Методы и приборы для измерения линейных размеров

Линейные измерения являются составной частью технических измерений, при которых определяются размеры изделий или отдельных его элементов, расстояния между точками, линиями, поверхностями.

Методы измерения линейных размеров делятся на разностные (сравнения) и непосредственные.

При методе сравнения измеряется разность между измеряемым размером и значением меры длины, а при непосредственной оценке измеряемый размер определяется по шкале измерительного инструмента или прибора.

Различают контактные и бесконтактные методы измерений.

Контактные характеризуются контактом элемента измерительного прибора с изделием (измерение штангенциркулем, микрометром, оптиметром и др.). Контакт с изделием может быть поверхностным, линейным и точечным.

Применяются механические инструменты и измерительные приборы, оптико-механические, оптические, пневматические, электрические и др.

Штангенинструменты и микрометрические инструменты.

Штангенциркуль – для измерения наружных и внутренних размеров.

Штангенглубинометр – для измерения глубины отверстий, пазов, расстояний между плоскостями.

Штангенрейсмас – для измерения высоты.

Все виды штангенинструмента имеют штангу, на которой нанесена основная шкала (миллиметры) и отсчётное устройство с нониусом - приспособлением в виде дополнительной линейки со шкалой, позволяющей производить отсчёт дробных долей миллиметра (0,1 или 0,5 мм).

Микрометрические инструменты подразделяют на:

- Микрометры гладкие – для измерения наружных размеров изделий;

- Нутромеры микрометрические – для измерения внутренних размеров;

- Глубиномеры микрометрические;

- Специальные микрометры – листовые, трубные, резьбовые, зубомерные и т.д.

Все эти инструменты основаны на использовании микровинтовой пары и преобразовании вращательного движения в поступательное.

Поэтому в них имеются связанные между собой отсчётные устройства вращательного и поступательного движений микровинта, состоящие из двух шкал – продольной и круговой.

Механические измерительные приборы.

Эти приборы основаны на преобразовании малых перемещений измерительного стержня в большие перемещения указателя.

Они имеют высокую чувствительность наглядность измерения, небольшие габариты и простоту в эксплуатации.

Используются они для сравнительных измерений или в качестве отсчётных устройств в различных контрольно-измерительных приборах.

В зависимости от устройства механизма, создающего передаточные отношения, эти приборы разделяются на рычажные, с зубчатой, рычажно-зубчатой, рычажно-винтовой и рычажно-пружинной передачами.

Приборы с зубчатой передачей являются индикаторами часового типа, в которых необходимое передаточное отношение достигается зубчатой передачей.

В схеме такого индикатора зубчатая рейка, нарезанная на измерительном стержне 1, сцепляется с малой шестернёй , на оси которой жёстко посажена большая шестерня .

При измерении линейное перемещение стержня 1 вызывает поворот шестерён и , которые в свою очередь вращают трубку и закреплённую на ней стрелку 2 индикатора; шестерня , на оси которой неподвижно посажены втулка с пружинным волоском 3 (для устранения мертвого хода) и малая стрелка 4.

Рисунок 57

Перемещению стержня на 1 мм соответствует полный оборот стрелки 2, целые миллиметры отмечаются по шкале 5 малой стрелкой.

Для прижима измерительного стержня к измеряемому объекту с определённым усилием применена пружина 6.

Установка индикатора на нуль производится вращением шкалы 7, соединённой с ободком.

Погрешность индикаторов часового типа колеблется в пределах от ±4,5 до ±26 мкм.

Рассмотрим для примера схему прибора с пружинной и рычажно-пружинной передачей.

Они построены по принципу использования в передаточных механизмах упругих свойств плоских и витых пружин. Преимущества этих приборов - малое трение в звеньях механизма, стабильность работы, малая цена деления и т.д.

Характерным прибором этого типа является пружинная измерительная головка – микрокатор, цена деления которого 0,002; 0,001; 0,0005; 0,0002 и 0,0001 мм (при пределах измерения соответственно ±0,06; ±0,03; ±0,015; ±0,006 и ±0,003 мм).

Основной деталью пружинных приборов является скрученная плоская пружина, изготовленная из или бериллиевой бронзы шириной 0,08¸0,15 и толщиной 0,005¸0,012 мм.

Одна половина этой пружины завита влево, другая – вправо. При приложении к её концам растягивающих усилий она раскручивается, а её средняя часть поворачивается на значительный угол.

Принцип действия микрокатора состоит в следующем: измерительный стержень 1, подвешенный на пружинах, перемещается поступательно и действует через плоскую пружину 3; при перемещении стержня 1 вверх пружина 4 растягивается и прикреплённая к средней части стрелка 5 перемещается относительно шкалы 6. Такой механизм позволяет получить передаточное отношение до 1000.

Рисунок 58

Погрешность показаний микрокаторов от 0,1 до 0,5 мкм.

Оптико-механические методы измерения длины широко распространены благодаря универсальности и высокой точности.

Они расширяют оптические возможности человеческого глаза, позволяют получить увеличенные изображения объекта измерения, повышают точность отсчёта.

Методы разделяют на контактные и бесконтактные.

К оптико-механическим приборам относятся рычажно-оптические, проекционные и измерительные – микроскопы и машины, длинномеры, интерференционные приборы.

Рисунок 59

Повышение точности отсчёта и измерений этих приборов достигается либо сочетанием механических передаточных механизмов с оптическим автоколлимационным устройством, либо благодаря значительному увеличению измеряемых объектов (микроскопы, проекторы), либо измерением параметров интерференционных картин.

В рычажно-оптических приборах (оптиметр, например) используется оптический рычаг

.

Оптикатор – контактный рычажно-индикаторный прибор со световым отсчётом. В этом приборе имеется механизм микрокатора, совместный с увеличивающей оптической передачей – вместо стрелки 5 на пружине укреплено зеркало, отражающее световое пятно с указательным штрихом на шкалу.

Проекторы:

1) Сравнение контура контролируемой детали с образцовым контуром;

2) Сравнение контура изображения детали с двойным контуром (полем допуска);

3) Измерением отклонений с помощью микрометрических отсчётных устройств проектора.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: