Как работать микрометром

Метод измерений — прием или совокупность приемов сравнения измеряемой физической величины с ее единицей в соответствии с реализованным принципом измерений. Под принципом измерений понимается физическое явление или эффект, положенные в основу измерения тем или иным типом средств измерений.

Метод измерений обусловлен устройством средств измерений. Средствами измерений являются используемые технические средства, имеющие нормированные метрологические свойства

Различают следующие основные методы измерений:

1) метод непосредственной оценки;

2) метод сравнения с мерой;

3) нулевой метод;

4) метод измерения замещением;

5) метод измерений дополнением;

6) дифференциальный метод;

7) контактный метод;

8) бесконтактный метод.

Непосредственный метод — метод измерений, в котором значение величины определяют непосредственно по отсчетному устройству измерительного прибора. Например, измерение размера с помощью штангенциркуля или микрометра, силы электрического тока амперметром.

Метод сравнения с мерой — метод измерений, в котором измеряемую величину сравнивают с величиной, воспроизводимой мерой. Например, измерение массы на рычажных весах с уравновешиванием гирями (мерами массы с известными значениями).

Нулевой метод измерений — метод сравнения с мерой, в котором результирующий эффект воздействия измеряемой величины и меры доводят до нуля; например, измерение сопротивления с помощью моста сопротивлений.

Метод измерения замещением — метод сравнения с мерой, в котором измеряемую величину замещают известной величиной, воспроизводимой мерой. Например, на чашку весов, предназначенную для взвешивания массы, устанавливают полный комплект гирь и уравновешивают весы произвольным грузом. Затем на чашку с гирями помещают взвешиваемую массу и снимают часть гирь для восстановления равновесия. Суммарное значение массы снятых гирь соответствует значению взвешиваемой массы (способ Д.И. Менделеева).

Метод измерений дополнением — метод сравнения с мерой, в котором значение измеряемой величины дополняется мерой этой же величины с таким расчетом, чтобы на прибор воздействовала сумма, равная заранее заданному значению.

Дифференциальный метод измерений — метод измерений, при котором измеряемая величина сравнивается с однородной величиной, имеющей известное значение, незначительно отличающееся от измеряемой величины, при котором измеряется разность между этими двумя значениями. В этом случае относительная погрешность Dх измеряемой величины х будет равна

Dх=а/х*Dи+Dм,

где Dи — инструментальная погрешность прибора; Dм — относительная погрешность калибровки меры, отнесенная к номинальному значению меры xм;

а = х — xм.

При малых а влияние Dи на точность результата измерений может быть сведена к нулю. Этот метод нашел распространение в поверке.

Контактный метод измерений — метод, основанный на том, что чувствительный элемент прибора приводится в контакт с объектом измерения. Например, контроль температуры термометром.

Бесконтактный метод измерения — метод, основанный на том, что чувствительный элемент прибора не приводится в контакт с объектом измерения. Например, измерение температуры пирометром.

Выбор того или иного метода измерений определяется назначением их результатов и требованиями к точности.

ВИДЫ ИЗМЕРЕНИЙ

Измерения являются одним из важнейших путей познания природы человеком. Они дают количественную характеристику окружающего мира, раскрывая человеку действующие в природе закономерности.

Измерения служат основой научно-технических знаний и имеют первостепенное значение для учета материальных ресурсов и планирования, для внутренней и внешней торговли, для обеспечения качества продукции, взаимозаменяемости узлов (деталей) и совершенствования технологии, для обеспечения безопасности труда и других видов человеческой деятельности.При всяком измерении мы с помощью эксперимента оцениваем физическую величину в виде

некоторого числа принятых для нее единиц, т. е. находим ее значение. Измерение — это нахождение значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств.

Отраслью науки, изучающей измерения, является метрология. Важнейшей задачей метрологии является усовершенствованием эталонов, разработкой новых методов точных измерений, обеспечение единства и необходимой точности измерений.

Существует несколько видов измерений.

По характеру зависимости измеряемой величины от времени измерения разделяются на:

· статические, при которых измеряемая величина остается постоянной во времени;

· динамические, в процессе которых измеряемая величина изменяется и является непостоянной во времени.

По способу получения результатов измерений их разделяют на:

· прямые — это измерения, при которых искомое значение физической величины находят непосредственно из опытных данных. Прямые измерения можно выразить формулой Q = X, где Q — искомое значение измеряемой величины, а X — значение, непосредственно получаемое из опытных данных. Примерами прямых служат измерения длины тела линейкой, массы при помощи весов и др.

