Koordinaattimittauskoneen mittausepävarmuus

Abstract

Tämän opinnäytetyön toimeksiantajana oli Tampereen ammattikorkeakoulun tuotantotekniikan laboratorio. Työn tarkoituksena on selvittää Tampereen ammattikorkeakoulun tuotantotekniikan laboratorioon hankitun uuden Mitutoyo CRYSTA-Apex S 574 -koordinaattimittauskoneen mittausepävarmuus. Tuotantotekniikan laboratorio ja uusi koordinaattimittauskone on tarkoitettu pääasiassa opiskelijakäyttöön, mutta palveluita voidaan tarjota myös muille yrityksille ja yhteistyökumppaneille.

Mittausepävarmuus tarkoittaa mittaustulosten vaihtelua, jolle on säädetty sallitut arvot virherajojen avulla. Mittausepävarmuuden selvittäminen on tärkeää, koska mittaustuloksesta tulee täydellinen vasta, kun se esitetään yhdessä mittausepävarmuuden kanssa. Mittausepävarmuuden huomioiminen on erityisen tärkeää, kun työskennellään tarkkojen toleranssien parissa. Mittausepävarmuuden määrittäminen on määritelty EA-4/02-suosituksessa. Tärkeintä mittausepävarmuuden määrittämisessä on virhelähteiden tiedostaminen ja tunnistaminen sekä laskentakaavojen soveltaminen. Tässä opinnäytetyössä mittausepävarmuuden määrittämiseen käytettiin Tampereen ammattikorkeakoulun omia asetusrenkaita ja mittapaloja. Myös porrasmittapalaa tai reikälevyä voitaisiin käyttää mittausepävarmuuden määrittämiseen.

Mittausepävarmuuden lisäksi selvitettiin mittauslaboratorion olosuhteiden vaihtelua seuraamalla ilman lämpötilaa ja suhteellista kosteusprosenttia dataloggerilla noin kahden ja puolen kuukauden ajan. Yhtenä tavoitteena oli myös selvittää mittaustilan mahdollista akkreditointia varten tarvittavat kehitystarpeet, toimenpiteet ja tekniset vaatimukset.

Työn tulokset antavat hyvät lähtökohdat mittausepävarmuuden parantamiseen. Tuloksista selvisi, että itse mittauskoneesta johtuvat epävarmuustekijät ovat suhteessa hyvin pieniä ja että mittaustulosten luotettavuutta voidaan parantaa ja mittausepävarmuutta pienentää merkittävästi jo yksinkertaisillakin parannuksilla mittausolosuhteisiin.

The client for this Bachelor's thesis is the laboratory of production engineering in Tampere University of Applied Sciences. The purpose of this thesis is to evaluate the uncertainty of measurement for the newly acquired Mitutoyo CRYSTA-Apex S 574 coordinate measuring machine in the laboratory of production engineering in Tampere University of Applied Sciences. The laboratory of production engineering and the new coordinate measuring machine are mainly for student use but the services may also be offered to other companies or associates. One of the objectives is also to find out the necessary actions, improvements and technical requirements for a possible accreditation of the measuring laboratory.

The uncertainty of measurement means the permissible variation of the measurement results. Evaluating the uncertainty of measurement is important because the measurement result is complete only when it is displayed along with the uncertainty of measurement. Including the uncertainty of measurement is crucial especially when working with objects with strict tolerances. Evaluating the uncertainty of measurement is determined in the EA-4-02 reference. The most important things in evaluating the uncertainty of measurement are recognizing and being aware of the sources of error and applying the calculation formulas. Block and ring gauges are used for evaluating the uncertainty of measurement in this thesis. Step gauge or a perforated plate could also be used for the evaluation.

Along with the uncertainty evaluation the variation of the surrounding conditions in the measuring laboratory was monitored. The temperature and the relative humidity inside the laboratory is tracked with a datalogger for about two and a half months.

The results of this thesis provide a good basis for improving the uncertainty of measurement. The results make clear that the uncertainty factors caused by the measuring machine itself make up a very small proportion of the whole uncertainty and that the reliability and the uncertainty of the measurement can be improved significantly by improving the surrounding conditions even with some simple alterations.