Реферат: Технические измерения

ТЕХНИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ Глава 15. ОСНОВЫ ТЕХНИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ 15.1. ПОНЯТИЕ ОБ ИЗМЕРЕНИЯХ. ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЙ
Измерение — нахождение физической ве­личины опытным путем с помощью научных знаний. Они служат для обеспечения качества изделий, взаи­мозаменяемости деталей и узлов, совершенствования технологии производства, его автоматизации и стандар­тизации.

С развитием науки и техники измерения все услож­няются, повышается их точность, возрастает количест­во. Потребность в обширной информации, в определе­нии новых параметров ускоряет создание новых изме­рительных средств и увеличение их выпуска.

Можно выделить три главные функции измерений в народном хозяйстве: учет продукции народного хо­зяйства; научные исследования, испытания и контроль продукции; контроль и регулирование технологических процессов.

Измерения по способу получения числового значения делятся на прямые, косвенные, совокупные, совместные, абсолютные и относительные.

Прямое — это измерение, при котором искомое зна­чение величины находят непосредственно из опытных данных (измерение длины линейкой, температуры тер­мометром).

Косвенное измерение характеризуется тем, что иско­мое значение величины находят на основании извест­ной зависимости между этой величиной и величинами, подвергаемыми прямым измерениям (нахождение объе­ма цилиндра по результатам измерения его диаметра и высоты).

Совокупные измерения представляют собой одно­временные измерения нескольких одноименных величин, при которых искомые их значения находят решением системы уравнений, получаемых при прямых измере­ниях различных сочетаний этих величин (определение Массы отдельных гирь набора по известной одной из Них и по результатам прямых сравнений масс различ­ных сочетаний гирь).

Совместные — это проводимые одновременно измере­ния двух или нескольких одноименных величин для на­хождения зависимости между ними (определение за­висимости длины тела от изменения температуры).

Абсолютное измерение основано на прямых измере­ниях одной или нескольких основных величин и (или) использовании значений физических констант.

Относительное — это измерение отношения величи­ны к одноименной величине, играющей роль единицы, или изменения величины по отношению к одноименной величине, принимаемой за исходную.

Контроль — это процесс получения и обработки ин­формации об объекте с целью определения его год­ности.

Для измерения физических величин очень важно выбрать единицы их измерения.

^ Единица измерения физической величины представ­ляет собой величину, принятую по соглашению за ос­нование для количественной оценки величин, качествен­но однородных с нею.

Основное уравнение измерения имеет вид



где ^ Q — измеряемая величина; q — числовое значение измеряемой величины в принятых единицах; И — единица измерения.

Часто вместо определения числового значения вели­чины проверяют, находится ли значение этой величины : в установленных пределах.

Раньше единицы измерения физических величин вы­бирали произвольно и независимо одну от другой. Поз­же было установлено, что разумнее выбирать некоторые единицы независимо, а остальные устанавливать на основании определенных закономерных связей между физическими телами.

Основными называются единицы измерения, которые принимают независимо одну от другой.

Производными называют единицы, которые оп­ределяют с помощью уравнений.


^ Система единиц измерения — это совокупность ос­новных и производных единиц.

Одной из первоначальных систем была система МКС с основными единицами: метр, килограмм, секун­да. Кроме этой системы, существовали МКСА (добав­лена единица силы тока — ампер), МКСГ (добавлена единица температуры — градус). Неудобства возника­ли из-за пересчетов при переходе от одной системы к другой. В 1960 г. на XI Генеральной конференции по мерам и весам была принята Международная систе­ма единиц измерения SI (система интернациональная); русское обозначение СИ.

Система СИ содержит семь основных и множество производных единиц. Основные единицы: длины — метр (латинское обозначение m, русское—м); массы — ки­лограмм (kg, кг); времени — секунда (s, с); силы электрического тока — ампер (A, А); термодинамичес­кой температуры — градус Кельвина (К, К); силы све­та— кандела (cd, кд); количества вещества — моль (mol, моль).

Метрология представляет собой науку об измере­ниях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности. Слово «мет­рология» в переводе с греческого языка означает уче­ние о мерах. К задачам современной метрологии отно­сятся следующие: установление и воспроизведение в виде эталонов единиц измерений; создание средств из­мерений; разработка методов измерений и повышение их точности; усовершенствование способов передачи единицы измерений от эталона к изделию.

