1.4. Средства измерения линейных размеров
1.4.1. В данной лабораторной работе для измерения линейных размеров объектов рекомендуется использовать линейку, штангенциркуль и микрометр, которые характеризуются разной погрешностью измерений.
1.4.2. Основная единица длины в современной Международной системе единиц – метр.
Линейные размеры могут быть выражены в кратных и дольных единицах: 1 метр (м) = 100 сантиметрам (см) = 1000 миллиметрам (мм).
При большой длине используется такая единица, как километр (км)=1000 м. Для малых длин используются единицы:
микрометр (мкм)= 10-6 м;
нанометр (нм)=10-9 м;
ангстрем (А)=10-10 м;
Ангстрем является внесистемной единицей, но часто используется в физике.
Кроме того, до сих пор довольно широко используются такие единицы длины, как фут (foot) и дюйм (duim): 1 фут=0,304799472 м, дюйм=1/12 фута=2,54 см. Например, в этих единицах в маркировке контейнеров даются их геометрические размеры.
Правила нанесения размеров и их предельных отклонений на чертежах и в другой технической документации устанавливает ГОСТ 2.307.
Линейные размеры и их предельные отклонения на чертежах и в спецификациях указывают в миллиметрах, без обозначения единицы измерения.
Для размеров и предельных отклонений, приводимых в технических требованиях и пояснительных надписях на поле чертежа, обязательно указывают единицы измерения.
1.4.3. Для измерения длин от нескольких десятков сантиметров до десятков и сотен метров чаще всего применяются линейки (рис. 1.9, а) и рулетки (1.9, б). Рулетка это та же линейка, но выполненная в виде гибкой сворачивающейся ленты.
Рис. 1.9. Линейки (а) и рулетка (б)
Линейка представляет собой длинную прямоугольную планку с параллельными краями, по длине которой нанесены деления. Обычно деления в виде риски (черты) наносятся через 1 мм, каждые 10 мм отмечаются более длинной риской и цифрой, указывающей расстояние в сантиметрах от начала линейки. Так как до сих пор действует и система измерений в дюймах, то некоторые линейки и рулетки могут иметь сразу две шкалы: в миллиметрах и дюймах.
Линейки могут быть на матерчатой основе, из дерева, пластика, металла. Считается, что металлические линейки позволяют делать более точные измерения, так как металл меньше изменяет свои размеры при воздействии внешней среды (влажности, температуры и др.). Погрешность измерения линейкой берется равной не менее половины ее наименьшего деления.
Существуют раздвижные линейки, которые по конструкции представляют собой телескопическую штангу с несколькими выдвижными секциями (рис. 1.10).
Рулетки обычно имеют длину от 1 м до 10 м. Для фиксации выдвигаемой ленты имеется специальное фиксирующее устройство – стопор; иногда в корпус рулетки встраивается уровень (см. рис. 1.9, б).
Р
ис.
1.10. Телескопическая
линейка с принадлежностями
для
диапазона измерения 900–2600
мм
1.4.4. Очень удобны и все шире применяются лазерные линейки, которые могут с большой точностью измерять расстояния от нескольких сантиметров до сотен метров. Лазерная линейка – это электронно-оптический прибор. Принцип действия лазерных дальномеров основан на измерении промежутка времени между посылкой лазерного импульса и приемом отраженного от предмета сигнала. Время прихода отраженного сигнала зависит от расстояния до объекта. Встроенный в прибор микропроцессор позволяет производить вычисления объемов и площадей по измеренным габаритным размерам.
На рис. 1.11 показан внешний вид лазерной линейки Leica Disto Plus. Верхняя плоскость прибора устанавливается на поверхность, от которой надо произвести измерение, при этом излучатель (в нижней части прибора) должен быть направлен на предмет, до поверхности которого надо измерить расстояние. После нажатия кнопки измерения посылается лазерный луч и фиксируется момент прихода отраженного от предмета луча. После обработки на дисплее прибора высвечивается расстояние до точки отражения луча.
Горизонтальную или вертикальную точность установки прибора можно контролировать с помощью уровня, установленного на приборе. Имеется режим перемножения результатов измерений с целью определения площади или объема измеряемого объекта по измерениям его длины, ширины и высоты. Основные технические характеристики лазерного дальномера Leica Disto Plus приведены в табл. 1.4.
Р
Уровень
1.4.5. Штангенциркуль предназначен для наружных и внутренних измерений размеров относительно небольших деталей и их элементов, а также для измерения их глубин и высот (от нескольких миллиметров до нескольких десятков сантиметров). Позволяет производить существенно более точные измерения, чем линейка.
Таблица 1.4