választani. Mérőeszközök területén a MID mellett még egy új megközelítésű direktíva készült, a nem automatikus működésű mérlegekre vonatkozó 90/384/EGK direktíva (NAWI – Non Automatic Weighing Instruments).
Közösségi típusjóváhagyás, uniós hitelesítési engedély
Hitelesítési jel közösségi első
Megfelelőség az Uniós irányelvnek + metrológiai megfelelőség
A mérőeszköz forgalomba hozásának három tanúsítási módja lehet. Nemzeti első hitelesítés. Csak Magyarországon érvényes. A tanúsító és lezáró jelei fémzár és lenyomat, öntapadó matrica. Közösségi első hitelesítés (e jel). A közösségi első hitelesítés a régi megközelítésű direktívákkal szabályozott területen fordul elő. EK hitelesítés vagy gyártói megfelelőség értékelés (CE + M jelölés). Az M esetében a zöld háttér csak a NAWI direktívánál előírás.
8
1.3. Kalibrálás (A hitelesítésre nem kötelezett mérőeszközök ellenőrzése) A hitelesítése nem kötelezett mérőeszközöket esetenként szükséges ellenőrizni, visszavezethető etalonnal összehasonlítani. Ezt a megrendelők (például az autóipari beszállítóknak) előírják, de sok esetben az önkéntes kalibrálással a cégek a vevők bizalmát kívánják növelni. A kalibrálás tehát önkéntes. „A kalibrálás a mérőeszköz metrológiai jellemzői meghatározásának alapja, azon műveletek összessége, amelyekkel – meghatározott feltételek között – megállapítható az összefüggés a mérőeszköz jelzése vagy az eszközzel végzett mérés eredménye és a mérendő mennyiség etalonnal mért vagy reprodukált helyes értéke között” [1]. A kalibrálás folyamatát dokumentum rögzíti, a kalibrálási eljárás, mely általában a következőket tartalmazza: Az eljárás hatálya, mire terjed ki a kalibrálás. A kalibrálás elve, mely szükség esetén vázlatot is tartalmaz. A kalibrálással meghatározandó metrológiai jellemzők kijelölése. A jelölések, mértékegységek és meghatározások felsorolása. Eszközök leírása, melyeket a kalibrálás során felhasználnak. A környezeti feltételek és stabilizálódási idő rögzítése. Az átvételre vonatkozó leírás, magába foglalja az ellenőrzést, a jelölést és a nyilvántartásba vételt. Az előkészítés, a beállítások és a működőképesség ellenőrzése, valamint az etalonok előkészítése (ha szükséges) és ellenőrzése. Az előkészítés részét képezik a biztonsági intézkedések és a jegyzőkönyv előkészítés. A kalibrálás elvégzése (tartalma: műveleti sorrend, mért adatok, a metrológiai jellemzők kiszámítása, mérési bizonytalanság meghatározása). Minősítés (a követelmények ismeretében és a mérési bizonytalanság figyelembevételével). A szállításra vagy visszaadásra vonatkozó tennivalók rögzítése. A kalibrálási folyamat dokumentálása (jegyzőkönyv/bizonyítvány minta).