Научно-технический прогресс в метрологии прояв­ляется в освоении измерения новых величин и расшире­нии диапазонов измерения всех величин.

^ 15.2. КЛАССИФИКАЦИЯ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ

Метод измерений — это совокупность приемов использования принципов и средств измерений. Методы и средства измерений выбирают с учетом мно­жества факторов: является ли измеряемая величина постоянной или переменной, случайной или неслучай­ной, зависимой или независимой, движущейся или не­подвижной. Существуют следующие методы измерения:

непосредственной оценки, сравнения с мерой, противопоставления, дифференциальный, нулевой, замещения и совпадений (ГОСТ 16263—70).

^ Метод непосредственной оценки — метод, при котором значение величины определяют непосредственно по отчетному устройству измерительного прибора прямого действия.

^ Метод сравнения с мерой заключается в том, измеряемую величину сравнивают с величиной, воспроизводимой мерой.

Метод противопоставления — сравнение с мерой, при котором измеряемая величина и величина, воспроизводимая мерой, одновременно воздействуют на прибор сравнения. С помощью прибора устанавливают соотношение между этими величинами.

^ Дифференциальный метод основан на сравнении с мерой, при котором на измерительный прибор воздействует разность измеряемой величины и известной величины, воспроизводимой мерой.

^ Нулевой метод — сравнение с мерой, при котором результирующий эффект воздействия величин на прибор сравнения доводят до нуля.

Метод замещения — это метод сравнения с мерой, при котором измеряемую величину замещают известной величиной, воспроизводимой мерой.

^ Метод совпадения представляет собой сравнение с мерой, при котором разность между измеряемой величиной и величиной, воспроизводимой мерой измеряют, используя совпадение отметок шкал или периодических сигналов.

^ Средства измерений в соответствии с Государственной системой измерений (ГСИ) делятся на следующие группы.

Эталоны — меры и приборы, предназначенные для воспроизведения и хранения какой-либо величины. К ним относятся государственный эталон метра, эта­пные приборы концевых мер длины.

^ Образцовые меры и приборы предназначены для проверки и градуировки лабораторных и заводских мер.

Производственные меры и приборы служат для проверки изделий в производственных условиях.

По характеру использования в производственном процессе средства измерений делятся на меры, измери­тельные приборы (инструменты) и калибры.

^ 15.3. МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ

Диапазон показаний — это область значе­ний шкалы, ограниченная конечным и начальным зна­чениями школы.

^ Диапазон измерений — область значений измеряе­мой величины, для которой нормированы допускаемые погрешности средства измерений.

Цена деления шкалы — разность значений величи­ны, соответствующих двум соседним отметкам шкалы,

^ Точность измерений — качество измерений, отража­ющее близость их результатов к истинному значению измеряемой величины.

Чувствительность — отношение изменения сигнала на выходе измерительного прибора к вызывающему его изменению измеряемой величины.

^ Погрешность измерения — отклонение результата из­мерения от истинного значения измеряемой величины.

При конструировании средств измерений стремятся к тому, чтобы погрешность измерения была наимень­шей, а другие метрологические показатели средств из­мерений находились в заданных пределах. Этого дости­гают сочетанием больших передаточных отношений с простотой и технологичностью конструкции. Необходи­мо также, чтобы по возможности ось шкалы прибора и контролируемый размер проверяемой детали распо­лагались на одной прямой. Если это условие не выдер­живается, то перекос и непараллельность направляю­щих измерительного прибора обусловливают значитель­ные погрешности измерения.

^ 15.4. ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ

Если истинное значение величины обозна­чить через Q, погрешность через , то результат измере­ния у будет равен





Погрешность измерения выражается либо в едини­цах измеряемой величины (абсолютная погрешность), либо в долях или процентах от значения измеряемой величины (относительная погрешность). В зависимости характера проявления погрешности делятся на систематические и случайные.

^ Систематическая погрешность — это составляющая погрешности измерения, остающаяся постоянной или закономерно изменяющаяся при повторных измерениях одной и той же величины. К основным причинам возникновения систематических погрешностей относятся погрешности инструмента или метода измерений, индивидуальные особенности зкспериментатора.

