• вивчити будову та принцип дії мікрометра;
• отримати первинні практичні навички у виконанні повірки СІ,
• здійснити перевірку мікрометра,
• визначити придатність мікрометра до використання.
Повіркою називається комплекс заходів (перевірок) за визначенням придатності СІ до використання шляхом визначення фактичних (отриманих шляхом вимірювань) метрологічних характеристик і порівняння їх з допустимими (взятими з нормативних документів).
1.1. Пристрій і принцип дії мікрометра
Мікрометр відноситься до класу мікрометричних вимірювальних інструментів, принцип дії яких заснований на використанні гвинтової пари (гвинт # 8210; гайка), що дозволяє перетворити обертальний рух мікровінта в поступальний.
Приладобудівна промисловість виготовляє мікрометри відповідно до вимог ГОСТ 6507-90 з межами вимірювань від 0 до 300 мм з інтервалом 25 мм. (0-25, 25-50 і т. Д. До 275-300). При необхідності мікрометри можуть бути укомплектовані спеціальною стійкою із затиском, що дозволяє виключити додаткову похибка через порушення температурних умов вимірювань.
Пристрій мікрометра зображено на рис. 1.
Мал. 1. Пристрій мікрометра з діапазоном вимірювання від 25 до 50 мм
Підставою мікрометра є скоба 1, а передавальним механізмом служить гвинтова пара, що складається з мікрометричного гвинта 3 і мікрометричною гайки, розташованої в стеблі 5. В скобу 1 запрессована п'ята 2 і стебло 5. Вимірювана деталь охоплюється вимірювальними поверхнями мікровінта і п'яти. Барабан 6 приєднаний до мікрогвинти інсталяційний ковпачком 8. Обертання барабана має здійснюватися за допомогою тріскачки 9 для створення однакового каліброваного і вимірювального зусилля, яке для мікровінта одно F = 7 ± 2Н. Перевищення вимірювального зусилля обмежується тріскачкою. Закріплюють мікрогвинт в необхідному положенні стопорним гвинтом 4. накатну виступ 7 служить для зручності роботи з мікрометром.
Відліковий пристрій мікрометра складається з двох шкал (рис. 2):
• поздовжньої (на стеблі вимірювальної системи) і
• кругової (на круговій поверхні барабана).
Точна шкала - L б
Поздовжня (грубого відліку) шкала має два ряди штрихів, розташованих по обидві сторони горизонтальної лінії і зсунутих один щодо іншого на 0,5 мм. Обидва ряду штрихів утворюють одну поздовжню шкалу з ціною поділки 0,5 мм, яка дорівнює кроку мікровінта. Відлік знімається за останнім поділу, яке видно.
Кругова (точного відліку) шкала має 50 поділок з ціною поділки 0,01 мм (при кроці гвинта S # 8210; 0,5 мм), нанесених на поверхні барабана по окружності. Індексом для зняття відліку служить поздовжня лінія грубої шкали. За поздовжньої шкалою відраховують число цілих міліметрів і 0,5 мм, по круговій - десяті і соті частки міліметра. Третій десятковий знак відраховують наближено, візуально інтерполіруя ціну поділки шкали барабана до 0,1 поділу (до 0,001 мм).
Результат отримують підсумовуванням відліків за шкалою стебла і відліку по шкалі барабана.
Наприклад, на рис. 2 повний відлік показання мікрометра дорівнює:
Для забезпечення нормованої точності використання СІ необхідно проведення перевірочних (калібрувальних) робіт, що містять ряд окремих перевірок і регулювань. Будь-яке СІ має загальні для всіх засобів перевірки (регулювання) і індивідуальні для кожного конкретного типу СІ.
З числа загальних для мікрометра відносяться:
• установка (перевірка) приладу на нуль (початок відліку) і
• визначення інструментальних похибок.
До індивідуальної - перевірка паралельності (непараллельности) вимірювальних поверхонь.
Методика повірки мікрометра
повірка # 8210; це сукупність дій, виконуваних для визначення або оцінки похибок засобів вимірювань і встановлення їх придатності до застосування.
1.1. операції повірки
При проведенні Перевірки мікрометра повинні бути виконані наступні операції:
• установка шкали мікрометра на нуль,
• визначення (контроль) метрологічних характеристик (визначення похибки кроку і профілю мікровінта;
• визначення відхилення від паралельності і площинності вимірювальних поверхонь; похибки розташування штрихів вимірювальних шкал; похибки деформації скоби, що виникає під дією вимірювального зусилля і т.д.).
Мікрометри, що знаходяться в експлуатації, поверяются по погрішностей показань і за відхиленнями від паралельності вимірювальних площин.
2.2. Умови повірки та підготовка до неї
На правильність повірки мікрометрів впливає температурний режим, при якому проводиться перевірка. Допустимі по ГОСТ 6507-90 відхилення температури від 20 градусів при перевірці мікрометрів наведені в табл. 1.
