Приложение 2

Устройство штангенциркуля и микрометра.

Штангенциркуль. Для измерения длины необходимо измеряемый отрезок сопоставить с эталоном длины. Такое сопоставление производится при помощи специальных измерительных приборов.

Для измерения линейных размеров тел употребляются масштаб и нониус. Масштабом называется линейка, разделенная чаще всего на сантиметры и миллиметры.

Нониусом называется дополнительное приспособление к обычному масштабу, позволяющее повысить точность измерения. Линейный нониус (рис. I) представляет собой линейку, скользящую вдоль основного масштаба. На этой линейке нанесено n делений. Их общая длина равна (n - 1) наименьшим делениям основного мас­штаба.

Рассчитаем, на сколько одно деление нониуса b меньше одно­го деления основного масштаба. Легко видеть, что

откуда , т.е. одно деление нониуса меньше деления основного масштаба на 1/п последнего. Пусть, например, на ос­новном масштабе нанесены миллиметры, причем n = 10; тогда одно деление нониуса равно 9/10 мм, т.е. деление нониуса меньше деле­ния основного масштаба на 1/10 мм. Это обстоятельство дает воз­можность измерять с помощью нониуса десятые доли миллиметра. В самом дела, если совместить нулевое деление нониуса каким-нибудь делением масштаба, то все остальные деления нониуса не бу­дут совпадать с делениями основного масштаба (кроме последнего деления).

Если сдвинуть нониус вправо так, чтобы первое деление нониу­са совпадало с каким-нибудь делением масштаба, то между ближай­шим слева делением основного масштаба и нулевым делением нониуса образуется промежуток в 1/n часть деления основ­ного масштаба.

Если будет совпадать не первое, а k -е деление то расстоя­ние между нулевым делением нониуса и ближайшим слева делением масштаба будет в k раз больше, т.е.

Итак, отсчет с помощью основного масштаба и нониуса состоит в том, что:

а) отсчитывается N - целое число делений масшта­ба до нулевого деления нониуса и б) определяется, какое деление нониуса совпадает с делением масштаба. Если совпадает k -е де­ление, то искомая длина равна делениям основно­го масштаба.

При помощи штангенциркуля (рис. 2) измеряют линейные размеры небольших- тел. Основной его частью является линейка А с масшта­бом. Линейка снабжена двумя ножками - неподвижной В и подвижной С, скрепленной с рамкой D, на которой нанесены деления нониуса. Рамка D может закрепляться на линейке А с помощью винта Е. Ес­ли сдвинуть ножки циркуля вплотную, то нулевые деления нониуса и основного масштаба должны совпадать. Если между ножками прибора зажать измеряемый предмет, то его длину можно определить по масштабу и нониусу.

Прежде чем пользоваться штангенциркулем, следует познакомиться с его нониусом а именно нужно знать а) сколько делений име­ет нониус, б) скольким делениям масштаба соответствуют все n делений нониуса, в) на сколько одно деление нониуса меньше одного деления масштаба. Зная последнюю величину, называемую точностью нониуса, можно производить измерения длины тела согласно указаниям, приведенным выше.

Диаметр цилиндрической выемки, внутренний диаметр трубы, а также размеры призматического углубления можно измерить с по­мощью выступов (губок) штангенциркуля, расположенных противопо­ложно ножкам В и С. В этих случаях отсчитывает показание по мас­штабу и нониусу, как указано выше, и прибавляют к нему суммарную ширину губок, которая указана на самом штангенциркуле. Штанген­циркуль имеет выдвижную часть - стержень F, жестко связанный с рамкой D, который служит для измерения глубины выемок в те­ле. Чтобы измерить глубину выемки, совмещают конец линейки А с наружным краем выемки и перемещают рамку D до тех пор, пока выступ стержня F не войдет до основания выемки. В этом положе­нии закрепляют рамку D и производят отсчет по основному масшта­бу и нониусу.

Микрометр. Измерение небольших длин с большей точностью обыч­но производится микрометром ( рис. 3 ).

Микрометр состоит из стальной скобы А, к которой присоединя­ется трубка В, имеющая внутреннюю винтовую нарезку. При работе микрометр держат так, чтобы скоба А была „обращена к человеку, производящему измерения, а трубка В располагалась справа от нее.

В трубку В входит винт, соединенный с гильзой Е и выходящий наружу в виде стержня а с. Если шаг винта равен d мм, то при одном обороте винт и связанная c ним гильза Е перемещается впра­во или влево на d мм. Следовательно, расстояние между концом стержня а с и упором b можно отсчитать по положению гильзы Е.

На трубке В нанесен масштаб, позволяющий отсчитать, на сколь­ко целых делений отодвинулась гильза Е от нулевого положения. На самой гильзе нанесены деления, дающие возможность оценить, на какое расстояние отошла гильза Е от ближайшего целого деления слева на трубке В. Если гильза по окружности разделена на n делений, то при повороте гильзы на одно деление сама гильза пе­ремещается поступательно на мм.

Прежде чем пользоваться микрометром, нужно проверить правиль­ность его установки. Для этого поворачивают гильзу Е до тех пор, пока стержень а с не коснется упора b. Вращение следует про­изводить, пользуясь головкой D, поворачивающейся с некоторым трением, что исключает возможность сильного нажима на измеряе­мый предмет и обеспечивает постоянный нажим при измерениях. Если конец стержня и а с касается вплотную упора b, то в случае пра­вильной установки прибора обрез гильзы Е должен совпадать с нулевым делением основного масштаба и нулевое деление гильзы Е должно точно совпадать с продольной чертой на трубке В.

После проверки правильности установки прибора следует:

а) определить шаг винта, т.е. расстояние, на которое перемеща­ются винт и гильза Е за один оборот; б) рассчитать, на какую долю миллиметра передвинется гильза Е при повороте на одно де­ление, и приступить к измерениям.

Для определения длины тела следует поместить его между высту­пами а и в и вращать гильзу Е при помощи головки до тех пор, пока измеряемое тело не будет зажато между выступами а и в . После этого отсчитать: а) число целых делений на трубке В до гильзы Е и б) число делений, на которое повернулась гильза Е. Зная цену деления гильзы Е, подсчитать, на какую долю миллимет­ра отодвинута гильза от ближайшего левого деления на трубке В. Сумма обоих отсчетов определит искомую величину.