2. Измерительные приборы
В лаборатории механике наиболее часто используемыми измерительными приборами являются штангенциркуль, микрометр и микроскоп, весы, секундомер.
2.1. Измерение штангенциркулем
Штангенциркуль представляет собой линейку 1 (масштаб), разделенную на сантиметры и миллиметры (рис. 2.1). Линейка снабжена двумя ножками, из которых одна неподвижна 2. Измеряемое тело зажимается между ними.
Для увеличения точности измерения штангенциркуль снабжен нониусом 3, который представляет собой короткую линейку, помещенную на подвижной ножке, скользящую вдоль масштаба.
Расстояние между двумя соседними черточками нониуса не равно длине между двумя соседними черточками масштаба. Иначе говоря, цена деления нониуса не равна цене деления основного масштаба.
Для измерения размера тела с помощью штангенциркуля необходимо:
Проверить исправность штангенциркуля. Для этого следует сдвинуть ножки штангенциркуля до соприкосновения и посмотреть, совпадает ли нуль нониуса с нулем масштаба. Если совпадения нет, то замерить по штрихам нониуса, на сколько делений (десятых и/или сотых долей миллиметра) нуль сбит в ту или другую сторону. Это расхождение нуля будет постоянным при всех измерениях и эту индивидуальную поправку нужно соответственно прибавить или отнять от результата измерений.
Измеряемый предмет зажимают между ножками штангенциркуля.
Берут отчет по основной шкале и по нониусу.
2.2. Измерение микрометром
Более точные измерения (диаметр проволоки, толщина пластин) можно произвести микрометром (рис. 2.2). Микрометр состоит из скобы – рамки А, на концах которой имеются цилиндрические отверстия с винтовыми нарезками. С левого конца рамки ввинчивается опорная пята В, а с правого – микрометрический винт С.
Ход такого винта, т. е. расстояние по оси между двумя соседними делениями, равняется 0,5 мм. Поэтому винт при полном обороте перемещается поступательно на 0,5 мм. Винт соединен с барабаном D, вращающемся и перемещающемся вместе с винтом относительно неподвижной трубки Р, которая закреплена на скобе – рамке. На барабан по окружности наносят 50 делений. Горизонтальная шкала трубки представляет собой двойную шкалу, нанесенную по обе стороны продольной черты таким образом, что верхняя шкала сдвинута относительно нижней на половину деления, которое равно 1 мм. Поэтому цена деления неподвижной трубки 0,5 мм. По неподвижной шкале трубки отсчитывают размер тела с точностью до 0,5 мм, сотые доли миллиметра – по барабану D. Для измерения размера тела с помощью микрометра нужно:
Определить цену деления линейной шкалы микрометрического винта, т.е. установить, чему равняется расстояние между соседними черточками шкалы, нанесенной вдоль продольной черты трубки микрометрического винта.
Определить цену деления круговой шкалы. Для этого цену деления линейной шкалы трубки разделить на число делений круговой шкалы, нанесенной на барабан D.
Проверить исправность микрометра. Для этого вращая головку К микрометра, привести конец винта С в соприкосновение с упором В. При этом нулевое деление круговой шкалы (на баране D) должно совпадать линией неподвижной шкалы трубки.
Измеряемый предмет зажать между концом винта С и упором В. Как только конец винта С достигнет измеряемого предмета, вращение головки К будет вхолостую, винт не будет перемещаться. Это устраняет ошибку на измерительное усилие.
Определить деление линейной шкалы, за которым стоит край вращающегося барабана, и в соответствии с найденной ценой деления линейной шкалы выразить сделанный отсчет в сотых долях миллиметра.
Сложить отсчеты по линейной и круговой шкалам, учесть систематическую ошибку.