DIN 2271-2016 Geometrical product specifications (GPS) - Pneumatic length measurement - Characteristics of instruments requirements testing《产品几何技术规范(GPS) 气动长度测量 仪器的特性 要求 试验》.pdf

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1、Dezember 2016DEUTSCHE NORM Preisgruppe 15DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS 17.040.40!%YA“2585430www.din.deDIN 2271Geometrische Produktspezifikation (GPS) Pneu

2、matische Lngenmessung Merkmale der Gerte, Anforderungen, PrfungGeometrical product specifications (GPS) Pneumatic length measurement Characteristics of instruments, requirements, testingSpcification gomtrique des produits (GPS) Mesurage pneumatique de longueur Caractristiques des instruments, exigen

3、ces, testAlleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinErsatz frDIN 2271-1:1976-09,DIN 2271-2:1976-04,DIN 2271-3:2000-02 undDIN 2271-4:1977-11www.beuth.deGesamtumfang 36 SeitenDDIN-Normenausschuss Technische Grundlagen (NATG)DIN 2271:2016-12 2 Inhalt Seite Vorwort 4 Einleitung 5 1 An

4、wendungsbereich . 6 2 Normative Verweisungen . 6 3 Begriffe 6 4 Symbole . 8 5 Konstruktionsmerkmale 8 5.1 Physikalisches Prinzip . 8 5.2 Druckbereiche 9 5.3 Vergleichende Messung . 9 6 Anforderungen an messtechnische Merkmale . 9 6.1 Referenztemperatur . 9 6.2 Merkmale 9 7 Anwendungsbedingungen fr p

5、neumatische Messtechnik . 10 7.1 Druckluft . 10 7.1.1 Allgemeines . 10 7.1.2 Qualitt der Druckluft 10 7.2 Technische Voraussetzungen 10 7.2.1 Allgemeines . 10 7.2.2 Messbereich . 11 7.2.3 Mindestgre der Messflche . 11 7.2.4 Werkstck 11 8 Nachweis der bereinstimmung mit der Spezifikation 11 8.1 Linea

6、ritt 11 8.1.1 Allgemeines . 11 8.1.2 Auswertung der Linearittsabweichung l 12 8.2 Rauschen N . 12 8.3 Wiederholprzision R6. 12 8.4 Bestimmung der Einstelldauer T . 12 8.4.1 Einflussfaktoren . 12 8.4.2 Messung der Zeitkonstante 13 8.4.3 Bestimmung der Koeffizienten k und T013 9 Kennzeichnung . 13 (in

7、formativ) Erluterungen . 14 Anhang AA.1 Merkmale 14 A.2 Einstelldauer . 14 A.3 Druckbereiche 14 (informativ) Gerteeigenschaften Anwendungshinweise 15 Anhang BB.1 Bevorzugte Einsatzmglichkeiten . 15 B.2 Besondere Eigenschaften . 15 B.3 Vorteile 15 B.3.1 Allgemeines . 15 DIN 2271:2016-12 3 B.3.2 Messk

8、raft 15 B.3.3 Materialschonende Messung . 16 B.3.4 Unempfindlichkeit 16 B.3.5 Geringe Baugre . 16 B.4 Nachteile . 16 B.5 Messunsicherheit 16 (informativ) Bauarten . 17 Anhang CC.1 Durchflussmessverfahren 17 C.2 Druckmessverfahren . 18 C.2.1 Allgemeines . 18 C.2.2 Reihenschaltung 18 C.2.3 Brckenschal

9、tung . 19 C.3 Messwertaufnehmer 19 C.3.1 Allgemeines . 19 C.3.2 Berhrungslos arbeitende Messwertaufnehmer 19 C.3.3 Dsenmessdorn . 20 C.3.4 Dsenmessring und Dsenmessrachen 20 C.3.5 Dsenmesstaster . 21 C.3.6 Ringdsenmessdorn . 21 C.3.7 Mechanisch berhrende Messwertaufnehmer . 22 C.4 Anzeigegerte . 22

