Параметр (техника)

Нормированный параметр (или, более правильно, нормированное значение параметра) — это теоретическая величина, значение которой устанавливается нормативно-техническими документами и характеризует признаки модели соответствующего технического устройства. Выражается предельными допустимыми значениями параметра. Изделие, параметры которого будут находиться внутри интервала, образованного этими предельно-допустимыми значениями, считается работоспособным и может использоваться по назначению.

Например, длина стержня, указанная на чертеже, составляет 98…104 мм. Это — нормированное значение параметра, установленное чертежом, а 98 и 104 — предельно-допустимые его значения (наименьшее и наибольшее предельно-допустимые значения параметра).

Если одно из предельных значений равно нулю или бесконечности, то оно не указывается, а подразумевается. Например, твёрдость поверхности детали не менее НВ180, что означает 180…∞. Или, например, поднимаемый груз — 200 кг, что соответствует 0…200.

Для марки материала, например, стали, предельно-допустимые значения содержатся в соответствующем ей ГОСТе.

Величина интервала, ограниченного предельными значениями параметров, называется допуском параметра. Он обозначается буквой T (в предыдущем примере Т = 104–98 = 6 мм). Сама же область допустимых значений параметров называется полем допуска.

Действительный параметр (или действительное значение параметра) характеризует признаки конкретного реального изделия. Его определяют путём испытаний[1] или измерительного эксперимента с точностью, достаточной для контроля этого параметра.

Обычно каждое замеренное действительное значение уникально, так как его величина зависит от внешних условий, условий изготовления, способа и точности измерения и многих других факторов. С целью повышения достоверности знания значения параметра проводят ряд измерений, результаты которых будут иметь разброс внутри какого-то интервала. По этой причине действительное значение параметра задают диапазоном. Совпадение действительных значений одних и тех же параметров изделий из их партии возможно только в пределах точности измерения.

Например, измерениями была установлена длина стержня 97…98 мм. Это — действительное значение параметра, истинное значение которого лежит внутри диапазона, заданного суммарной погрешностью измерения. Повышение точности измерений сузит данный диапазон, например, до 97,6…98,1 мм.

Точность оценивается погрешностью измерения, которая представляет собой разность между действительным и истинным значениями параметра. За истинное значение параметра принимается идеальное значение, к которому стремится действительное значение параметра при повышении точности измерения. Истинное значение не может быть определено экспериментально, поскольку все средства измерения имеют некоторую погрешность измерения. Вместо истинного значения для оценки погрешности измерения берут действительное значение параметра, определенное другим средством измерения, погрешность которого на порядок меньше допустимого значения для данной цели.

Погрешность измерения включает в себя составляющие, причинами возникновения которых являются средства измерения, метод измерения и оператор (субъект).

Для удобства записи параметров используют номинальный[2] параметр (номинальное значение параметра), то есть такое его значение, которое служит началом отсчета действительных и предельно допустимых отклонений. Субъективно назначается человеком либо является результатом операций с такими же номинальными параметрами.

Например, длину стержня, указанную на чертеже, можно записать как 101±3 мм. Здесь 101 — номинальное значение, ±3 — отклонения, задающие предельные значения параметра (98…104). В приведенном примере номинальное значение выбрано из середины интервала и, как следствие, отклонения будут симметричными. Если в качестве номинального значения принять «круглую» величину 100, то форма записи данного нормированного параметра примет, например, следующий вид ${\displaystyle \varnothing 100_{-2}^{+4}}$, где +4 — величина верхнего предельного отклонения (100+4), −2 — нижнего (100+(-2)).

Номинальным параметром можно считать марку материала, приведённую без ссылки на соответствующий ГОСТ, например, сталь 45.

Часто оперируют только с номинальными значениями параметров, например, указывают длину стержня как 100 мм. Решать уравнения с параметрами, заданными в таком виде, удобнее, хотя теряется ощущение точности не только исходных данных, но и результата вычислений.

Однако изделие считается годным, если действительные значения его параметров попадают в интервал, задаваемый предельными значениями нормируемого параметра. Если указано только номинальное значение нормируемого параметра, то формально значение интервала равно нулю и попасть в такой интервал практически невозможно и, следовательно, каждое изделие по этому параметру будет бракованным. Поэтому в документации (особенно предназначенной для других пользователей — заказчика, исполнителя, покупателя, других специалистов) принято приводить нормированные значения параметров, а не указывать только их номинальные значения.

Для устранения излишнего многообразия номинальных значений параметров их рекомендуют нормировать, то есть приводить в соответствие (например, округлять расчетные значения) с предпочтительными числами.