^ Случайная погрешность — составляющая погрешности измерения, изменяющаяся случайным образом при повторных измерениях одной и той же величины. Случайные погрешности не могут быть исключены из результата измерения. Однако их влияние может быть уменьшено при обработке результатов измерений. Значения случайных погрешностей зависят от точности прибора и опытности экспериментатора. В механических приборах появление случайных погрешностей вызвано зазорами в звеньях кинематической цепи механизма прибора и другими подобными причинами. Значения случайных погрешностей заранее установить нельзя, но можно определить вероятность их появления. Для этого надо знать закон распределения случайных погрешностей.

^ Числовые характеристики погрешностей измерения принято выражать средним арифметическим , средним квадратическим , предельным lim значениями случайных погрешностей.

Среднее арифметическое значение результатов ряда наблюдений определяется уравнением



где xi — значения отдельных случайных величин; пik — число появлений случайной величины в данном интервале; N — общее число случайных величин; k — число интервалов группирования.

^ Средняя квадратическая погрешность ряда измерений равна




Предельная погрешность составляет



Погрешности более ±3 не учитывают и считают грубыми ошибками.

^ 15.5. ГОСУДАРСТВЕННАЯ СИСТЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЕДИНСТВА ИЗМЕРЕНИЙ

Для обеспечения принципа взаимозаменя­емости деталей необходимо, чтобы все предприятия страны имели единые средства измерений. С этой целью в СССР введена Государственная система обес­печения единства измерений.

Согласно ГОСТ 8.020—75, за международный метр принята длина, равная 1 650 763,73 длины волны в ва­кууме излучения, соответствующего переходу между уровнями 2р10 и 5о5 атома криптона-86. Точность вос­произведения единицы длины составляет 0,002 мкм.

Передача основной единицы от эталона к детали осуществляется в соответствии с поверочной схемой (рис. 50). Согласно этой схеме, размер Государствен­ного эталона метра передается на рабочие эталоны, представляющие собой концевые меры длины, выпол­ненные из кварца. Их хранят в центральных метроло­гических институтах и используют для проверки образ­цовых мер 1-го разряда. Образцовые меры 2-го разря­да проверяются по мерам 1-го разряда, меры 3-го раз­ряда — по мерам 2-го разряда и т. д. От образцовых концевых мер размер единицы длины передается на ра­бочие измерительные инструменты и приборы.



^ Государственный эталон метра


Рабочий эталон


Образцовые концевые меры 1-го разряда




Образцовые концевые меры 2-го разряда




Образцовые концевые меры 3-го разряда




Образцовые концевые меры 4-го разряда




Образцовые концевые меры 5-го разряда




Измерительные инстру­менты и приборы


Рис. 50. Схемы передачи размера от эталона к изделию.

Стандартом установлен порядок проведения поверки измерительных средств. Поверке подлежат все измери­тельные средства предприятий. Периодичность поверки определяется соответствующими инструкциями. Так, по­верка штангенинструментов, микрометрических и инди­каторных инструментов и приборов проводится один раз в год. Сроки поверки заносят в специальные гра­фики, которые утверждаются руководителем предприя­тия.

Поверку средств измерений проводят в центральных измерительных лабораториях предприятий и специаль­ных метрологических лабораториях. Результаты повер­ки записывают в специальные паспорта или аттестаты инструментов и приборов.

^ 15.6. МЕРЫ ЛИНЕЙНЫХ И УГЛОВЫХ ВЕЛИЧИН

Мера представляет собой средство измерений, предназначенное для воспроизведения величины одного или нескольких размеров с необходимой точностью. Различают однозначные, многозначные меры и набор мер.

^ Однозначные меры воспроизводят физическую величину одного размера.

Многозначные меры воспроизводят несколько одноименных величин различного размера (масштаб­ные линейки).

^ Набор мер — это специально подобранный комп­лект мер, применяемых не только отдельно, но и в раз­личных сочетаниях с целью воспроизведения ряда од­ноименных величин различного размера.

По конструктивным признакам меры делятся на штриховые и концевые.

^ Штриховые меры представляют собой пластины или диски, на плоскостях которых нанесены штрихи. Размер в штриховых мерах определяется расстоянием между серединами штрихов. К штриховым мерам дли­ны относятся измерительные линейки, складные метры, рулетки.

^ Измерительная линейка выполнена в виде стальной ленты, на поверхности которой нанесены одна или две шкалы с ценой деления 0,5 или 1,0 мм.

Рулетка — представляет собой стальную ленту, на­мотанную на ось цилиндрического футляра. На поверх­ности ленты нанесена штриховая шкала. Рулетки изго­тавливают длиной 1, 2, 5, 10, 20, 30 и 50 м. Их применя­ют в различных отраслях народного хозяйства, где не требуется высокой точности измерения.

