Каков принцип устройства штангенциркуля и микрометра?
Рис.2
Штангенциркулем (Рис. 2) называется прибор, применяющийся для измерения линейных размеров с точностью от 0,1 до 0,02 мм. Штангенциркуль состоит из линейки (штанги) 1 с миллиметровыми делениями и недвижной рамки 2 с нониусом 3 и закрепляющим винтом 4. На штанге и рамке имеются ножки 5 и 6. Ножки с внутренней стороны имеют плоские поверхности. При сомкнутых ножках отсчет нониусу равен нулю.
Для измерения штангенциркуль берут в правую руку, а измеряемый предмет помещают между его ножками, придерживая его левой рукой, плотно зажимают предмет между ножками. Затем закрепляют винт 4 и проводят отсчет по нониусу.
При точных измерениях расстояния нередко применяют микрометрические винты - винты с малым и очень точно выдержанным шагом. Такие винты употребляют, например, в микрометрах.
Микрометр, для измерения наружных
размеров в пределах от 0 до 25мм (Рис.3) ,
состоит из скобы 1 с пяткой 2 и
трубкой 3 – стеблем. В трубке имеется
внутренняя резьба, в которую в
винчен
микрометрический винт 4 с закрепленным
на нем барабаном 5. На конце барабана
имеется фрикционная головка (трещотка)6.
Действие микрометра основано на свойстве
винта, совершать при повороте его
поступательное
перемещение, пропорциональное Рис.3 углу поворота. При измерении предмет зажимают между пяткой и микрометрическим винтом. Для вращения барабана при этом пользуются
фрикционной головкой. После того, как достигнута определенная степень нажатия на предмет, фрикционная головка начинает проскальзывать, издавая характерный треск. Благодаря этому зажатый предмет деформируется мало (его размеры не искажаются) и, кроме того, микрометрический винт предохраняется от порчи. На трубке 3 нанесены деления основной шкалы. Барабан 5 при вращении винта перемещается вдоль трубки. Шаг винта подбирается таким образом, что один полный оборот барабана соответствует его смещению вдоль основной шкалы на длину наименьшего деления. На барабан нанесена добавочная шкала.
Основная шкала имеет цену деления, равную 0,50 мм. При этом половинные деления, чтобы не загромождать шкалу, располагаются над прямой линией основной шкалы. Шаг микрометрического винта у таких микрометров равен 0,50 мм, а шкала барабана разбивается на 50 делений. Цена деления барабана равна 0,01 мм. При отсчете на таком микрометре число сотых долей микрометра, отсчитанное на шкале барабана против линии, прибавляется к числу миллиметров, если последним видимым делением основной шкалы является нижнее деление. Если же последним видимым делением является верхнее деление, то к целому числу миллиметров, определенному последним видимым нижним делением, прибавляют сначала 0,50 мм, а затем прибавляют число сотых, отсчитанное по шкале барабана. Перед началом работы с микрометром следует убедиться в его исправности. Для этого вращением фрикционной головки приводят в соприкосновение микрометрический винт с пятой. Момент соприкосновения определяется по сигналу трещотки. При этом край барабана должен располагаться над нулевым делением основной шкалы, а нуль шкалы барабана – против линии на трубке. Если эти условия не соблюдаются, то во всех дальнейших измерениях следует учитывать систематическую ошибку микрометра, равную тому числу делений барабана, которое соответствует сомкнутым микрометрическому винту с пяткой. Если это отклонение велико, то микрометр нуждается в регулировке.
Рис.4а Рис.4б
Когда отсчеты по шкале барабана близки к 50, но на несколько делений меньше 50, следующее деление основной шкалы уже показывается из-под края барабана. Такой случай изображен на Рис. 4а. Последнее видимое деление нижней шкалы соответствует 6,00 мм, и, кроме того, видно еще верхнее деление. Возникает вопрос, как правильно отсчитать число целых и половинных делений: 7,00 мм или 6,50 мм? В этом случае появившееся нижнее деление не должно приниматься в расчет, так как шкала барабана, равная 48 делениям, говорит о том, что край барабана отстоит от последнего видимого седьмого деления основной нижней на 0,48 мм. Следовательно, в данном случае, отсчет будет 6,00 мм + 0,50 мм + 0,48 мм = 6,48 мм. Если бы край барабана отошел от нижнего деления на 0,48, то между этим делением был бы заметен просвет – почти полмиллиметра. На Рис. 4б показано положение барабана, при котором из-под его края уже видно седьмое деление основой шкалы. При этом отсчет по барабану показывает 0,03 мм. Это значит, что до седьмого целого миллиметра нужно повернуть барабан назад на три деления его шкалы (переместить край барабана на 0,03 мм). Таким образом, в этом случае седьмое деление основной шкалы следует принимать во внимание и, следовательно, отчет будет 7,00 + 0,03 = 7,03 мм.