Nemzeti kalibrálási hierarchia
9
Az új vagy megváltozott körülmények között végzett kalibrálási eljárást érvényesíteni (validálni) kell. Ez bizonyítja, hogy a megismételhetőségi körülmények között végzett új kalibrálási eljárás az alkalmazott módszerrel előre meghatározott metrológiai jellemzők meghatározására alkalmas. A mérési módszerek érvényesítő ellenőrzését a laboratórium végzi el. Érvényesítés/jóváhagyás (validálás): „annak megerősítése objektív bizonyíték szolgáltatásával, hogy az adott szándék szerinti használathoz vagy alkalmazáshoz előírt követelmények teljesültek.” [(MSZ EN ISO 9000:2005)]. A kalibráláshoz etalonokra és leszármaztatási rendre van szükség. A kalibrálás eredménye a kalibrált eszközzel és a kalibráláshoz használt etalonnal mért vagy reprodukált összetartozó értékek sorozata, lehetővé teszi a mérendő mennyiség egyes értékeinek és a mérőeszköz megfelelő jelzéseinek egymáshoz rendelését vagy az egyes jelzésekhez tartozó korrekciók meghatározását. Kalibrálással meghatározhatók további metrológiai jellemzők is, pl.: egyes befolyásoló mennyiségek hatása a mérőeszköz metrológiai jellemzőire, vagy a mérőeszköz ellenálló képessége egyes befolyásoló mennyiségekkel szemben. A kalibrálás folyamatában felvett és rögzített, valamint számított adatokat és egyéb feljegyzéseket tartalmazza a Kalibrálási Jegyzőkönyv. A kalibrálás eredményét egy igazoló okiratban, Kalibrálási Bizonyítványban rögzítik, amely használatra vonatkozó utasításokat vagy érvényességi időt nem tartalmazhat. A dokumentum minimális tartalma: cím, labor neve, helyszín, a vevő neve és címe, sorszám vagy egyedi azonosító (minden oldalon), a módszer azonosítása, a vizsgált eszköz leírása, állapota és azonosítása, időpont (átvételi), kalibrálási időpont, hivatkozások, eredmény (mértékegység megadással), a jóváhagyott személy neve/beosztása/aláírása, valamint nyilatkozat arról, hogy mire vonatkozik az eredmény. Ezen kívül még a környezeti feltételek, nyilatkozat (megfelel vagy nem), mérési bizonytalanság, értelmezések/vélemények, vevői követelményeknek megfelelő információk szerepelnek a dokumentumban. A kalibrált állapot nem jelenti a mérőeszköz alkalmasságát az adott mérési feladatra, nem jelent megfelelőség igazolást és érvényességi ideje sincs. A mérőberendezés megfelelőségét egy adott mérési feladatra a konfirmált (megerősített) állapot jelenti. A felhasználónak kell minősíteni a kalibrált mérőeszközöket, meghatározni az újrakalibrálási időt. (A kalibrálási időközt jogszabály is előírhatja). Ha a kalibrálással külső laboratóriumot bíznak meg, írásbeli kérésre és a követelmények megadása mellett a minősítést elvégezheti a kalibráló laboratórium (MSZ EN ISO/IEC 17025:2005 szerint). A kalibrálás módjai a) Saját mérőeszköz-kalibrálás. Vállalaton belüli, un. saját mérőeszköz-kalibrálás esetén feltétel, hogy jogi értelemben a kalibrált mérőeszköz tulajdonosa, a kalibráláshoz használt etalon tulajdonosa és a kalibrálást végző személy munkáltatója azonos legyen. A kalibrálás feltételei: Az alkalmazott etalon legyen visszavezetve a nemzeti/nemzetközi etalonra. A kalibráláshoz használt etalon legyen pontosabb a kalibrált eszköznél. Az alkalmazott kalibrálási módszert dokumentálni kell. A kalibrálási jegyzőkönyv megőrzési idejét elő kell írni. Mérőeszközök cégen belüli kalibrálásakor „Kalibrálási jegyzőkönyv” készül. Nem kötelező a „Kalibrálási bizonyítvány” kiállítása. b) Kalibrálás megbízás alapján, akkreditált kalibráló laboratórium által. A kalibráló laboratóriumok megbízást teljesítenek ellenszolgáltatásért. Az MSZ EN ISO/IEC 17025:2005 „Vizsgáló- és kalibráló laboratóriumok felkészültségének általános követelményei” 10
című szabvány célja, hogy a kalibrálások és vizsgálatok eredményeinek a különböző országok egymás közötti elfogadását megkönnyítse. A szabvány általános követelményeket ír elő (a mintavételt is beleértve) a vizsgálatok és/vagy kalibrálások elvégzésére felkészülő szervezetek (saját-, vevői-, ill. független laboratóriumok) számára. E követelmények teljesítésén túl a kalibráló laboratórium alkalmasságát az akkreditálással tudja igazolni. Akkreditálás Az akkreditálás hivatalos elismerése annak, hogy egy személy vagy egy szervezet alkalmas adott tevékenység elvégzésére. Az akkreditálás „az a tevékenység, amelynek alapján a törvény 4.§-ának (1) bekezdésében meghatározott nemzeti akkreditáló szervezet hivatalosan elismeri és igazolja, hogy egy szervezet vagy természetes személy alkalmas meghatározott megfelelőség-értékelési feladat elvégzésére.” A megfelelőség-értékelés annak bizonyítása, hogy egy termékre, folyamatra rendszerre, személyre vagy testületre vonatkozó előírt követelmények teljesülnek. Megfelelőség-értékelési feladat lehet a vizsgálat, az ellenőrzés vagy a tanúsítás. (A megfelelőség-értékelést végző szervezetekre az ISO 17000 szabványsorozat előírásai vonatkoznak). Az akkreditáló testület a megfelelőség-értékelést végző testületeket akkreditálja. Az akkreditálást hazánkban csak a Nemzeti Akkreditáló Testület (NAT) végezheti a Nemzeti Akkreditálási Rendszer keretében. Ezt a tevékenységet is törvény szabályozza. (2005. évi LXXVIII. törvény és a 2008. évi XLI. törvény „a Nemzeti Akkreditáló Testület szervezetéről, feladat- és hatásköréről, valamint eljárásról szóló 2005. évi LXXVIII törvény módosításáról”). Kalibrálás
önkéntes nem hatósági tevékenység bármely mérőeszközt lehet kalibrálni, ha a vevő kéri, illetve a visszavezetettség igazolása szükséges előfeltételek: nincs engedélyezési előfeltétele végezheti: -vállalat, tulajdonos -felkért, akkreditált kalibráló laboratórium lépései: szemrevételezés metrológiai vizsgálat kalibrálási jegyzőkönyv/ bizonyítvány készítése a dokumentum: nem hatósági dokumentum jelölés: jelzés (pl. zöld matrica) érvényesség ideje: a vállalat maga határozza meg tapasztalatok alapján megismétlés gyakorisága: a vállalat saját felelősségére, saját hatáskörében dönt róla
Hitelesítés
kötelező (törvény előírja) hatósági tevékenység jogszabály írja elő a hitelesítésre kötelezett mérőeszközök körét előfeltételek: hitelesítési engedély az adott mérőeszköz típusra végezheti: kizárólag a mérésügyi hatóság lépései: -típusazonossági vizsgálat -metrológiai vizsgálat -közhitelű tanúsítvány kiadása a dokumentum: hatósági dokumentum jelölés: a hitelesítést tanúsító jel, pl.: hitelesítési bélyeg, plomba érvényesség ideje: a jogszabályban előírt ideig érvényes (feltételek mellett) megismétlés gyakorisága: a jogszabály meghatározza a hitelesítés megismétlésének időközét
A kalibrálás és a hitelesítés összehasonlítása
11
1.4. A mérési folyamatok irányítása Mérésirányítási rendszer (a mérés szabályozási rendszere): a metrológiai megerősítéshez és a mérési folyamatok szabályozásának megvalósításához szükséges, egymással összefüggő vagy egymással kölcsönhatásban álló elemek összessége. A mérésirányítási rendszer kialakításához nyújt útmutatást és segítséget az MSZ EN ISO 10012:2003 szabvány, melynek címe: „Mérésirányítási rendszerek. A mérési folyamatokra és a mérőberendezésekre vonatkozó követelmények (ISO 10012:2003)”. A szabvány négy követelményt határoz meg, ezek összhangban állnak az MSZ EN ISO 9001:2009. „Minőségirányítási rendszerek. Követelmények.” című szabvány követelményeivel. Egyes iparágakban, például az autóiparban a beszállítás feltétele többek között e szabványok előírásainak betartása és ennek tanúsítása. A mérésirányítási rendszer vázlata:
a) A mérésirányítási rendszer kialakításában elsődleges a szervezet vezetőségének felelőssége. A vezetőség határozza meg a metrológiai feladatköröket (lehet egy vagy több személy, nagy szervezetnél egy külön osztály), biztosítja a szükséges erőforrásokat, kialakítja a mérésirányítási rendszer mérhető minőségcéljait és, rendszeresen, tervszerűen átvizsgálja a mérésirányítási rendszer alkalmasságát, hatékonyságát és megfelelőségét. A mérésirányítási rendszert is szabályozni és folyamatosan fejleszteni kell. A mérési folyamat bemenete a vevői igény, így biztosítani kell a vevői követelmények meghatározását és átalakítását metrológiai követelményekké, a vevő metrológiai követelményinek teljesülését, a vevői követelményeknek való megfelelés igazolását. b) A mérési folyamatban részt vevő erőforrások közé soroljuk a mérési folyamatban részt vevő személyeket, a tárgyi erőforrásokat, a mérés tervezéséhez, elvégzéséhez és a minősítéshez szükséges információkat és a külső szállítókat. Meghatározó jelentősége van a mérést végző személyeknek. A bizonyítottan jól felkészült, meghatározott hatáskörrel rendelkező, testileg, szellemileg alkalmas ember mérési eredményei, döntései jobb minőségűek. A tárgyi erőforrások sorába nem csak a hozzáférhető és azonosított mérő berendezések tartoznak, hanem a a mérőberendezések szállítására, átvételére, kezelésére, tárolására vonatkozó dokumentált eljárások kialakítása, fenntartása és alkalmazása is, valamint a környezeti feltételek meghatározása, biztosítása, figyelemmel kísérése és dokumentálása. Az információk az erőforrások között fontos részt képviselnek, mint például mérési eljárási utasítások, szoftverek , feljegyzések, azonosítás. A külső (be)szállítók alapvetően meghatározhatják a mérések eredményeit. Ezért szükséges a velük szemben támasztott követelmények meghatározása, dokumentálása, a kiválasztás, figyelemmel kísérés, értékelés és feljegyzések megőrzése. Kalibrálást végző szállítónál (akkreditált kalibráló laboratórium igénybevétele) a megbízás feltétele az ISO/IEC 17025 szerinti megfelelés. 12
c) A mérési folyamat megvalósítása, metrológiai megerősítés (konfirmálás) Metrológiai megerősítés (konfirmálás) „olyan műveletek összessége, amelyek annak biztosításához szükségesek, hogy egy mérőeszköz kielégítse a szándék szerinti alkalmazás követelményeit”, a mérőberendezés kalibrálását és a mérőberendezés igazolását (verifikálás) foglalja magába. Igazolás (verifikálás): „annak megerősítése objektív bizonyíték szolgáltatásával, hogy az előírt követelmények teljesülnek” [1]. A mérőberendezést kezelő személy számára hozzáférhetővé kell tenni a konfirmált állapotra vonatkozó valamennyi fontos információt. A metrológiai jellemzők olyan tényezők, amelyek hozzájárulnak a mérési bizonytalansághoz, és amelyek a metrológiai megerősítés (konfirmálás) érdekében a metrológiai követelményekkel közvetlenül összehasonlíthatók. A metrológiai megerősítések megismétlésre kerülnek. A közöttük eltelt idő (általában a kalibrálások közötti időszakkal megegyezhet) tapasztalati úton kerül meghatározásra, (szakirodalom ajánlásokat tartalmaz). Ezeket az időközöket szükség szerint felülvizsgálni és módosítani szükséges, például a mérőberendezés javítása után. A megerősített (konfirmált) mérőberendezés szabályozószerveit védeni kell az illetéktelen elállítástól, vagy