Лабораторна робота 13
Тема: Визначення ціни ділення барабанчика оптичного мікрометра і дослідження роботи механізму, що нахиляє плоскопаралельну пластину
Мета роботи: засвоїти методику дослідження роботи механізму, який нахиляє плоскопаралельну пластину, і вміти визначати ціну ділення відлікового барабану.
Прилади і приладдя: нівеліри Н-05, лінійки, контрольні лінійки, рейки.
Основні теоретичні положення
Оптичний мікрометр нівеліра призначений для точного визначення долей ділень інварної рейки. Тому важливо дослідити ціну ділення шкали оптичного мікрометра і оцінити роботу механізму, що нахиляє плоскопаралельну пластину.
Рисунок 13.1 – Бідова оптичного мікрометра
Оптичний мікрометр нівеліра Н-05 (рис. 13.1) складається із плоскопаралельної пластини 1, механізму, що нахиляє плоскопаралельну пластину 2, шкали мікрометра 3, розміщеної в фокальній площині окуляра зорової труби нівеліра.
При нахилі плоскопаралельної пластини на кут і світлові промені змістяться на величину
|
(13.1) |
де d – товщина пластини; n – показник заломлення матеріалу, з якого виготовлена пластина.
Повертаючи плоскопаралельну пластину, зміщуємо положення візирного променя по вертикалі і добиваємось суміщення зображення штриха шкали рейки з бісектором сітки ниток. Величину зміщення візирного променя можна визначити за допомогою шкали оптичного мікрометра.
Шкала мікрометра має 100 ділень. Інтервалу одного ділення шкали інварної рейки відповідає 100 ділень шкали мікрометра. Отже, ціна одного ділення шкали мікрометра теоретично становить 0,05 мм. Практично ціну ділення шкали мікрометра можна визначити з виразу
|
(13.2) |
де А – ціна ділення рейки (міліметрової лінійки); В1, В2 – відповідно, відліки на шкалі мікрометра на наведенні бісектора сітки ниток нівеліра на два сусідні штрихи рейки (лінійки).
Порядок виконання роботи
Порядок досліджень такий:
- на підставці, зі спеціальним рівнем закріплюють спеціальну шкалу з 40 підписаними штрихами товщиною 0,1 мм, віддаль між якими 0,7-0,8 мм;
- до початку досліджень шкалу компарують з допомогою контрольної лінійки. Віддаль між осями суміжних штрихів визначають з помилкою не більше 0,007 мм;
- нівелір і підставку зі шкалою встановлюють на стійкій основі на віддалі 7-10 м один від одного;
- дослідження складаються з шести прийомів.
Прийом включає прямий і зворотній ходи спостережень і виконується в такому порядку:
- ретельно сумістивши зображення кінців бульбашки рівня, наводять бісектор вкручуванням барабана послідовно на 7-8 штрихів шкали. Записують кожен раз номер і відлік на барабані (з точністю до 0,1 долі ділення). При цьому барабан пройде майже повний оберт;
- після цього вкручуванням барабану наводять бісектор на ті ж штрихи, але в зворотній послідовності і записують відліки на барабані;
- на початку і в кінці досліджень вимірюють температуру повітря.
Обробка матеріалів досліджень полягає в наступному:
За результатами компарування шкали обчислюють величини інтервалів Б (в мм) між осями суміжних штрихів, які спостерігали при дослідженнях. Величини цих інтервалів знаходять як різниці відліків на барабані А, тобто у діленнях барабану. Розділивши на Б на А, одержують значення ціни ділення барабану (в мм) для відповідних його частин (для різних кутів нахилу пластинки). Далі складають різниці відліків по барабану при наведенні бісектора на кожен штрих у прямому і зворотньому ходах. Так обробляють окремо кожен прийом, а потім знаходять середнє з 6 прийомів.
Приведемо приклад дослідження у таблиці 6.1. У табл. 13.1 решту п′ять прийомів не приведені. Між прийомами змінюють положення нівеліра по висоті. Середні значення ціни ділення барабану (в мм) на різних його частинах з шести прийомів приведені в табл. 13.2. Якщо значення ціни ділення на різних частинах барабана відрізняються від середнього значення більше ніж на 0,0025 мм, то нівелір потребує юстування.
Далі оцінюють роботу механізму, який нахиляє плоскопаралельну пластину. Для цього підраховують число позитивних і від′ємних різниць відліків, одержаних при обертанні барабана у різних напрямках, а також знаходять середню величину цієї різниці. Якщо ця величина не перевищує одного ділення барабану, то якість роботи механізму задовільна і при нівелюванні бісектор можна наводити на штрихи рейки обертанням барабану в будь-який бік.
Таблиця 13.1 - Дослідження роботи механізму, який нахиляє плоскопаралельну пластину, і визначення ціни ділення відлікового барабану
Довжина візирного променя 10 м tнач. = +18,5˚ ; tкон. = +18,8˚
Спостерігач: Петренко О. В. 15 травня 2000 р.
№ при-йома |
Підпис штриха шкали |
Відліки на барабані |
Різниця “вкручування мінус викручування” |
Інтервал між штрихами шкали |
Ціна ділення барабана, мм |
|||
При вкручуванні |
При викручуванні |
Середнє |
У діленнях барабану |
За результатами компарування, мм |
||||
1 |
19,5 |
3,2 |
3,2 |
3,20 |
0,0 |
|
|
|
|
19,4 |
17,4 |
9,1 |
9,25 |
+0,3 |
14,05 |
0,730 |
0,0520 |
|
19,3 |
32,0 |
31,2 |
31,60 |
+0,8 |
11,35 |
0,729 |
0,0508 |
|
19,2 |
46,7 |
46,1 |
46,40 |
+0,6 |
14,80 |
0,736 |
0,0497 |
|
19,1 |
61,4 |
61,1 |
61,25 |
+0,3 |
14,85 |
0,731 |
0,0492 |
|
19,0 |
76,1 |
75,6 |
75,85 |
+0,5 |
14,60 |
0,720 |
0,0493 |
|
18,9 |
90,7 |
90,4 |
90,55 |
+0,3 |
14,70 |
0,751 |
0,0511 |
|
18,8 |
104,7 |
104,6 |
104,65 |
+0,1 |
6,10 |
0,723 |
0,0513 |
Середнє–0,0505 мм
Таблиця 13.2 - Середні значення ціни ділення барабану (в мм) на різних його частинах з шести прийомів
Частина барабану |
0 - 17 |
17 – 32 |
32 – 47 |
47 – 62 |
62 – 77 |
77 – 92 |
92 - 105 |
Ціна ділення |
0,0518 |
0,0504 |
0,0491 |
0,0490 |
0,0499 |
0,0509 |
0,0524 |
Середнє–0,0505 мм
Звітність з роботи
1 Короткі відомості.
2 Результати досліджень оптичного мікрометра і механізма, що нахиляє плоскопаралельну пластину.
Контрольні запитання
1 Принцип дії механізму, що нахиляє плоскопаралельну пластину?
2 За якою формулою визначають ціну ділення шкали оптичного мікрометра?
3 Порядок визначення ціни ділення шкали оптичного мікрометра?
4 Які ставлять вимоги до ціни ділення шкали оптичного мікрометра в різних прийомах?