· косвенные — это измерения, при которых искомую величину определяют на основании известной зависимости между этой величиной и величинами, подвергаемыми прямым измерениям, т. е. измеряют не собственно определяемую величину, а другие, функционально с ней связанные.

Значение измеряемой величины находят путем вычисления по формуле Q = F(x1, x2, …, хN), где Q -искомое значение косвенно измеряемой величины; F — функциональная зависимость, которая заранее известна, x1, x2, …, хN — значения величин, измеренных прямым способом.

· совокупные — это производимые одновременно измерения нескольких одноименных величин, при которых искомую определяют решением системы уравнений, получаемых при прямых измерениях различных сочетаний этих величин.

· совместные — это производимые одновременно измерения двух или нескольких неодноименных величин для нахождения зависимостей между ними.

По условиям, определяющим точность результата, измерения делятся на:

·метрологические измерения — измерения максимально возможной точности, достижимой при существующем уровне техники. К ним относятся: эталонные измерения, связанные с максимально возможной точностью воспроизведения установленных единиц физических величин; измерения физических констант, прежде всего универсальных (например абсолютного значения ускорения свободного падения, гиромагнитного отношения протона и др.); некоторые специальные измерения, требующие высокой точности;

· контрольно-поверочные измерения, погрешность которых с определенной вероятностью не должна превышать некоторого заданного значения. К ним относятся измерения, выполняемые лабораториями государственного надзора за внедрением и соблюдением стандартов и состоянием измерительной техники и заводскими измерительными лабораториями, которые гарантируют погрешность результата с определенной вероятностью, не превышающей

некоторого, заранее заданного значения;

· технические измерения, в которых погрешность результата определяется характеристиками средств измерений. Примерами технических измерений являются измерения, выполняемые в процессе производства на машиностроительных предприятиях, на щитах распределительных устройств электрических станций и др.

По способу выражения результатов измерений различают:

· абсолютные измерения — измерения, которые основаны на прямых измерениях одной или нескольких основных величин или на использовании значений физических констант. Примером абсолютных измерений может служить определение длины в метрах, силы электрического тока в

амперах, ускорения свободного падения в метрах на секунду в квадрате.

· относительные измерения — это измерения отношения величины к одноименной величине, играющей роль единицы, или измерения величины по отношению к одноименной величине, принимаемой за исходную.

По характеристике средства измерения:

· равноточные измерения — это ряд измерений физической величины, выполненных одинаковыми по точности средствами измерений и в одних и тех же условиях;

·неравноточные измерения — это ряд измерений, выполненных различными по точности средствами измерений и (или) в несколько разных условиях.

По числу измерений в ряду измерений:

· однократные измерения — это измерения, выполненные только один раз;

·многократные измерения — это измерения одного и того же размера физической величины, результаты которых получены из нескольких следующих друг за другом измерений, т. е. состоящие из ряда однократных измерений.

Микрометры гладкие предназначены для измерения наружных линейных размеров изделий. Выпускаются с диапазоном измерения 0…25, 25…50, 50…75 мм и т. д. соответственно до 275…300 мм, далее 300…400, 400…500 и 500…600 мм по ГОСТ 6507-90.

Основанием микрометра является скоба 1 (рис. 3), а передаточным устройством служит винтовая пара, состоящая из микрометрического винта 3 и микрометрической гайки, расположенной в стебле 5. В скобу 1 запрессованы пятка 2 и стебель 5. Измеряемая деталь охватывается измерительными поверхностями микровинта 3 и пятки 2. Барабан 6 присоединен к микровинту 3 корпусом трещотки 7. Для приближения микровинта 3 к пятке 2 его вращают за барабан или за трещотку правой рукой по часовой стрелке (от себя), а для удаления микровинта от пятки его вращают против часовой стрелки (на себя). Закрепляют микровинт в требуемом положении стопором 4. При плотном соприкосновении измерительных поверхностей микрометра с поверхностью измеряемой детали трещотка проворачивается с легким треском, при этом стабилизируется измерительное усилие микрометра.

mikrometr2

В этом положении нулевой штрих шкалы барабана должен совпасть с продольным штрихом шкалы стебля, а срез барабана должен находиться над нулевым штрихом шкалы стебля (рис. 5).