annak lehetőségétől. A metrológiai megerősítési folyamat feljegyzései azt bizonyítják, hogy a mérőberendezés minden eleme az előírt metrológiai követelményt teljesíti. A feljegyzések készíthetők kézírással, géppel, elektronikusan. Feljegyzéseket csak az arra felhatalmazott személy készíthet, módosíthat, adhat ki vagy érvényteleníthet. A mérés folyamata A mérési folyamatokat tervezni, validálni, bevezetni, dokumentálni és ellenőrizni kell. A metrológiai követelményeket a mérési folyamat tervezési szakaszában határozzák meg a vevő, a szervezet, az ide vonatkozó jogszabályok és előírások követelményei alapján. A követelmények legyenek összhangban a mérés jelentőségével, a végtermék minőségére gyakorolt hatásával (azt és annyit mérjünk, amennyi szükséges és elég). A tervezés során határozzák meg a működési jellemzőket és nagyságukat (pl.: mérési bizonytalanság, ismételhetőség, reprodukálhatóság, stabilitás, stb.). A mérést ellenőrzött feltételek között kell végrehajtani. Ez azt jelenti, hogy a méréshez felhasznált mérőberendezés konfirmált, az alkalmazott mérési eljárás érvényesített, az információk, a környezeti feltételek, a szakképzett személyek rendelkezésre állnak, az eredményeket dokumentálják, az egész mérési folyamatot figyelemmel kísérik. Visszavezethetőség és mérési bizonytalanság. A szabvány előírja, hogy a visszavezethetőséget minden mérési eredmény esetében biztosítani kell, az erre vonatkozó feljegyzéseket a szükséges ideig meg kell őrizni. Szintén előírás, hogy a mérési bizonytalanságot becsülni és dokumentálni kell a mérésirányítási rendszerbe tartozó valamennyi mérési folyamat esetében a mérőberendezés konfirmálása és a mérési folyamat érvényesítése előtt. d) Elemzés, fejlesztés. A mérésirányítási rendszert előre megtervezett gyakorisággal auditálják, a megerősítést és a folyamatokat szintén rendszeresen figyelemmel kísérik azzal a céllal, hogy a hiányosságokat időben feltárva megelőzzék a követelményektől való eltérést. A szervezet célja a hibák, nemmegfelelőségek megelőzése. A nem megfelelő mérési folyamatokat (azonosításuk után) le kell állítani a szükséges helyesbítő intézkedések elrendeléséig. A módosított mérési folyamatot érvényesíteni (validálni) kell az alkalmazása előtt. A hibák feltárásának eszköze lehet pl.: belső audit, vevői panasz vagy visszajelzés, többszöri ellenőrzés, a szabályozó/ellenőrző kártyák elemzése, labor-összehasonlítás, stb. A nem megfelelő mérőberendezéseket a használatból kivonják és a téves használat elkerülése érdekében azonosító jelöléssel látják el. 13
1.5.
Tűréstechnikai számítások
Elméleti ismeretek A gyártás és a méretellenőrzés során egyaránt szükséges lehet a tűrésekkel összefüggő számítások elvégzése. Ezek lehetnek például: az eredő méret és tűréseinek kiszámítása, az összetevő méretek és tűrések kiszámítása, a méterlánc másik bázisra történő átszámítása. 1) Az eredő méret és tűrés kiszámítása: a) Az eredő méret az összetevő méretek összege. (Adott: A, TA és B, TB kiszámítandó: R, TR).
Az eredő méret jele: R. Az eredő névleges méret felső tűréshatárának jele: TR f. Az eredő névleges méret alsó tűréshatárának jele: TR a. Az összetevő méretek névleges méreteinek tűrései: T A a , TA f és TB a , TB f . Az alsó tűréshatárt „a”, a felső tűréshatárt „f” betű jelöli. A bázisfelület vastagított. Feladat: Állapítsuk meg az R eredő méretet és tűrését! Megoldás: Az eredő méret: R = A + B. Az eredő méret tűrése: TR = TR a + TR f , ahol TR a = TA a + TB a és TR f = TA f + TB f b) Az eredő méret az összetevő méretek különbsége. (Adott: A, TA és B, TB kiszámítandó: R, TR).
