Схема и принцип действия микрометраВ общем случае погрешность измерения микрометром возникает от погрешности самого микрометра, от установочной меры или блока концевых мер длины, по которым устанавливается микрометр, от непараллельности измерительных поверхностей, от изгиба скобы под действием измерительного усилия, погрешности отсчета показаний, погрешности от температурных и контактных деформаций. Общая погрешность измерения микрометра находится в пределах от 5 до 50мкм в зависимости от типоразмера микрометра.
Микрометр Схема и принцип действия микрометра Микрометр — универсальный инструмент (прибор), предназначенный для измерений линейных размеров абсолютным контактным методом в области малых размеров с высокой точностью (до 2 мкм), преобразовательным механизмом которого является микропара винт — гайка. В корпусе микрометра (рис. 1а,б), выполненного в виде скобы 1 находится неподвижная пятка 2, которая реализует неподвижную точку (неподвижную измерительную поверхность) в двухточечной схеме измерения, и стебель 4, с гайкой 3 резьбовой пары. (Под двухточечной схемой измерения понимают схему измерения, когда за измеряемый размер принимается расстояние между двумя точками). Винт 5, торец которого является второй (подвижной) точкой (поверхностью), скреплен с барабаном 6. На конце узла винт-барабан находится устройство 7, обеспечивающее создание определенного, постоянного измерительного усилия. На стебле 4 вдоль оси проведена сплошная линия 8 (рис. 1а), которая используется для отсчета целых оборотов винта 5 и вместе с ним и барабана 6. На барабане 6 на скошенной поверхности нанесены деления 9, служащие для отсчета части оборота барабана 6, а вместе с ним и винта 5. Полные обороты отсчитывают при совпадении нулевой отметки на барабане 6 с линией 8 на стебле 4. Число делений на барабане зависит от шага резьбы винтовой пары гайка-винт. Наиболее часто шаг резьбы делают равным 0,5мм, и тогда на барабане наносят 50 интервалов, таким образом, при повороте барабана, а вместе с ним и винта на одно деление, его осевое перемещение составит 0,5мм/50=0,01мм. (Это значение 0,01мм близко к понятию цены деления, но более правильно называть его величиной отсчета, поскольку деления на барабане отсчитывают дробные значения по осевой шкале, нанесенные на стебле микрометра). Действие микрометра основано на перемещении винта вдоль оси при вращении его в неподвижной гайке. Перемещение пропорционально углу поворота винта вокруг оси. Полные обороты отсчитывают по шкале, нанесённой на стебле микрометра, а доли оборота — по круговой шкале, нанесённой на барабане. Оптимальным является перемещение винта в гайке лишь на длину не более 25мм из-за трудности изготовления винта с точным шагом на большей длине. Поэтому микрометр изготовляют несколько типоразмеров для измерения длин от 0 до 25 мм, от 25 до 50 мм и т. д. Для микрометров с пределами измерений от 0 до 25 мм при сомкнутых измерительных плоскостях пятки и микрометрического винта нулевой штрих шкалы барабана должен точно совпадать с продольным штрихом на стебле, а скошенный край барабана — с нулевым штрихом шкалы стебля. Для измерений длин, больших 25 мм, применяют микрометр со сменными пятками; установку таких микрометров на ноль производят с помощью установочной меры, прикладываемой к микрометру, или концевых мер. Измеряемое изделие зажимают между измерительными плоскостями микрометра. Обычно шаг винта равен 0,5 или 1 мм и соответственно шкала на стебле имеет цену деления 0,5 или 1 мм, а на барабане наносится 50 или 100 делении для получения отсчёта 0,01 мм. Эта величина отсчёта является наиболее распространённой, но имеются микрометры с отсчётом 0,005, 0,002 и 0,001 мм. Постоянное осевое усилие при контакте винта с деталью обеспечивается фрикционным устройством — трещоткой. При плотном соприкосновении измерительных поверхностей микрометра с поверхностью измеряемой детали трещотка начинает проворачиваться с лёгким треском, при этом вращение микровинта следует прекратить после трёх щелчков. а)
б) Рис.1 Микрометр гладкий: а - схема; б - конструкция для диапазона измерения 0-25мм; (позиции общие) 1 - скоба; 2 - неподвижная пятка; 3 - гайка; 4 - стебель; 5 - микрометрический винт; 6 - барабан; 1 - устройство, обеспечивающее измерение с определенным усилием; 8 - осевая линия (штрих) на стебле; 9 - детали круговой шкалы, служащей для отсчета части полного оборота барабана; 10, 11 - деления основной шкалы микрометра; 12 - стопорное устройство.
§ 2. Отсчетное устройство микрометра и отсчет показаний Основная шкала микрометра нанесена на стебель и имеет интервал деления равный шагу резьбы (т.е. наиболее часто 0,5мм). При шаге резьбы 0,5мм штрихи шкалы на стебле наносят для удобства отсчетов с двух сторон от осевой линии 8 (рис. 1а). Нижние на рисунке деления 10 соответствуют значению перемещения барабана 6 (а вместе с ним и винта 5) на величину кратную 1мм. (В этом случае для перемещения на один интервал барабана необходимо сделать два оборота барабана). Для удобства использования микрометра и отсчета показаний, сверху на рисунке от осевой линии (штриха) 8 нанесена вторая шкала 11 и интервалом между штрихами такими же, как и у нижней шкалы 10, равными 1мм, но сдвинутая относительно нижней шкалы на величину шага - 0,5мм. Рассмотрим отсчет показаний на примерах (рис. 2а,б,в). На рисунке 2а показан отсчет 4,00мм. В промежутке от нулевого штриха основной шкалы до торца барабана 6 попали четыре интервала шкалы 10 (а всего 8 интервалов шкалы на стебле). Нулевой штрих шкалы барабана 9 совпал с осевой линией 8. Отсчет, таким образом, равен 4мм, ровно.
На рисунке 2б в промежутке от нулевого штриха до торца барабана расположены одиннадцать целых интервалов шкалы 10 и часть следующего (а всего 22 целых интервала). Дробную часть интервала основной шкалы определяют по шкале 9 на скошенном торце барабана. Штрих шкалы 9 на барабане с индексом «35» совпал с продольным штрихом 8, следовательно, дробная часть (с учетом значения величины отсчета 0,01мм) интервала равна 0,35мм. Весь отсчет равен 11,35мм. На рисунке 6в в промежутке между нулевым штрихом и торцем барабана расположены три интервала нижней и 0,5 верхней шкалы (всего 7 интервалов). Таким образом, отсчет будет составлять 7*0,5=3,5мм и 0,28 -отсчет по шкале барабана. Полный отсчет микрометра будет равен: 3,5+0,28=3,78мм.
|
