Primjena metode za smanjenje šuma na signal mjerenja kružnosti

undergraduate thesis

• Title (english): Noise reduction method applied on roundness measurement signal
• Author: Karlo Kožić
• Mentor: Vedran Šimunović (mentor)
• Committee member: Branko Bauer (predsjednik povjerenstva)
• Granter: University of Zagreb; Faculty of Mechanical Engineering and Naval Architecture; Zagreb
• Defense date and country: 2019-09-26, Croatia
• Scientific / art field, discipline and subdiscipline: TECHNICAL SCIENCES; Mechanical Engineering

Abstract

U ovom završnom radu prikazan je problem utjecaja šuma na rezultat mjerenja odstupanja od kružnosti. U uvodu je opisan pojam kružnosti, karakteristične greške kružnosti te upotreba kružnosti kao tolerancije oblika u tehničkim nacrtima.
Sljedeće poglavlje prikazuje na koji se način mjeri odstupanje od kružnosti te je prikazan postupak mjerenja odstupanja od kružnosti u Laboratoriju za precizna mjerenja dužina (LFSB) na Fakultetu strojarstva i brodogradnje (FSB).
Nakon toga detaljno su prikazani parametri koji opisuju stanje kružnosti. Svaki od tih parametara odnosi se na referentnu kružnicu koja je pridružena objektu mjerenja, odnosno kružnom profilu. Također je prikazan postupak postavljanja odgovarajuće geometrije, odnosno proces postavljanja zamjenske geometrije iz stvarnih podataka prikupljenih mjeriteljskim instrumentima.
Zatim su opisane dvije metode pomoću kojih se uklanja šum iz rezultata mjerenja odstupanja od kružnosti. Prva metoda smanjuje šum ekstrapolacijom jednog parametra kružnosti, dok druga metoda koristi Fourierovu transformaciju te provođenjem više mjerenja kroz određeni set jednadžbi generira profil smanjenog šuma.
U idućem poglavlju prikazan je detaljan način uklanjanja ekscentričnosti objekta što je važno iz razloga što na ekcentričnost direktno utječe sam mjeritelj. Uz što manju ekscentričnost rezultati mjerenja će biti točniji. Također je prikazano uklanjanje šuma metodom ekstrapolacije parametra kružnosti. Postupak je simuliran u programskom paketu Matlab.
Ista metoda provedena je na simulaciji tri primjera sa različitim brojem mjerenja. Iz tablično prikazanih rezultata vidljivo je da se utjecaj šuma smanjuje sa povećanim brojem mjerenja. Također je vidljivo da su dovoljna četiri ponovljena mjerenja za dovoljno pouzdane rezultate. Daljnjim ponavljanjem mjerenja šum će biti smanjen, ali ga nije moguće u potpunosti ukloniti.
Zadnji dio ovog završnog rada prikazuje ekstrapolaciju parametra kružnosti provedenu na stvarnim rezultatima mjerenja dobivenim u LFSB-u, njihovu analizu te zaključak.

Abstract (english)

This paper presents the problem of the impact that noise has on the result of measuring roundness deviation. Introduction describes the notion of roundness, characteristical/typical errors in roundness and the use of roundness as a tolerance in technical designs.
The following section shows how roundness deviation is measured and the procedure of measuring roundness deviation in Laboratory for Precision Length Measurements (LFSB) at Faculty of Mechanical Engineering and Naval Architecture (FSB).
After that, the parameters describing the state of roundness are presented in detail. Each of these parameters refers to a reference circle that is associated to a measurement object. There is also shown a procedure for setting the most suitable geometry - the procedure for setting replacement geometries from the actual data collected by measuring instruments.
Furthermore, two methods by which noise can be eliminated when measuring deviation from roundness are described. The first method reduces noise by extrapolating one roundness parameter, while the second method uses a Fourier transformation and generates a reduced noise profile by conducting several measurements through a set of equations.
The next section presents a detailed way of removing the eccentricity of an object, which is important because the eccentricity is directly affected by the measurer themself. With decreased eccentricity, measurement results will come out more accurate. There is also a noise removal presented by the method of extrapolation of the roundness parameter. This procedure is simulated in the software package Matlab.
The same method was conducted by simulating three examples with a different number of measurements. The results presented in the tables show that the impact of noise is deacreased with increasing number of measurements. It is also evident that four repeated measurements are (ne treba good) enough for sufficiently reliable results. By increasing the number of measurements, the noise is reduced, although it can not be completely eliminated.
The last part of this paper shows the extrapolation of the circularity parameter conducted on the actual measurement results obtained in the LFSB, their analysis and conclusion.

• Keywords: kružnost; odstupanje od kružnosti; uklanjanje šuma
• Keywords (english): roundness; roundness deviation; noise elimination
• Language: croatian
• URN:NBN: urn:nbn:hr:235:880026
• Study programme: Title: Mechanical Engineering; Study programme type: university; Study level: undergraduate; Academic / professional title: sveučilišni/a prvostupnik/ prvostupnica (baccalaureus/baccalaurea) inženjer/inženjerka strojarstva (sveučilišni/a prvostupnik/ prvostupnica (baccalaureus/baccalaurea) inženjer/inženjerka strojarstva)
• Type of resource: Text
• File origin: Born digital
• Access conditions: Open access
• Created on: 2019-09-22 18:20:05