Az eredő méret jele: R. Az eredő névleges méret felső tűréshatárának jele: TR f. Az eredő névleges méret alsó tűréshatárának jele: TR a. Az összetevő méretek névleges méreteinek tűrései: T A a , TA f és TB a , TB f . Az alsó tűréshatárt „a”, a felső tűréshatárt „f” betű jelöli. A bázisfelület vastagított. Feladat: Állapítsuk meg az R eredő méretet és tűrését! Megoldás: Az eredő méret: R = A – B Az eredő méret tűrése: TR = TR a + TR f , ahol TR a = TA a – TB f Az eredő méret legkisebb, ha A minimális, B pedig maximális méretű. TR f = TA f – TB a Az eredő méret legnagyobb, ha A maximális, B pedig minimális méretű. 14
2) Az összetevő méret és tűrésének kiszámítása. a) Az egyik összetevő mérete egyenlő a másik ismert összetevő méretének és az eredő méretének az összegével. (Adott: B, TB és R, TR, kiszámítandó: A, TA).
A keresett összetevő méret jele: A, TA. Az eredő névleges méret felső tűréshatárának jele: T R f. Az eredő névleges méret alsó tűréshatárának jele: T R a. Az összetevő méretek névleges méreteinek tűrései: TA a , T A f és TB a , TB f. Az alsó tűréshatárt „a”, a felső tűréshatárt „f” betű jelöli. A bázisfelület a vastagított vonal. Feladat: Állapítsuk meg az A összetevő méretet és tűrését! Megoldás: A keresett összetevő névleges mérete az R = A – B összefüggésből: A = B + R. A keresett A méret tűrése: TA = TA a + TA f , ahol TA a = TB f + TR a és TA f = TB a + TR f . A TR a = TA a – TB f összefüggésből fejezzük ki a keresett TA a értékét, a TR f = TA f – TB a összefüggésből fejezzük ki a keresett TA f értékét. b) Az egyik összetevő mérete egyenlő a másik ismert összetevő méretének és az eredő méretének az különbségével. (Adott: A, TA és R, TR, kiszámítandó: B, TB).
A keresett összetevő méret jele: B, TB. Az eredő névleges méret felső tűréshatárának jele: T R f. Az eredő névleges méret alsó tűréshatárának jele: T R a. Az összetevő méretek névleges méreteinek tűrései: TA a , T A f és TB a , TB f . Az alsó tűréshatárt „a”, a felső tűréshatárt „f” betű jelöli. A bázisfelület a vastagított vonal. Feladat: Állapítsuk meg a B összetevő méretet és tűrését! Megoldás: A keresett összetevő névleges mérete az R = A + B összefüggésből: B = R – A. A keresett A méret tűrése: TB = TB a + TB f , ahol TB a = TR a – TA a és TB f = TR f – TA f. A TR a = TA a + TB a összefüggésből fejezzük ki a keresett T B összefüggésből kifejezzük a keresett TB f értékét:
a
értékét, a TR
f
= TA
f
+ TB
f
15
3) Adott méretlánc átszámítása másik bázishoz megadott méretsorba Eredeti méretezés
Átszámított méretezés
Adott: A,TA ; B, TB ; C, TC Feladat: Számítsuk ki D, TD és E, TE értékeit úgy, hogy a megmunkálás után az eredeti méretezésű munkadarabot kapjuk! Megoldás: Természetesen a C, Tc értéke változatlan marad. A feladat megoldásakor az új bázisra írjuk fel az egyenlőségeket, vagyis a következőképpen gondolkodunk: amennyiben a leghosszabb munkadarabból (C max) a lehetséges legrövidebb D (D min) távolságot forgácsoljuk ki, a maradék nem lehet nagyobb a megadott B legnagyobb értékénél (B max) C max – D min = B max összefüggésből