Механический микрометр – как измерять и считывать показания

  • Измерительная линейка не всегда позволяет произвести измерение линейного размера с необходимой точностью. В этих случаях и следует воспользоваться более точным измерительным инструментом – микрометром.

Микрометр электронный

Микрометр – это измерительный прибор с высокой точностью.

Принципы, на которых основана работа микрометра, таковы, что освоить их несложно, но они позволяют обеспечить постоянное совершенствование точности измерения.

Содержание:

Откуда такое название

Допустимые значения микрометра

Допустимые значения микрометра.

Дело в том, что минимальные изменения размеров, которые уверенно может зафиксировать этот измерительный прибор – миллионные доли метра (микрометры). 1 мкм (0,001 мм) – величина практически неразличимая для человеческого глаза. Измерения микрометром можно осуществлять с точностью до нескольких микрометров.

Потребность в очень точных измерениях возникла еще в ХVI в оружейном производстве. С точки зрения механики микрометр устроен достаточно просто – винт и гайка. Позже этот принцип начал применяться в геодезии, но таким, каким мы его знаем, микрометр стал к середине ХIХ века. Дело в том, что показания в нем снимаются с тщательнейшим образом размеченных и досконально выверенных шкал, изготовление которых возможно лишь при достаточно высоком уровне развития технологий.

Вернуться к оглавлению

Механический микрометр – устройство и принцип действия

Наряду с обычными микрометрами, выпускаются электронные. Принцип действия тот же, но электронная индикация и возможность усовершенствованной калибровки позволяют повысить удобство и увеличить точность измерений. Но они пока достаточно редки и дороги, а освоить работу с ними, умея работать с механическими, несложно. Поэтому далее приводятся рекомендации по использованию механического микрометра.

Устройство микрометра

Рисунок 1. Устройство микрометра.

Внешний вид прибора показан на Рисунке 1. Обозначения на этом рисунке:

  1. Пятка.
  2. Измеряемый предмет.
  3. Шпиндель микрометрического винта.
  4. Стопор микрометрического винта.
  5. Горизонтальная шкала.
  6. Трещотка.
  7. Барабан с круговой шкалой.
  8. Скоба.

Работа прибора основывается на смещении винта, вызванном его вращением в закрепленной гайке. Это смещение прямо пропорционально углу поворота. Шаг винта – ровно полмиллиметра. Барабан, связанный с винтом, проходит 0,5 мм за 1 оборот, закрывая или открывая штрихи горизонтальной шкалы. Шкала, нанесенная на барабан, имеет 50 делений, следовательно, цена ее деления – 0,01 мм/дел.

Вернуться к оглавлению

Механический микрометр – рекомендации по использованию

Существует два основных способа того, как измерять микрометром:

Измерения при помощи микрометра

Микрометр (а) и примеры расчета по его шкале (б, в, г).

  1. Абсолютный, когда разъем прибора прикладывается прямо к измеряемому предмету, в соответствии с его геометрией выставляются зажимы. Затем размеры считываются непосредственно со шкал измерителя.
  2. Относительный, когда измеряются размеры границ или предметов, находящихся рядом с измеряемой деталью, размеры которой затем находят с помощью математических вычислений.

Перед тем как мерить деталь, ее вместе с микрометром следует выдержать в едином температурном режиме не менее 3 часов.

Непосредственно после приобретения, а затем периодически и в процессе эксплуатации инструмент необходимо проверять. Для проверки без детали смыкают пятку и шпиндель. Делать это следует осторожно, непосредственно перед смыканием винт вращают с помощью трещотки. После трех щелчков вращение прекращается.

Барабан при этом должен практически полностью закрыть горизонтальную шкалу, а его начальная отметка должна совпасть с продольной риской этой шкалы. Если шкала сбита, ее можно отрегулировать с помощью специального ключа.

Казалось бы, измерять микрометром просто – зажать измеряемую деталь между пяткой и шпинделем и снять показания шкал. Но это прибор высокой точности, и даже небольшое усилие может деформировать деталь и исказить результат. Еще хуже, если будет сбита настройка прибора.

Устройство мкрометра с цифровой индикацией

Устройство мкрометра с цифровой индикацией.

