Інструменти для вимірювання лінійних розмірів
Опалення, водопостачання, каналізація
Для вимірювання лінійних розмірів зразків матеріалів та виробів у лабораторіях використовують металеві лінійки, штангенінструмент, вимірювальні головки та оптико-механічні прилади.
Металеві вимірювальні лінійки (ГОСТ 427-75*) виготовляють з однією (рис. 2.1 а) або двома шкалами (рис. 2.1 б) з верхніми межами вимірювань від 150 до 1000 мм. Шкала лінійок має довжину поділок 1 мм, рідше 0,5 мм. Початком шкали металевих лінійок служить торцева грань, перпендикулярна до поздовжнього ребра лінійки.
Штрихи поділок лінійок розташовані строго перпендикулярно до поздовжнього ребра лінійки. Кожен сантиметровий штрих шкали лінійки забезпечений числовим позначенням, що вказує на відстань у сантиметрах від цього штриха до початку шкали.
Штангенінструменти – інструменти для вимірювання та розмітки, в яких підвищена точність вимірювання досягається використанням спеціального пристрою – ноніуса. Основний вид штангенінструменту - штангенциркулі (ГОСТ 166-80 *). Штангенциркулі випускають чотирьох типів: ШЦ-1, ШЦТ-I, ШЦ-П і ШЦ-Ш, що відрізняються межами вимірів (від 0...125 до 800...2000 мм) і ціною шкали ноніуса (0,1 і 0,05 мм).
Штангенциркуль (рис. 2.2) є штангою, на яку нанесена шкала з ціною розподілу 1 мм. З одного боку штанга закінчується нерухомою вимірювальною губкою. Друга рухлива вимірювальна губка знаходиться на рамці, що ковзає по штанзі. Рамка може бути закріплена у будь-якому положенні гвинтом.
Мал. 2.1. Металеві вимірювальні лінійки: а - з однією шкалою; б - з двома шкалами
Мал. 2.2. Штангенциркулі: а - з глибиноміром; б-з мікрометричною подачею; 1 - штанга; 2-губки; 3 - рамка; 4 - затискний гвинт; 5-ноніус;б-глибиномір; 7-мікрометрична подача
На рамці розташована шкала, яка називається ноніус. Штангенциркулі можуть бути забезпечені глибиноміром 6 (рис. 2.2 а). Для точної установки губок деякі штангенциркулі мають мікрометричну подачу (рис. 2.2 б).
Ноніус штангенциркуля - рівномірна шкала з межею виміру, що дорівнює ціні розподілу основної шкали, тобто. 1мм. Ноніус штангенциркуля ШЦ-I (рис. 2.3) розділений на 10 частин, кожна довжиною 0,9 мм, тобто на 0,1 мм коротше, ніж довжина поділу основної шкали. При щільно зрушених губках штангенциркуля нульові штрихи основної шкали та ноніуса збігаються (рис. 2.3 а). Якщо губки розсунути на 0,1 мм, то зі штрихом основної шкали збігається перший штрих ноніуса, якщо розсунути на 0,2 мм, то другий штрих ноніуса, і т.д. Таким чином, значення вимірюваної довжини в цілих міліметрах визначають за основною шкалою штангенциркуля (за штрихом 0 ноніуса), а десяті частки міліметра визначають за штрихом ноніуса, що збігається зі штрихом основної шкали. На рис. 2.3 б і в показані шкали штангенциркуля, коли вимірювані розміри дорівнюють 7,0 і 7,6 мм.
Мікрометри (ГОСТ 6507-78*) – інструменти для зовнішніх вимірювань виробів, що є металевою скобою (рис. 2.4), де з одного боку розташована нерухома, з другого – рухома вимірювальні п'яти.
Мал. 2.3. Взяття відліку ноніуса штангенциркуля ШЦ-1: а – 0,0 мм; про - 7,0 мм; в - 7,4 мм
Вимірюване виріб перешкодять між п'ятами мікрометра і обертанням барабана мікрометричної головки 5 затискають між ними. Для того, щоб зусилля, з яким вимірюваний виріб затискається п'ятами, було постійним і не перевищувало встановленого значення, в мікрометричну головку вбудований пружинний пристрій - тріскачка.
Висока точність вимірумікрометром забезпечується поступальним рухом рухомий п'яти 3, яке здійснюється мікрогвинтом з кроком 0,5 мм, тобто. при одному обороті барабана п'ята переміщається на 05 мм. На стеблі 6 мікрометра нанесена шкала з ціною розподілу, що дорівнює кроку мікрогвинта, тобто. 0,5мм. Для зручності відліку парні та непарні штрихи шкали нанесені по різні боки поздовжнього штриха. На конічному зрізі барабана нанесена кругова шкала з числом поділів 50. При одному обороті барабан, так само як і п'ята, перемішується вздовж стебла на 0,5 мм, тому ціна поділу кругової шкали барабана становить: 0,5 мм: 50 = = 0, 01 мм. Перед вимірюванням мікрометри перевіряють, з'єднуючи нерухому і рухливу п'яти або затискаючи між ними еталон, що додається до мікрометра. У правильно відрегульованого мікрометра нульовий штрих кругової шкали барабана повинен збігатися з поздовжнім штрихом основної шкали.
Мал. 2.4. Мікрометр: 1 - скоба; 2, .? - П'яти; 4 - стопорний пінт; 5 – мікрометрична головка; 6 - стебло
При вимірі виріб поміщають без перекосу між рухомою і нерухомою п'ятами і обертають головку 5 до тих пір, поки вона не прокручується. Найближчий штрих до краю барабана визначає кількість поділів шкали, що полягає у розмірі, що вимірюється. До відліку за основною шкалою додають відлік за круговою шкалою, що дорівнює добутку ціни поділу 0,01 мм на число поділів, що визначається по поздовжньому штриху на стеблі. На рис. 2.4 показано положення шкал мікрометра, коли розмір, що вимірюється, дорівнює 16,03 мм.
Вимірювальні головки (індикатори) - прилади годинникового типу, що встановлюються на об'єкт, що вимірюється. Використовуються при випробуваннях будівельних матеріалів та виробів для вимірювання деформацій під дією навантаження, температури та інших факторів.
Оптико-механічні прилади (оптиметри, інтерферометри, вимірювальні мікроскопи та ін) призначені для високоточних вимірювань малих розмірів. Принцип дії оптико-механічних приладів ґрунтується на диференціальному методі вимірювання.
При цьому оптичний пристрій вбудована шкала, за допомогою якої оцінюється розмір об'єкта, що спостерігається в сильно збільшеному вигляді. Оптичний мікроскоп, застосовуваний щодо твердості металів, описаний у п. 19.3.