^ Плоскопараллельные концевые меры длины выпускают в виде цилиндрических стержней или прямоугольных параллелепипедов-плиток, длина кото­рых определяется кратчайшим расстоянием между из­мерительными поверхностями. Плавное их свойство — притираемость. Притираемость мер объясняется сцеп­лением молекул покрывающей меры смазки. Сила сцеп­ления имеет наибольшее значение при толщине плен­ки смазки не более 0,02 мм. Абсолютно обезжиренные меры или с толстым слоем смазки не притираются.

За основной размер концевой меры принята ее срединная длина, т. е. длина перпендикуляра, опущен­ного из середины верхней измерительной поверхности на плоскость, к которой мера притерта нижней измери­тельной поверхностью.

Наборы мер комплектуют из концевых мер. Основ­ное требование к наборам: любое значение длины в заданных пределах должно воспроизводиться с помощью не более четырех-пяти мер, ибо с увеличением числа мер увеличивается погрешность блока. Так, набор № 1 из 87 концевых мер длиной от 1,005 до 100 мм позволяет вос­производить длину от 1,005 до 340 мм с по­мощью не более чем четырех плиток. Применя­ют также микронный на­бор из 9 мер размерами 1,001; 1,002; ...; 1,009 мм. Выпускают долемикронные концевые меры от 2 до 2,001 мм через 0,0001 мм для поверки особо точных измерительных приборов. На каждой концевой мере гравируют ее номинальный размер. Номинальный раз­мер мер до 5,5 мм наносят на одну из измерительных поверхностей, свыше 5,5 мм — на боковую нерабочую поверхность.

Блок концевых мер составляют в такой последова­тельности. Сначала подбирают меньшую плитку, раз­мер которой содержит последний десятичный знак со­ставляемого размера; затем плитку, размер которой содержит следующий десятичный знак, и т. д.

Напри­мер, требуется собрать блок (рис. 51) концевых мер размером 34,895 мм: 1-я плитка — 1,005, остаток 33,89 мм; 2-я плитка — 1,39, остаток 32,5 мм; 3-я плитка — 2,5, остаток 30 мм; 4-я плитка — 30. Таким образом, блок будет состоять из четырех концевых мер раз­мерами 1,005+1,39 + 2,5 + 30 = 34,895 мм.

П
Рис.51. Блок концевых мер
осле определения размеров концевые меры прити­рают, а затем притирают плитки в блок. Сначала к са­мой большей мере притирают вторую по размеру плитку, потом третью и т. д. Меньшую плитку накладывают на край большей (примерно на 1/3 длины) и с небольшим нажимом зигзагообразным движением вдоль длинного ребра надвигают верхнюю плитку на нижнюю до совпадения измерительных поверхностей.

Концевые меры выпускают четырех классов точности: 0, 1, 2 и 3 (в порядке убывания точности). Для мер, находящихся в эксплуатации, дополнительно установ­лены 4-й и 5-й классы точности. Плоскопараллельные концевые меры длины применяют обычно тогда, когда требуется получить высокую точность измерений. Об­ласть применения концевых мер может быть расшире­на при помощи различных приспособлений (державки, центры и т. п.).

^ Угловые меры служат для хранения и передачи еди­ницы плоского угла, проверки и градуировки угловых приборов, для контроля угловых изделий. Их обычно изготавливают из стали в виде трех- и четырехгранных плиток. Измерительные поверхности плиток доводят, что позволяет составлять блоки из нескольких мер.

В соответствии со стандартом угловые меры выпус­кают в виде нескольких наборов 0, 1 и 2-го классов точности в зависимости от допускаемых отклонений ра­бочих углов. Так, для 0-го класса отклонения рабочих углов находятся в пределах ±3...5", первого ±10" и второго ±30".

Для контроля взаимной перпендикулярности приме­няют угольники с рабочим углом 90°. Угольники изго­тавливают пяти типов и четырех классов точности (0, 1, 2 и 3).

Измерение углов при помощи угловых мер основа­но на методе сравнения. Для отсчета разности углов используют световой просвет между сторонами изме­ряемого угла и меры (рис. 52).

Отклонение угла изделия от угла меры определя­ется по отношению просвета  к длине стороны Н. Если просвет не более 30 мкм, то используют образцы просвета, если более 30 мкм — специальные щупы.