Для того чтобы этого не произошло, придумана трещотка. Когда за счет вращения барабана шпиндель приблизился к поверхности детали, переходят на его вращение с помощью трещотки. Как и при калибровке, после трех щелчков вращение прекращается.

Деталь зафиксирована надежно, но не деформирована, что позволяет измерять микрометром точно и с небольшой погрешностью.

Электронный прибор сразу покажет конечный результат на своем индикаторе. А вот если прибор механический, то измерять микрометром не так уж просто. Относится это, прежде всего, к снятию его показаний. Начинается оно с чтения значений самого крупного разряда цифр (миллиметров), а заканчивается самым мелким – сотыми долями миллиметра.

Миллиметры считываются со шкалы, нанесенной на неподвижную часть корпуса прибора. Горизонтальная шкала состоит из двух частей. Деления снизу означают миллиметры. И на левом, и на правом рисунке это значение равно 5 мм. Деления сверху показывают половинки миллиметров.

Деление, соответствующее половинке миллиметра, после значения 5 мм на нижней шкале закрыто барабаном, следовательно, общее показание складывается из 5 и 0,35 мм (на барабане). Размер детали 5,35 мм. На барабане то же значение 0,35, но деление, соответствующее половине миллиметра, сверху после значения 5 мм на нижней шкале открыто. Общее показание теперь складывается из 5, 0,5 и 0,35 мм. Итоговый размер детали на этом рисунке 5,85 мм.

Это самый распространенный вариант микрометра. Для других видов инструментов значения штрихов могут быть иными.

Но отличия невелики, следовательно, разобраться в значениях разметки на шкалах и научиться измерять микрометром любого типа нетрудно.

Микрометр – как измерить то, что не подвластно нашему глазу?

Иногда измерение линейных размеров какого-нибудь предмета требует от нас точности, которую не может позволить себе доступная нам канцелярская линейка, тогда на помощь приходит микрометр. Разнообразие принципов работы этого инструмента дает возможность совершенствовать точность измерений, и это устройство освоит даже начинающий мастер.

Устройство микрометра и точность измерений

Предельная точность была критически необходима еще в XVI веке в оружейном деле, позже принцип этого несложного механизма стали применять в геодезии, а официально прибор вышел в таком виде, каким мы его сейчас знаем, в середине XIX века. Устройство микрометра довольно простое в механическом смысле, рабочими являются винт и гайка. А вот сами измерения снимаются со сложной и тщательно выверенной шкалы, причем не одной.

Почему этот инструмент имеет такое название? Чаще всего, диапазон размеров, которые может с достоверной точностью определить этот прибор, лежит в области микрон. 1 мкм (микрон) это не что иное, как 0,001 мм, вы даже представить не можете, насколько это мелкие параметры. Но такие мелочи меряются редко, чаще точность составляет около 50 мкм (погрешность при этом 2-9 мкм), что также довольно мелко для человеческого глаза, но уже крайне важно для некоторых точных сборочных работ или настроек.

Способов измерения этим инструментом может быть два – абсолютный и относительный (контактный). При первом способе мы прикладываем разъем прибора непосредственно к предмету, выставляем согласно его геометрии зажимы и смотрим на шкалу, где сразу же определяем размер в мкм. Относительный способ измеряет какие-либо параметры рядом находящихся предметов или границ, а потом математически вычисляется искомый параметр.

Микрометр механический – особенности прибора

Традиционно мы привыкли наблюдать в работе микрометр механический, хотя сегодня даже небольшое усовершенствование в виде электронной индикации вполне доступно и значительно упрощает использование. Но об этом приборе чуть позже, а сейчас разберем основные особенности механики. Состоит он из двух ясно различимых частей: ручки (стебель, барабан и трещотка) и выемки для размещения измеряемой детали (полукруг с опорной стойкой и направленным на нее микрометрическим винтом).

Сам процесс измерения заключается в ручном закручивании ручки, чтобы сомкнуть винт. Как только эти элементы сошлись вокруг детали, крутят трещотку для подгонки, потом она начинает прокручиваться, это означает, что параметр замерен, остается снять показания на шкалах, которые расположены на стебле и барабане. Некоторые модели инструмента снабжены стопорным механизмом, чтобы зафиксированная величина не сбилась, пока вы будете записывать значение в журнал или сравниваете размер с другой деталью.

Фото измерения детали механическим микрометром

Электронный микрометр – в чем преимущество?