Результат измерения размера микрометром отсчитывается как сумма отсчетов по шкале стебля 5 и барабана 6. Цена деления шкалы стебля 0,5 мм, а шкалы барабана 0,01 мм. Предельная погрешность измерения наружных размеров гладким микрометром номинальным размером 0…25 мм составляет Δ = 5 мм; номинальным размером 25…50 мм составляет Δ = 10 мм.

2.5. Подготовка к измерению

а) цилиндрическую поверхность элемента вала, который задано измерить, тщательно протереть чистой тканью для удаления налипших остатков стружки, окалины, шлама и смазочно-охлаждающей жидкости.

b) протереть микрометр чистой тканью (особенно тщательно измерительные поверхности микровинта 3 и пятки 2). Проверить свободу стопора 4, плавность работы трещотки 8 (рис. 3) и легкость вращения микровинта в микрогайке и стебле.

с) проверить установленность микрометра на «ноль». Для этого проверяемый микрометр взять за скобу левой рукой около пятки (как показано на рис. 4) и, вращая микровинт за трещотку от себя, плавно подвести его торец к торцу пятки до соприкосновения торцов, пока трещотка не провернется 3–4 раза.

Если такого совпадения нет, то микрометр установлен на «ноль» неточно и измерять им нельзя.

2.6. Установка микрометра на «ноль»

а) в положении плотного соприкосновения измерительных поверхностей микровинта и пятки закрепить стопором микровинт, вращая стопор по часовой стрелке до прочного зажатия (рис. 6).

b) отсоединить барабан от микровинта, для чего охватить левой рукой барабан, а правой рукой – корпус трещотки и вращать его против часовой стрелки (на себя) до появления осевого люфта барабана на микровинте (рис. 7).

с) совместить нулевой штрих шкалы барабана с продольным штрихом шкалы стебля, для чего скобу микрометра охватить левой рукой, как показано на рис. 8, причем пальцами левой руки удерживать барабан в положении совпадения нулевых штрихов, а правой рукой вращать корпус трещотки по часовой стрелке до полного закрепления барабана на микровинте.

d) oсвободить стопор, вращая его против часовой стрелки.

e) проверить правильность выполненной установки микрометра на «ноль»; для этого отвести микровинт от пятки, вращая его за трещотку против часовой стрелки на 3–4 оборота и плавным движением подвести микровинт к пятке, как было указано выше в пункте с.

Если установка микрометра на «ноль» с первого раза не удалась, то ее повторяют заново до тех пор, пока не будет достигнута требуемая точность совпадения нулевых штрихов шкал.

РЫЧАЖНЫЕ СКОБЫ ГОСТ 11089-75, ТУ 3942-012-5989947-2007

Рычажные скобы предназначены для контроля наружных размеров изделий относительным методом. Основной особенностью конструкции

рычажной скобы является сочетание рычажной и зубчатой передач. Такое сочетание позволяет резко уменьшить габариты прибора при сравнительно

больших передаточных отношениях.

РЫЧАЖНЫЕ МИКРОМЕТРЫ. ГОСТ4381-87

Рычажные микрометры предназначены для контроля наружных размеров изделий как абсолютным методом, с отсчетом абсолютного размера детали по

микрометрической головке, так и относительным методом, подобно рычажной скобе.

Рычажный микрометр имеет ряд преимуществ перед рычажной скобой;

1 Возможность измерения как абсолютным, так и относительным методом.

2 При работе рычажным микрометром абсолютным методом отпадает необходимость настройки инструмента по плоскопараллельным концевым мерам.

3 Возможность производить измерения нескольких размеров у одной или нескольких деталей.

От гладкого микрометра рычажный микрометр отличается отсутствием трещотки и наличием более жесткой скобы. Рычажный механизм рычажного

микрометра значительно лучше обеспечивает постоянство измерительного давления, чем трещотка гладкого микрометра. При относительных измерениях рычажный микрометр настраивают поблоку концевых мер требуемого размера, перемещая микрометрический винт. После стопорения микровинта блок концевых мер выводят и устанавливают указатели пределов поля допуска(при измерении партии одинаковых изделий). Проверяемое изделие вводят между измерительными поверхностями, устраняют перекосы, перемещая проверяемые поверхности относительно измерительных, определяют отклонения и подсчитывают действительные размеры.

При измерении рычажным микрометром абсолютным методом размер измеряемой детали будет суммой отсчетов по шкалам стебля, барабана и

дополнительной шкале, если деление микрометрического барабана совпадает с продольным штрихом гильзы.

Статья взята из открытых источников