2 Описание установки

Для выполнения лабораторной работы используются измерительные приборы: штангенциркуль, микрометр, весы и цилиндрические образцы.

2.1 Измерение линейных размеров цилиндра штангенциркулем

Штангенциркулем называется инструмент, в котором используется линейный нониус. Измерительная часть штангенциркуля (рисунок 2) состоит из основной шкалы и нониуса. Нониус укреплен в подвижной рамке 4, скользящей вдоль штанги 3.

Рисунок 2 Штангенциркуль: 1 – губки для внутренних

измерений, 2 – винт, 3 – штанга, 4 – подвижная рамка с нониусом, 5 – губки для наружных измерений, 6 – измеряемый объект

Цена деления основной шкалы равна 1 мм. Число делений нониуса может быть 10, 20, 50. Точность нониуса согласно формуле (2), будет соответственно 0,1; 0,05; 0,02 мм.

Когда губки 5 штангенциркуля сдвинуты вплотную друг к другу, нуль нониуса совпадает с нулем основной шкалы. При измерении предмет зажимают между губками штангенциркуля, при этом подвижная часть с нониусом смещается вправо.

2.2 Правила измерения штангенциркулем

2.2.1 Предварительно необходимо по формуле (2) определить точность нониуса и проверить нулевую точку штангенциркуля, сдвинув губки 5 вплотную друг к другу.

2.2.2 Измерение высоты цилиндра производится следующим образом. Раздвинув губки 5 штангенциркуля, поместить между ними цилиндр так, чтобы он был зажат, затем подвижную часть закрепить винтом 2. Отсчитать по основной линейке целое число миллиметров k до нуля нониуса.

2.2.3 Посмотреть, какое деление нониуса m совпадает с некоторым (любым) делением основной шкалы, это определяет десятые доли миллиметра.

2.2.4 Определить высоту цилиндра по формуле

L = kh + m , (3)

где k - число делений основной шкалы до нуля (первого деления) шкалы нониуса, h = 1 мм - цена деления основной шкалы, m - число делений нониуса, b/n – точность нониуса.

Пример: Показание штангенциркуля на рисунке 2: k= 25, m = 7, L = 25,7 мм (точность нониуса 0,1 мм, седьмое деление нониуса совпадает с делением основной шкалы).

2.3 Измерение диаметра цилиндра с помощью микрометра

Для более точных измерений (обычно до сотых долей миллиметра) применяют инструмент с микрометрическим винтом, называемый микрометром. Микрометр (рисунок 3) состоит из двух основных частей: корпуса 1 и микрометрического винта 3. Микрометрический винт представляет собой стержень, снабженный точной винтовой нарезкой. Смещение винтовой нарезки за один оборот называется шагом микрометрического винта. Микровинт 3 проходит через отверстие корпуса 1. Против микрометрического винта на корпусе имеется опорная пятка 2. На микрометрическом винте закреплен полый цилиндр (барабан) 6 с делениями по окружности. При вращении барабана открывается (или закрывается) часть линейной шкалы стержня 5. Линейная шкала представляет собой двойную шкалу, нанесенную по обе стороны продольной черты таким образом, что деления верхней шкалы (дополнительная) сдвинуты вправо относительно нижней (основной) на 0,5 мм. Верхние и нижние шкалы имеют цену деления 1 мм (деления основной шкалы пронумерованы).

Цена деления шкалы барабана устанавливается следующим образом: пусть число делений круговой шкалы барабана n = 50, шаг микровинта h = 0,5 мм, т.е. одному полному обороту микровинта (и барабана) соответствует линейное перемещение края барабана на 0,5 мм.

Рисунок 3 Микрометр:1 -корпус, 2 – опорная пятка 3 – стержень микрометрического винта, 4 – стопорный винт, 5 – основная шкала, 6 – круговая шкала на барабане, 7 – храповик (трещотка)

Цена деления круговой шкалы . Числовое значение длины L измеряемого предмета находят по формуле

(4)

где k - число делений основной шкалы, b = 1 мм - цена наименьшего деления основной шкалы, m - номер того деления барабана, который в момент отчета совпадает с горизонтальной линией основной шкалы стержня, а – цена деления круговой шкалы, δ = 0 или δ = 0,5 мм – дополнение по верхней шкале.