Мікрометр і настановні заходи, що підлягають повірці, витримуються в приміщенні, де проводиться перевірка не менше 3 годин.
Допустимі відхилення температури від 20 ° С
2.3. проведення повірки
2.3.1. Зовнішній огляд
При проведенні зовнішнього огляду повинно бути встановлено відповідність мікрометра вимогам ГОСТ 6507-90 в частині форми вимірювальних поверхонь мікрометра і настановної заходи, якості поверхонь, оцифровки і штрихів шкал, комплектності. Вимірювальні поверхні мікрометра необхідно очистити від мастила.
При випробуванні перевіряють плавність переміщення барабана мікрометра уздовж стебла; відсутність обертання мікрометричного гвинта, закріпленого стопорним пристроєм, що забезпечує вимірювальне зусилля (при цьому показання мікрометра не повинні змінюватися); незмінність положення закріпленої п'яти.
2.3.3. Установка мікрометра на нуль
Мікрометр встановлюється на нуль або відповідне початкове показання шкали 25 мм, 50 мм і т.д. за допомогою настановних заходів в залежності від інтервалів вимірювань мікрометра
У положенні щільного зіткнення вимірювальних поверхонь мікрометра (вимірювального гвинта і п'яти) або вимірювальних поверхонь з настановної мірою, що відповідає початковому відмітку шкали (25 мм, 50 мм і т.д.) закріпити стопор мікровінта обертанням гвинта стопора за годинниковою стрілкою до міцного затиснення (рис .3).
Мал. 3. Закріплення гвинтового стопора гладкого мікрометра
Роз'єднати барабан і мікрогвинт, для чого охопити лівою рукою барабан за накатну виступ, а правою інсталяційний ковпачок повернути проти годинникової стрілки (на себе) до появи осьового люфту барабана на мікрогвинти (рис. 4).
Мал. 4. Звільнення барабана мікрометра
Поєднати нульовий штрих шкали барабана з поздовжнім штрихом шкали стебла, для чого скобу мікрометра охопити лівою рукою, як показано на (рис. 5), причому пальцями лівої руки утримувати барабан в положенні збіги нульових штрихів, а правою обертати інсталяційний ковпачок за годинниковою стрілкою до повного закріплення барабана на мікрогвинти.
Звільнити стопор мікровінта, обертаючи його проти годинникової стрілки.
Перевірити вірність виконаної установки мікрометра, для цього відвести мікрогвинт від п'яти, обертаючи його за тріскачку проти годинникової стрілки на 3 # 8210; 4 обороту і потім обертаючи вимірювальний барабан за тріскачку знову підвести мікрогвинт до п'яти. У цьому положенні нульовий штрих шкали барабана повинен співпасти з поздовжнім штрихом шкали стебла, а зріз барабана повинен знаходитися над нульовим штрихом шкали стебла. Похибка установки (відлік по точної шкалою) не повинна перевищувати одного поділу точної шкали (10 мкм).
Мал. 5. Закріплення барабана мікрометра інсталяційний ковпачком
Якщо установка з першого разу не вдалася, то її повторюють до тих пір, поки не буде досягнута необхідна точність збігу нульових штрихів. Якщо похибка установки не буде забезпечена, то мікрометр вважається непридатним до використання.
2.3.4. Визначення інструментальних похибок
В основі вимірювальної системи мікрометра лежать гвинт з гайкою. Гайка з'єднана зі скобою, а гвинт з вимірювальним барабаном. Якість вимірювальної системи залежить від точності виготовлення різьби на гайці і гвинті і їх сполучення. Так як виготовити різьблення з високою точністю на всій довжині вимірювальної системи неможливо, то похибки мікрометра на різних ділянках межі вимірювання будуть різні. Тому оцінки похибок (систематичної і випадкових), певні в якійсь певній точці діапазону вимірювань не відповідатимуть погрішностей в інших точках діапазону. Тому для якісної оцінки придатності мікрометра необхідно визначити похибки через деякі інтервали по всьому діапазону вимірювання.
Для цього призначаються розміри, за якими буде проведена перевірка мікрометра. Число повіряються точок повинно бути не менше шести, і розташовуватися вони повинні рівномірно по шкалі. Наприклад, якщо мікрометр має діапазон виміру від 0 до 25 мм, то в якості повіряються точок можна вибрати 0, 5, 10, 15, 20 і 25 мм.
Показання мікрометра поверяются по кожному контрольованому розміру. Відповідні розміри встановлюються за допомогою плоскопараллельних мір довжини (плиток). Для отримання більш достовірних результатів вимірювань кожне вимір повторюють 10 разів. Середнє арифметичне значення повторних вимірів знижує вплив випадкових похибок вимірювань.
Так як метою роботи є визначення похибок, то в якості результату вимірів можна визначатимуть не чисельне значення результату вимірювання розміру плоскопараллельних мір довжини, а значення похибки, що знімається з точною шкалою. Це зменшить час роботи і спростить розрахунки.
Значення похибки знімається зі шкали мікрометра наступним чином (рис. 6):