10、C.4.1 Allgemeines . 22 C.4.2 Elektronische Anzeigen . 22 C.4.3 Zeigergerte mit Rundskale 23 C.4.4 Sulengerte mit Langskale. 24 (informativ) Anwendungsbeispiele fr pneumatische Messwertaufnehmer mit Anhang Drotationssymmetrischer Querschnittsform 25 D.1 Allgemeines . 25 D.2 Paarungsmessung . 25 D.3 F

11、ormmessung . 25 D.3.1 Geradheit von Bohrungen 25 D.3.2 Rundheit von Bohrungen . 25 D.3.3 Kegelwinkel . 25 D.4 Lagemessung . 26 D.4.1 Rechtwinkligkeit 26 D.4.2 Parallelitt einer Flche 27 D.4.3 Position von Flchen 27 D.4.4 Koaxialittsmessung zweier Bohrungsachsen zueinander . 27 D.4.5 Planlauf einer e

12、benen Stirnflche . 28 D.4.6 Simultane Messungen 28 D.5 Sonderanwendung Pneumatische Waage . 29 (informativ) Berechnungsbeispiele 30 Anhang EE.1 Linearittsabweichung 30 E.2 Bestimmung der Einstelldauer T . 32 E.2.1 Allgemeines . 32 E.2.2 Messungen . 32 E.2.3 Auswertung 33 E.2.4 Bestimmung der Abweich

13、ung nach Einstelldauer s . 35 Literaturhinweise. 36 DIN 2271:2016-12 4 Vorwort Dieses Dokument wurde vom Unterausschuss NA 152-03-02-07 UA Lngenprftechnik auer Koordinaten-, Form- und Oberflchenmesstechnik sowie Gewindekenngren“ im DIN-Normenausschuss Technische Grundlagen (NATG) erarbeitet. Das Zie

14、l dieses Dokuments ist es, in diesem Fachbereich eine einheitliche Terminologie zu schaffen und die besonderen Eigenschaften der pneumatischen Abstandsmessung aufzuzeigen. Es wird auf die Mglichkeit hingewiesen, dass einige Elemente dieses Dokuments Patentrechte berhren knnen. Das DIN und/oder die D

15、KE sind nicht dafr verantwortlich, einige oder alle diesbezglichen Patentrechte zu identifizieren. Die Anhnge dienen der Information. nderungen Gegenber DIN 2271-1:1976-09, DIN 2271-2:1976-04, DIN 2271-3:2000-02 und DIN 2271-4:1977-11 wurden folgende nderungen vorgenommen: a) der Begriff Einstelldau

16、er“ ersetzt den Begriff Einstellzeit“; b) der Begriff Messabweichung“ wurde aufgenommen; c) das Merkmal Fehlergrenze G“ wurde anstelle des bisher blichen Merkmals Abweichung f5“ eingefhrt; d) der Begriff Wiederholgrenze r“ ersetzt den Begriff Wiederholbarkeit“; e) der Begriff Wiederholprzision“ wurd

17、e aufgenommen; f) der Abschnitt Referenztemperatur“ wurde aufgenommen; g) die Norm wurde redaktionell berarbeitet. Frhere Ausgaben DIN 2271-1: 1976-04, 1976-09 DIN 2271-2: 1976-04 DIN 2271-3: 1976-11, 2000-02 DIN 2271-4: 1977-11 DIN 2271:2016-12 5 Einleitung Austauschbarkeit Mit groer Wahrscheinlich

18、keit wird es auf lange Jahre hinaus unmglich sein, die pneumatischen Lngen-messgerte so weitgehend zu normen, dass man Messwertaufnehmer und Anzeigegerte verschiedener Her-steller austauschen kann. Dies ist nicht in erster Linie eine Frage der Anschlussmae, deren Verein-heitlichung Schwierigkeiten m