Рис. 52. Измерение углов угольником.


15.7. КАЛИБРЫ

Калибрами называются средства контроля, служащие для проверки соответствия техническим условиям размеров, формы и взаимного расположения осей и поверхностей. Калибры изготавливают из хромистой стали.

В зависимости от условий оценки годности деталей калибры бывают нормальные и предельные.

Нормальные копируют действительные размеры изделий и его форму. Годность изделий в этом случае оценивают по вхождению и степени прилегания калибров к изделиям. Так как степень прилегания исполнитель устанавливает по ощущению, то результаты поверки субъективны. Поэтому такие калибры применяют редко.

Предельные калибры служат для того, чтобы определить, находится ли действительный размер контролируемого изделия в пределах допуска.

Калибры для валов называются скобами (кольца­ми) (рис. 53), а для отверстий — пробками (рис. 54). Комплект состоит из проходного и непроходного ка­либров. Проходным калибром контролируют начало по­ля допуска, а непроходным — конец поля допуска де­тали. Деталь считается годной, если под действием собственной массы проходной калибр проходит, а не­проходной не проходит.




Рис. 53. Калибры для контроля валов — скобы:

а — двусторонняя; б — односторонняя; в — односторонняя с ручкой; г — со вставками



Рис. 54. Калибры для контроля отверстий — пробки:

а — двусторонняя; б — неполная; в — односторонние проходная (1) и непроходная (2);

г — односторонняя проходная и непроходная, д — листовая двусторонняя;

е — штихмас-нутромер.


На рабочих местах применяются рабочие калибры (Р-ПР и Р-НЕ). Контролеры и заказчики применяют приемные калибры (П-ПР и П-НЕ). Для проверки са­мих калибров в процессе изготовления и эксплуатации применяют контрольные калибры (К-ПР и К- НЕ).

Проходная пробка служит для контроля наимень­шего размера отверстия, а непроходная — наибольшего. Брак по проходному калибру исправим, по непроход­ному — неисправим. Калибры-пробки по конструктив­ному исполнению бывают полными и неполными, двусторонними и односторонними, регулируемыми и нерегулируемыми. Полными пробками, как правило, проверяют изделия диаметром не более 100 мм, а неполными — более 100 мм.

Непроходной скобой контролируют наименьший размер вала, а проходной — наибольший. Регулируемые скобы обычно применяют в условиях серийного производства; это позволяет расширить диапазон конт­ролируемых изделий. Однако точность контроля ими ниже, чем у нерегулируемых скоб.

Различают собственный и рабочий размеры скоб. Собственный размер получают по результатам измерений; рабочий — это размер скобы под нагрузкой. При контроле диаметров валов от 50 до 100 мм разность между собственным и рабочим размерами скоб составляет 1,5 мкм, при контроле диаметров 100... 170 мм — 4,5 мкм.

В процессе контроля калибры изнашиваются. В 6ольшей мере подвергаются износу проходные калибры.

^ 15.8. ДОПУСКИ КАЛИБРОВ

Поля допусков калибров расположены относительно номинальных размеров. Номинальными размерами калибров считаются предельные размеры деталей. Схема расположения no-лей допусков рабочих калибров показана на рисунке 55. В соответствии ГОСТ 24853—81 (СТ СЭВ 157—75) установлена система допусков на гладкие калибры для контроля отверстий и валов, с размерами до 500 мм.

При изготовлении калибров предусмотрены следующие допуски: ^ Н — на рабочие калибры-пробки; Н8 — то же, но со сферическими измерительными поверхнос­тями; H1 — на калибры-скобы; НР — на контрольные калибры для валов.

Для проходных калибров установлена граница износа. Износ их с допуском до IT 8 включительно может выходить за границу поля допуска детали на личину Y для пробок и Y1 для скоб. Для проходных калибров квалитетов от IT 9 до IT 17 износ ограничивается проходным пределом, т. е. Y=Y1 = 0. Поля допусков Н и H1 всех проходных калибров сдвинуты внутрь поля допуска изделия для калибров-пробок на величину Z, для калибров-скоб — на Z1 При номинальных размерах более 180 мм поле допус­ка непроходного калибра также сдвинуто внутрь поля допуска детали для пробок на величину  и для скоб — на 1. Эта так называемая зона безопасности служит для компенсации погрешности контроля. Для непроход­ных калибров размером до 180 мм  = 1 = 0. При сдви­ге полей допусков калибров и границ износа их про­ходных сторон внутрь поля допуска детали устраняет­ся возможность искажения посадок и гарантируется получение размеров деталей в пределах полей допус­ков.

Размер калибра, проставленный на его чертеже та­ким образом, чтобы допуск на его изготовление был направлен в «тело» детали, называется исполнительным. За исполнительный размер пробки принят наибольший предельный размер с отрицательным отклонением; за исполнительный размер скобы — ее наименьший пре­дельный размер с положительным отклонением.




Рис. 55. Расположение полей допусков калибров


^ УНИВЕРСАЛЬНЫЕ И СПЕЦИАЛЬНЫЕ СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ


16.1. УНИВЕРСАЛЬНЫЕ ИНСТРУМЕНТЫ И ПРИБОРЫ ДЛЯ АБСОЛЮТНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ

Инструменты и приборы служат для опре­деления величины. К наиболее распространенным изме­рительным инструментам относятся штангенинструменты и микрометрические измерительные инструменты.

Штангенинструменты подразделяются на штанген­циркули для измерения наружных и внутренних размеров; штангенглубиномеры для измерения глубины от­верстий, пазов; штангенрейсмусы для разметки и изме­рения высоты изделий (рис. 56).



Рис. ^ 56. Штангенинструменты:

а — штангенциркули; б — штангенглубиномер; в — штангенрейсмус


Штангенинструменты всех видов снабжены штангой и специальным устройством — нониусом, по которому отсчитывают дробные доли делений основной шкалы. Нониусы изготавливают с точностью отсчета 0,1 и 0,05 мм. Отсчет по нониусу основан на способности человеческого глаза достаточно точно определять степень совпадения штрихов двух сомкнутых шкал. Для расчета нониуса необходимо знать длину деления с основной шкалы, точность отсчета по нониусу основной шкалы i и модуль нониуса  который показывает, сколько делений основной шкалы соответствует одному деле­нию нониуса. Число п делений шкалы нониуса, длина деления b шкалы нониуса и длина l шкалы нониуса оп­ределяются по следующим зависимостям:

n = c/i; b =  c—i; l = nb = n (yc— i)

Например, если i=0,l мм; с= 1 мм;  = 2, то n=10, b = 1,9 мм и l= 19 мм.

Штангенциркули бывают трех типов: ШЦ-I, ШЦ-П и ШЦ-1П. Штангенциркули типа ШЦ-I характе­ризуются двусторонним расположением губок для на­ружных и внутренних измерений и снабжены линейкой для определения глубин. Точность отсчета по нониусу составляет 0,1 мм. Штангенциркули типа ШЦ-П изго­тавливаются с двусторонним расположением губок и служат для измерения и разметки. Точность отсчета по нониусу составляет 0,05 мм и 0,1 мм. Штангенциркули типа ШЦ-1П выпускаются с односторонними губками для наружных и внутренних измерений с точностью от­счета по нониусу 0,05 и 0,1 мм. Существуют штанген­циркули с цифровым отсчетом. Такое устройство упро­щает отсчет результатов измерений и увеличивает про­изводительность труда контролера.

Штангенглубиномеры выполнены так, что их рабочими поверхностями служат торцовая поверхность штанги и нижняя поверхность основания. Выпускаются также Штангенглубиномеры с цифровым отсчетом.

Штангенрейсмусы изготавливаются с ценой де­ления 0,05 мм. Предельные погрешности штангенинструмента при измерении размеров от 1 до 500 мм со­ставляют 80... 300 мкм.

^ Микрометрические инструменты (рис. 57) служат для измерения линейных размеров и основаны на ис­пользовании микровинтовой пары и преобразовании вращательного движения в поступательное. Цена де­ления микрометрических инструментов 0,01 мм. У мик­рометрических инструментов две шкалы — продольная и круговая. На продольной шкале нанесено два ряда штрихов, сдвинутых относительно один другого на 0,5 мм. Цена деления продольной шкалы 0,5 мм, кру­говой — 0,01 мм.




Рис. 57. Микрометрические инструменты:

а — микрометр; б — нутромер; в — глубиномер.


Выпускаются микрометры с цифровым отсчетом, позволяющие сразу получить результат измерения. Для создания измерительного усилия (7±2) Н микрометры снабжены специальными стабилизаторами усилий в виде трещотки.

Предельная погрешность микрометров определяется верхними пределами измерения и составляет от 4 мкм для микрометров с диапазоном измерений 0...25 мм до ±50 мкм для микрометров с диапазоном измерений 500...600 мм. Микрометры выпускаются 0, 1 и 2-го классов точности.

^ Инструментальные и универсальные микроскопы предназначены для измерения углов и линейных размеров деталей и инструмента, а также для проверки калибров. Инструментальные микроскопы выпускают двух видов: малый инструментальный микроскоп ММИ и большой инструментальный микроскоп БМИ.

Инструментальные микроскопы — лабораторные приборы. Поэтому в помещении, где они установлены, следует поддерживать температуру (20 ±3) °С и относительную влажность не выше 70 %. Цена деления микровинтов 0,005 мм, пределы измерения 0... 25 мм. При установке между концами микровинта и измерительным упором на столике микроскопа концевой меры можно пределы измерения увеличить в продольном направлении до 75 мм для ММИ и до 150 мм для БМИ.

Проекторы применяются для контроля деталей со сложными фасонными поверхностями. При помощи этих приборов на экране получается увеличенное изобра­жение контролируемой детали. Проекторы могут рабо­тать в проходящих или отраженных лучах. Деталь счи­тается годной, если контур ее изображения располага­ется между предельными контурами чертежа детали, помещенного на экран. Размер детали определяют не­посредственным измерением увеличенного изображения на экране либо по показателям специальных отсчетных устройств.

Выпускаются следующие виды проекторов: большой проектор БП, часовой проектор ЧП, проекторы мас­сового контроля ПМК, средние и настольные проек­торы.

^ 16.2. ПРИБОРЫ ДЛЯ ОТНОСИТЕЛЬНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ

Приборы для относительных измерений служат для определения малых линейных размеров, не выходящих за пределы показаний шкалы измеритель­ной головки. Эти приборы основаны на преобразовании малых перемещений измерительного стержня в боль­шие перемещения указателя. В зависимости от устрой­ства механизма они разделяются на рычажные, с зуб­чатой, рычажно-зубчатой, рычажно-винтовой, рычажно-пружинной передачей.

Действительный размер детали определяют за счет прибавления (или вычитания — в зависимости от на­правления смещения стрелки от нулевого штриха) от­клонения к известному размеру меры.

Приборы с зубчатой передачей. К ним относятся индикаторы часового типа. Рейка индикатора с зубча­той передачей, нарезанная на измерительном стержне 1 (рис. 58), входит в зацепление с шестерней z3=16, на оси которой жестко закреплена шестерня z1=100.

П
Рис. 58. Индикатор часового типа:

а - кинематическая схема: 1 - измерительный стержень; 2 - пружина; 3 и 5 - шкалы; 4 - стрелка индикатора; 6 - малая стрелка; 7 — пружинный волосок; б — общий вид индикатора с цифровым отсчетом
ри измерении линейное перемещение стержня 1 вы­зывает поворот шестерен z1 и z3, которые, в свою оче­редь, вращают шестерню z4=10. На оси шестерни z4 закреплена стрелка 4 индикатора. Шестерня z2=100, на оси которой неподвижно насажены втулка с пру­жинным волоском 7 и малая стрелка 6, находится в за­цеплении с шестерней z4=10. Пружинный волосок слу­жит для устранения мертвого хода, который влияет на устойчивость показаний стрелки 4 при возвратно-поступательных движениях измерительного стержня. Изме­рительное усилие, создаваемое пружиной 2, находится в пределах 80... 200 Н. Перемещение стержня 1 на 1 мм соответствует полный оборот стрелки индикатора 4. Целые миллиметры отсчитываются по шкале 5 малой стрелкой 6. Погрешность индикаторов часового типа находятся в пределах от ±6 до ±40 мкм.

Для расширения области применения индикаторов используются различные стойки, штативы. Индикаторы применяют во многих приборах: скобах, нутромерах, глубиномерах и т. п.

Для измерения радиального биения (рис. 59) деталь устанавливают в центрах или на призме. Измеритель наконечник индикатора опускают на поверхность детали в верхней ее точке. Создают запас хода индикатора в 1 ... 2 оборота для того, чтобы фиксировать как положительные, так и отрицательные его показания. Устанавливают индикатор на нуль и, медленно проворачивая деталь на 360°, замечают крайние правое и левое откло