kifejezhetjük a keresett D min értékét: D min = C max – B max amennyiben a legrövidebb munkadarabból (C min) a lehetséges legnagyobb D (D max) távolságot forgácsoljuk ki, a maradék nem lehet rövidebb a megadott B legkisebb értékénél (B min) C min – D max = B min összefüggésből kifejezhetjük a keresett D max értékét: D max = C min – B min Hasonló módon számítjuk ki a keresett E, TE méretet is: amennyiben a leghosszabb munkadarabból (C max) a lehetséges legrövidebb E (E min) távolságot forgácsoljuk ki, a maradék nem lehet nagyobb a megadott A legnagyobb értékénél (A max) C max – E min = A max összefüggésből kifejezhetjük a keresett E min értékét: E min = C max – A max amennyiben a legrövidebb munkadarabból (C min) a lehetséges legnagyobb E (E max) távolságot forgácsoljuk ki, a maradék nem lehet rövidebb a megadott A legkisebb értékénél (A min) C min – E max = A min összefüggésből kifejezhetjük a keresett E max értékét: E max = C min – A min Tűrések átszámítása során előfordul, hogy az átszámított tűrésmező szélessége szűkebb lesz. Ez azt jelenti, hogy a gyártás költsége emelkedhet. Ezért minden esetben meg kell vizsgálni az új tűrésezéssel ellátott munkadarab gyártását, beleértve a szükséges gyártási és ellenőrzési költségeket.
16
1.5. Összefoglaló kérdések 1. Mi a mérésügy? 2. Mi a Mérésügyi törvény célja? 3. Mire terjed ki a Mérésügyi törvény hatálya? 4. Milyen feladatokat lát el a Magyar Kereskedelmi Engedélyezési Hivatal? 5. Mikor jár a mérés joghatással? 6. Mivel kell a joghatással járó mérést elvégezni? 7. Melyik mérőeszköz hiteles? 8. Mi a hitelesítés és mi a célja? 9. Mi a kalibrálás? 10. Mi az érvényesítés (validálás)? 11. Melyek a kalibrálás dokumentumai? 12. Mit jelent és mit nem jelent a kalibrált állapot? 13. Melyek a kalibrálás módjai? 14. Mi az akkreditálás? 15. Mi a Nemzeti Akkreditáló Testület feladata? 16. Melyik szabvány szól a mérésirányítási rendszerekről? 17. Mi az MSZ EN ISO 10012:2003 szabvány 4 fő követelménye? 18. Mi a metrológiai megerősítés (konfirmálás)?
17
Méréstechnika BAGMT14NNC
Mérési jegyzőkönyvek
2012 18
ÓE BGK AGI Hosszméréstechnika Labor
1. gyakorlat
A gyakorlat tárgya: Tűréstechnikai számítások A gyakorlat időpontja: …………
Név, évf.: ……………………………………...
1. feladat Határozza meg az R eredő méretet a vázlat szerinti méretlánc esetében! Vázlat:
Adatok:
A = ……………… B = ……………… C = ………………
Az eredő
R = …………………….
Számítások: Az eredő tűrésének határértékei: T R alsó = R – R alsó = T R felső = R felső – R = Tehát az eredő méret:
R = …………………….
2. feladat Méretezze át a vázlaton látható módon a megadott alkatrészt! Határozza meg az „ x „ betűvel jelölt méreteket és azok tűrésértékeit! Vázlat:
Adatok:
A = ……………… B = ……………… C = ………………
Számítások: Az „ x 1 „ méret és tűrése:
Az „ x 2 „ méret és tűrése: 19
Tehát:
x 1 = ………………………….
x 2 = ……………………………
3. feladat Méretezze át a vázlaton látható módon a tengely jellegű alkatrészt! Vázlat:
Adatok:
A =…………………
B = …………………
D = ………………...
E = …………………
C = ……………….
Számítások:
…………………………………… hallgató aláírása
…………………………………… gyakorlatvezető aláírása
20