19、achen wrde; viel entscheidender ist die Tatsache, dass die einzelnen Bau-elemente der verschiedenen Systeme so verschieden sind, dass der Austausch eines Elementes die gesamte Messkette auer Funktion setzen kann. Die an den meisten Gerten vorhandenen Nullsteller und Fein-abgleich fr die bersetzung h

20、aben nur einen kleinen Stellbereich, der nur den Austausch von Mess-wertaufnehmern desselben Systems zulsst. Anwendung Man hat sich bewusst darauf beschrnkt, nur die wichtigsten und fr die pneumatische Lngenmessung typischen Anwendungshinweise zu geben und nur eine kleine Auswahl von Einsatzmglichke

21、iten aufzu-zeigen, zu denen es unter den jeweiligen technischen Umstnden mglicherweise keine oder nur eine erheb-lich aufwendigere Alternativlsung gibt. So knnen die Beispiele der Anwendungen fr den mit der pneu-matischen Lngenmessung noch nicht vertrauten Messtechniker und Prfmittelplaner nur Denka

22、nste zur wirtschaftlichen Lsung einer Messaufgabe sein, denen eine detaillierte Beratung mit den Gerteherstellern folgen muss. DIN 2271:2016-12 6 1 Anwendungsbereich Diese Norm gilt fr pneumatische Lngenmesseinrichtungen, bestehend aus Messwertaufnehmer und Anzeigegert. Diese Norm gibt eine bersicht

23、 ber die gebruchlichen pneumatischen Lngenmessverfahren mit dem Ziel, eine einheitliche Terminologie zu schaffen. 2 Normative Verweisungen Die folgenden Dokumente, die in diesem Dokument teilweise oder als Ganzes zitiert werden, sind fr die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verw

24、eisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen). DIN 1319-1, Grundlagen der Messtechnik Teil 1: Grundbegriffe DIN 1319-2, Grundlagen der Messtechnik Teil 2: Begriffe fr Messmittel

25、 DIN EN ISO 1, Geometrische Produktspezifikation (GPS) Referenztemperatur fr geometrische Produkt-spezifikation und -prfung DIN EN ISO 14978, Geometrische Produktspezifikation (GPS) Allgemeine Begriffe und Anforderungen fr GPS-Messeinrichtungen ISO 8573-1, Compressed air Part 1: Contaminants and pur

26、ity classes VIM, Internationales Wrterbuch der Metrologie1)3 Begriffe Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die Begriffe nach DIN 1319-1, DIN 1319-2, DIN EN ISO 14978, VIM Internationales Wrterbuch der Metrologie“ und die folgenden Begriffe. 3.1 Versorgungsdruck psDruck vor dem Druckregler der pn

27、eumatischen Lngenmesseinrichtung 3.2 Speisedruck prDruck hinter dem Druckregler 3.3 Messkammerdruck pmbei nach dem Druckmessverfahren arbeitenden Gerten der Druck zwischen Vordse und Messdse Anmerkung 1 zum Begriff: Durchflussmessgerte haben keine Messkammer und keine Vordse. 1) Zu beziehen bei: Beu

28、th Verlag GmbH, 10772 Berlin, Best.-Nr. 22472, ISBN 978-3-410-22472-3. DIN 2271:2016-12 7 3.4 Druckregler Bauteil zur Reduzierung und Regelung des in der Zuleitung zum Messgert herrschenden Versorgungsdrucks mit einer fr den Speisedruck des Messgertes erforderlichen Genauigkeit 3.5 Nullsteller Vorri

29、chtung zur Vernderung der Lage des Nullpunktes entweder pneumatisch innerhalb des Linearbereiches oder durch Verstellen der gegenseitigen Lage von Zeiger und Skale 3.6 Einstelldauer T Zeitspanne zwischen dem sprunghaften bergang vom freien Ausstrmen und dem Zeitpunkt, bei dem in der Mitte des Messbe