Мы уже упомянули, что электронный микрометр – это всего лишь немного усовершенствованный механический инструмент, но что же нам это дает на практике? Использование электронной индикации и возможности более точной калибровки привело к увеличению точности и удобству замеров этим прибором. Так он может показывать размеры с точностью до 1 мкм с погрешностью до 0,1 мкм. Многие инструменты обладают встроенной калибровкой.

электронный микрометр

Электронное табло, которым оснащен этот инструмент, может быть настроено на несколько систем отсчета, например, миллиметры или дюймы. Также там производитель размещает полезные индикации, вроде уровня заряда батареи. Для снижения энергопотребления механизм запрограммирован на определенное время бездействия, после которого самостоятельно отключается, чаще всего это 5 минут.

Как пользоваться микрометром – простые рекомендации

Изучив всю познавательную информацию о новом для вас приборе, самое время разобраться, как пользоваться микрометром, чтобы измерения были максимально точными, насколько позволяет имеющийся у вас инструмент.

Как пользоваться микрометром – пошаговая схема

Шаг 1: Проверка и калибровка

Время от времени, а также сразу после покупки, следует проверить ваш инструмент на наличие дефекта при измерении. В случае сбитой шкалы можно провести регулировку, для этого в комплекте всегда идет ключ. Для проверки точности прибора делается простая операция – смыкаются измерительные плоскости без детали. Когда винт упирается в противоположную плоскость, индикатор электронного микрометра должен показать 0. В механическом приборе барабан должен практически полностью закрыть стебель, его скошенный край обязан остановиться ровно на нулевой отметке шкалы стебля, а ноль барабана должен совпасть с продольным штрихом стебля.

Перед измерением обязательно выдержите деталь и инструмент для измерения в одном температурном режиме (в одном помещении) хотя бы 3 часа.

Шаг 2: Фиксация детали

Внешне кажется, что все просто на этом этапе, вставляй деталь и зажимай, что есть мочи. Но это не совсем так, прибор высокоточный, и любое усилие исказит ваши результаты, а еще страшнее, если это собьет тонкую настройку всей системы. Но для предотвращения самодеятельности в приборе придуманы специальные механизмы. Сначала вы доводите винт до детали, расположенной возле второй измерительной плоскости, простым вращением барабана. Как только почувствовали упор, пора немного сместиться по рукоятке и продолжить вращать трещотку, это самый крайний вращательный элемент. Как только вы услышали характерный щелчок, потом второй и третий – самое время остановиться. Это значит, что деталь надежно зафиксирована, и три щелчка об этом вас известили.

Шаг 3: Снимаем показания шкал

Электронный прибор покажет вам все на индикаторе, тут разбираться не нужно, где искать заветные цифры. А вот с механикой нужно приловчиться. Начинаем снимать измерения с самого крупного разряда цифр, заканчивая самым мелким. Первым делом смотрим на шкалу стебля, это та часть рукоятки, которая оставалась все это время неподвижной. На ней имеются две шкалы, но они для удобства восприятия находятся на одной оси, просто деления снизу обозначают миллиметры (каждое деление равняется 1 мм), а сверху – половинки миллиметра (шаг 0,5 мм).

В том месте, где остановился край барабана, смотрим, сколько делений по нижней (пусть 6) шкале осталось видимыми, так мы узнаем первую цифру (6 мм). Если край барабана поравнялся с каким-то делением верхней шкалы, то цифра после запятой будет 5, если деление спряталось, то пока что после запятой стоит ноль, но следом рассматриваем шкалу барабана, где найдем сотые доли миллиметра, которые и приплюсуются к десяткам. Например, на верхней шкале мы половинчатое деление не увидели, следовательно, пока что у нас 6,0 мм. Но на барабане с горизонтальным штрихом стебля совпала цифра 22, тогда 6,0 0,22=6,22 мм. Если бы штрих на верхней шкале стебля был виден, то было бы 6,5 мм, и уже к нему прибавляли бы 0,22, получилось бы 6,72 мм.

Для подсчета приведен общий случай для самого распространенного в хозяйстве вида этого прибора. Но для каждого инструмента значение штрихов будет определяться его классом точности, поэтому сначала посмотрите, что значит разметка на шкалах, а потом начинайте подсчеты.