Приложение. Измерительные приборы

1. Штангенциркули (ГОСТ 166-73)

Штангенциркуль (рисунок 1) позволяет измерять линейные размеры с точностью до долей миллиметра благодаря наличию нониуса – отсчетного устройства в виде подвижной дополнительной линейки с делениями, ширина которых отличается от ширины делений основной шкалы.

Точность штангенциркуля Δx есть разность между шириной деления основной шкалы (1 мм) и шириной деления нониуса Δx=1-L_n/n, где L_n (мм) – длина шкалы нониуса, n – количество делений нониуса. Например, при L_n=19 мм и n=20 Δx=0,05 мм. Приборная погрешность штангенциркуля равна половине его точности.

Измеряемый предмет плотно, без перекосов зажимают между измерительными поверхностями. Определяемый размер равен x=(m+kΔx)мм, где m – число целых миллиметровых делений основной шкалы, полностью пройденных нулевым штрихом нониуса, k – число делений нониуса от нулевого штриха до штриха, наиболее точно совпадающего с каким-либо штрихом основной шкалы.

Рисунок 1 – Штангенциркуль

2. Микрометры (ГОСТ 6507, 1195-65 и др.)

Для более точных измерений линейных размеров применяют микрометры (рисунок 2).

Рисунок 2 – Микрометр

В микрометре с помощью микровинтовой пары вращение барабана 1 преобразуется в поступательное перемещение измерительной плоскости 2. Шаг микровинта равен 0,5 мм, то есть полный оборот барабана смещает измерительную плоскость 2 на 0,5 мм (на одно деление линейной шкалы 3) . Если круговая шкала 4 барабана имеет 50 делений, то поворот на одно деление вызывает смещение на 0,01 мм. Таким образом, с помощью микрометра можно произвести измерение с точностью 0,01 мм.

Измеряемое тело следует поместить между измерительными плоскостями 2 и 5 и вращать барабан за головку 6 до тех пор, пока не будет слышен мягкий треск в предохранительном устройстве. После этого снимают отсчет сначала по линейной шкале (n делений), а затем по круговой шкале барабана (m делений). Результат измерения: x = (0,5n + 0,01m) мм.

Например, на рисунке 2 передняя кромка шкалы барабана прошла третье деление линейной шкалы. При этом горизонтальная линия этой шкалы совместилась с 31 штрихом шкалы барабана. Следовательно, результат измерения:

(0,5 ∙ 3 + 0,01∙ 31) мм = 1,81 мм

3. Технические весы

Для определения массы тел применяются весы. Одним из наиболее распространенных типов весов являются коромысловые равноплечие весы. В лабораторном практикуме кафедры физики используются технические весы, позволяющие проводить взвешивание с точностью от 0,01 до 0,1 г.

Технические весы (рисунок 3) имеют коромысло 1, на концах которого укреплены грузонесущие призмы2. На призмы подвешены с помощью дужек и серег чашки весов3. В середине коромысла имеется опорная призма.

Для предохранения призм весов от толчков, которыми сопровождается помещение грузов и разновесов на чашки весов, в весах имеется специальное устройство – арретир. Арретир включается и выключается плавным поворотом рукоятки, расположенной в нижней части рамы весов.

ВНИМАНИЕ! Помещать взвешиваемое тело и разновески на чашки весов, а также снимать их можно только при арретированных весах.

Рама весов укреплена на подставке, снабженной установочными винтами. С помощью этих винтов весы устанавливаются по отвесу. С коромыслом весов скреплена длинная стрелка 4, нижний конец которой приходится против отсчетной шкалы, укрепленной у основания рамы весов.

Взвешиваемое тело помещают, как правило, на левую чашку весов, а разновески – на правую. Разновески разрешается брать только пинцетом и помещать их только на чашку весов или в соответствующее гнездо футляра. Больше никуда класть разновески не разрешается.

Пока приблизительное равновесие не достигнуто, не следует полностью открывать арретир. Если при открывании арретира обнаружится, что стрелка весов явно отклоняется в сторону, нужно тотчас же закрыть арретир и изменить массу разновесок в соответствии с направлением отклонения стрелки.

При достижении равновесия весы арретируются и производится съемка разновесок, начиная с более крупных, с одновременной записью результата в рабочий журнал.