30、reichs die Messabweichung innerhalb vorgegebener Fehlergrenzen bleibt Anmerkung 1 zum Begriff: Die Einstelldauer T ist das 4,6-fache der Zeitkonstante . Dies entspricht der Zeit fr das Erreichen von 99,0 % der asymptotischen Sprunghhe. 3.7 Pneumatische Empfindlichkeit E nderung der Ausgangsgre (nder

31、ung der Anzeige, z. B. des Zeigers oder Schwebekrpers) des Mess-gertes, bezogen auf die nderung des Wertes der Eingangsgre 3.8 Rauschen N Streubreite (Range) der Messwerte des bandbreitenbegrenzten Signals im eingeschwungenen Zustand 3.9 Wiederholprzision R6Fhigkeit einer pneumatischen Lngenmesseinr

32、ichtung, bei wiederholtem Anlegen derselben Messgre unter denselben Messbedingungen nahe beieinander liegende Anzeigen zu liefern 3.10 Messwertumkehrspanne fuUnterschied der Anzeigen fr denselben Wert der Messgre, wenn einerseits bei steigenden und andererseits bei fallenden Werten der Anzeige gemes

33、sen wird DIN 2271:2016-12 8 4 Symbole Eine Schaltung im Sinne dieser Norm stellt die Verknpfung der Energieversorgung, des Filters, des Druck-reglers, der Dsen (Vordsen und Messdsen) und Anzeige dar, siehe Tabelle 1. Tabelle 1 Schaltungssymbole und Benennungen Begriff Symbol Leitung Energieversorgun

34、g, Druckquelle Filter Druckregler Anzeige, Manometer, Drucksensor Dse (Vordse, Messdse) Energieversorgung, Filter, Druckregler, Dsen und Anzeige knnen in Reihe oder als Netzwerk geschaltet sein. 5 Konstruktionsmerkmale 5.1 Physikalisches Prinzip Das zum Messen verwendete Medium ist blicherweise Druc

35、kluft. Der durch einen Strmungskanal durch-gesetzte Volumendurchfluss wird durch den engsten Querschnitt des Strmungskanals bestimmt. Bei pneu-matischen Lngenmessverfahren wird dieser engste Querschnitt durch die Ringspaltflche As, im System Dse Prallplatte gebildet (siehe Bild 1). Legende 1 Prallpl

36、atte d Bohrungsdurchmesser s Abstand zwischen Dse und Prallplatte Bild 1 System Dse - Prallplatte DIN 2271:2016-12 9 Die Ringspaltflche Asdarf nicht grer als der Bohrungsquerschnitt Adsein. Daraus folgt, dass dieses Prin-zip im Allgemeinen nur dann funktioniert, wenn der Abstand s zwischen Dse und P

37、rallplatte nicht grer als ein Viertel des Bohrungsdurchmessers d ist. Fr Dsen mit anderen Querschnittsformen gilt diese Beziehung sinngem. Die Vernderung des Abstandes s bewirkt eine nderung des Volumendurchflusses. Dieser Effekt wird bei den pneumatischen Lngenmessverfahren in unterschiedlicher Wei

38、se ausgenutzt. 5.2 Druckbereiche Der Druck vor der Messdse muss so hoch sein, dass sich eine berschallgeschwindigkeit ausbildet. Dann ist das Messsystem unempfindlich gegenber Druckschwankungen. Um vom Umgebungsdruck patunabhngig zu sein, muss sich zwischen Messdse und Werkstck eine ber-schallstrmun

39、g ausbilden. blicherweise ist das ab einem Druck von ca. 0,9 bar der Fall. Diese Bedingungen sind fr folgendes Verhltnis atm der Absolutdrcke gegeben: atm cDabei ist das kritische Druckverhltnis Xcfr Luft: c= 0,528 Bei einem Umgebungsdruck von at= 1,013 bar (absolut) gilt fr den erforderlichen Messk

40、ammer-berdruck: m(Druckdifferenz) 1,0130,528 1,013 bar m(Druckdifferenz) 0,9 bar 5.3 Vergleichende Messung Die pneumatische Messung ist in der Regel eine vergleichende Messung. Dabei werden Unterschiede zu einem bekannten Einstellnormal gemessen. 6 Anforderungen an messtechnische Merkmale 6.1 Refere

41、nztemperatur 20 C nach DIN EN ISO 1. 6.2 Merkmale Der Hersteller kann die Kenngren entsprechend der Merkmale in der Tabelle 2 angeben. DIN 2271:2016-12 10 Tabelle 2 Angaben fr pneumatische Lngenmesseinrichtungen Merkmal Symbol Einheit pneumatische Empfindlichkeit E mbar/m Versorgungsdruck psbar Spei

42、sedruck prbar Luftverbrauch bei freiem AusstrmenaQVm3/h Luftverbrauch in der Mitte des MessbereichsaQV0m3/h Einstelldauer Gesamtsystem T s Einstelldauer Wandler T0s Abweichung nach Einstelldauer s m Messkraft F N Messkammerdruck pmbar Messwertumkehrspanne fum Linearittsabweichung l m Wiederholprzisi

43、on R6m Rauschen N m azurckgerechnet auf das Volumen bei atmosphrischem Druck (Normal-Kubikmeter“) 7 Anwendungsbedingungen fr pneumatische Messtechnik 7.1 Druckluft 7.1.1 Allgemeines Es muss ein Druckluftnetz vorhanden sein, um die anzuschlieenden Gerte ausreichend mit Druckluft ver-sorgen zu knnen.

44、Um Verschmutzungen der Messeinrichtungen zu vermeiden, muss die Druckluft mglichst frei von l, Wasser und festen Bestandteilen sein. 7.1.2 Qualitt der Druckluft Fr die unterschiedlichen pneumatischen Anwendungen gibt es empfohlene Gteklassen, die jeweils von den Gerten vertragen wird. In der Norm IS

45、O 8573-1 wird eine Einteilung der Druckluftqualitt in Qualittsklassen vorgenommen. ANMERKUNG Fr die Verwendung mit nachgeschalteter Aufbereitungseinheit muss die werksseitig angelieferte Luft mindestens Klasse 4 entsprechen. 7.2 Technische Voraussetzungen 7.2.1 Allgemeines Um berhaupt pneumatische L

46、ngenmessgerte einsetzen zu knnen, mssen mehrere technische Voraus-setzungen erfllt sein. DIN 2271:2016-12 11 7.2.2 Messbereich Der Messbereich der einzusetzenden pneumatischen Lngenmessgerte muss auf die jeweilige Werk-stcktoleranz abgestimmt sein. Der maximale Messbereich betrgt bei berhrungsloser

47、Messung je nach Art der Messaufgabe 100 m bis 200 m. 7.2.3 Mindestgre der Messflche Bei Anwendung berhrungslos arbeitender Messwertaufnehmer muss die Messflche mindestens so gro sein wie die Stirnflche der Messdse. Andernfalls mssen mechanisch berhrende Messwertaufnehmer verwendet werden. 7.2.4 Werk

48、stck 7.2.4.1 Allgemeines Nicht jedes Werkstck ist grundstzlich geeignet mit pneumatischen Lngenmessgerten auf Ma und/oder Form- und Lageabweichungen geprft zu werden. Es mssen folgende technische Voraussetzungen erfllt sein: 7.2.4.2 Dnnwandige Werkstcke und Werkstcke mit geringer Formstabilitt Obwohl bei berhrungsloser Antastung pneumatische Lngenmessgerte mit relativ geringen Messkrften arbeiten, knnen besonders bei dnnwandigen und/oder nicht formstabilen Werkstcken elastische Ver-formungen durch die austretende Druckluft auftreten. In diesen Fllen knnen