Описание установки

Установка включает в себя измеряемые предметы (набор цилиндров с различными высотами и диаметрами), штангенциркуль и микрометр. Измерения высоты производят штангенциркулем, а диаметра – микрометром.

Штангенциркуль используют для измерений размеров тел до десятых долей миллиметра. Внешний вид штангенциркуля представлен на рис.1.

Рис.1. Штангенциркуль

Он имеет основную шкалу – лимб(L) и вспомогательную шкалу –нониус(Н), который может перемещаться по лимбу. Лимб и нониус имеют по два упора (1 и 2 на лимбе; 1и 2на нониусе), которые позволяют измерять наружные (1-1) и внутренние (2-2) размеры тел. Кроме того, с нониусом жестко связана спица (3), позволяющая определять глубину несквозных углублений. Совмещение нулевых делений лимба и нониуса происходит при соприкосновении опорных поверхностей упоров и совпадении конца спицы с концом лимба, т.е. измерительные устройства занимают нулевое положение. Если нониус будет смещен на расстояниеL, то упоры и спица перемещаются на такое же расстояние, что позволяет измерять различные участки тел одним прибором.

Для измерения необходимого размера тело жестко закрепляют между соответствующими упорами. В лабораторной работе используются упоры (1-1). Сначала определяют, числоцелых деленийосновной шкалы от нуля лимба до нуля нониуса (обозначим полученный результат буквой «а»). Цена деления лимба 1 мм, следовательно, величина «а» измеряется в миллиметрах. Затем находят такое деление нониуса, которое совпадает с каким-либо делением лимба (обозначим его через «b»). Величина «b» показывает десятые доли миллиметра. Тогда искомая величина определяется по формуле:

(мм).

Определим длину тела (Т), представленного на рис.1. Нуль нониуса отделяет 36 целых делений лимба, следовательно, а = 36 мм. У нониуса с делением лимба полностью совпадает третье деление, следовательно, b = 3. Тогда высота тела определяется как:

h= 36 мм+(0,1*3) мм = 36,3 мм.

Для измерений размеров тел до сотых долей миллиметра используется микрометр, снабженный микрометрическим винтом. Внешний вид микрометра приведен на рис.2.

Рис.2. Микрометр

Микрометр имеет две шкалы: линейную шкалу (А) и микрометрическую (В). Верхние и нижние риски линейной шкалы сдвинуты друг относительно друга на 0,5 мм; нижняя шкала – обычная миллиметровая шкала. Таким образом, цена деления линейной шкалы равна 0,5 мм. Микрометрический винт (1), прочно соединяющийся с барабаном (2), может передвигаться по гильзе (3), укрепленной жестко на скобе (4), так что расстояние от упора (5) до торца стержня винта меняется. Измеряемые тела зажимаются между упором и винтом с одинаковым усилием, для чего служит маховичок (6), за который следует вращать винт. Смонтированный внутри маховичка пружинный прерыватель прекращает вращение винта при возникновении строго определенной нагрузки. Подается сигнал в виде щелчков, что свидетельствует о возможности снятия показаний.

Для измерения необходимого размера тело закрепляют между упором и винтом, который следует вращать до подачи сигнала. Сначала определяется число целых видимых делений линейной шкалы (обозначим полученный результат буквой «а»). В процессе отсчета показаний возможна ситуация, когда нельзя однозначно определить видимое или невидимое очередное деление. Учет такого деления производится по следующему правилу: если на шкале барабана против горизонтальной линии стоят цифры от 0 до 25, то деление учитываем; если больше 25, то не учитываем. Величина «а» определяет целые и десятые доли миллиметра. Затем находят такое деление микрометрической шкалы, которое наиболее точно приближено к горизонтальной линии линейной шкалы, являющейся границей раздела верхней и нижней шкал (обозначим через «b»). Величина «b» показывает сотые доли миллиметра. Тогда искомая величина определяется по формуле:

(мм).

Определим длину тела (Т), представленного на рис.2. Число видимых делений линейной шкалы равно 23, т.е. а = 23. С границей раздела совпадает четвертое деление, следовательно, b = 4. Тогда диаметр тела определяется как: