Метрология размеров , также известная как промышленная метрология , представляет собой применение метрологии для количественной оценки физического размера, формы (очертания), характеристик и относительного расстояния от любой заданной характеристики.
Стандартизированные измерения необходимы для технического прогресса, и ранние измерительные инструменты были найдены еще на заре человеческой цивилизации. [1] Ранние месопотамские и египетские метрологи создали набор стандартов измерений, основанных на частях тела, известных как антропные единицы . Эти древние системы измерений использовали пальцы, ладони, руки, ноги и шаги в качестве интервалов.
Плотники и геодезисты были одними из первых инспекторов размеров, и многие специализированные подразделения ремесленников, такие как ремен, 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 , пруты, шнуры, перчи, стадии, мили и градусы окружности Земли , многие из которых используются до сих пор .
Ранние египетские правители были увеличены в единицах пальцев, ладоней и ступней на основе стандартизированных сеток надписей. Эти сетки описывали стандарты измерения как каноны пропорций и были сделаны соизмеримыми с месопотамскими стандартами, основанными на пальцах, руках и ступнях. 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 различных целей, таких как налогообложение, инфраструктура и многое другое, например, здания и поля, были приняты греками , римлянами и персами в качестве правовых стандартов и стали основой европейских стандартов измерения. [3] Они также использовались для соотнесения длины с площадью с такими единицами, как хет, сетат и арура; площади с объемом с такими единицами, как артаба; и пространства со временем с такими единицами, как египетская минута марша, которая регистрировалась во время путешествия по реке.
Современное измерительное оборудование включает ручные инструменты , КИМ ( координатно-измерительные машины ), системы машинного зрения, лазерные трекеры и оптические компараторы. КИМ основана на технологии ЧПУ для автоматизации измерения декартовых координат с использованием контактного зонда, контактного сканирующего зонда или бесконтактного датчика. Оптические компараторы используются, когда физическое прикосновение к детали нежелательно; компоненты, которые состоят из хрупких или почтовых материалов, требуют измерения с использованием бесконтактных методов. Инструменты теперь могут строить 3D-модели детали и ее внутренних особенностей с использованием сканирования КТ [4] или рентгеновской визуализации [5] .
Измерения часто выражаются как размер относительно теоретически идеальной детали, геометрия которой определена в отпечатке или компьютерной модели. Отпечаток — это чертеж, иллюстрирующий определенную геометрию детали и ее характеристики. Каждая характеристика может иметь размер, расстояние от других характеристик и допустимый допуск, установленный для каждого элемента. Международный язык, используемый для описания физических деталей, называется «Геометрические размеры и допуски» (в просторечии известный как GD&T). Отпечатки могут быть нарисованы вручную или автоматически сгенерированы компьютерной моделью САПР . Однако управляемые компьютером измерительные машины, такие как координатно-измерительные машины (КИМ) и машины визуального измерения (ВИМ), могут измерять деталь относительно модели САПР без необходимости в отпечатке. Обычно этот процесс выполняется для обратного проектирования компонентов.
Промышленная метрология распространена в системах контроля качества производства, помогая выявлять ошибки в производстве компонентов и обеспечивать надлежащую производительность. Чертежи и 3D-модели CAD обычно создаются инженером -механиком .