Контрольно-измерительная техника

 

 

Существующая в мировой практике метрическая система мер и весов введена в 1872 г. С тех пор «царем» точности для измерения длин стал международный прототип (основной образец) метра. Его бережно хранят в «столице точности», в предместье Парижа — Севре, где помещается Международное бюро мер и весов. Место, в котором находится эталон метра, надежно ограждено от сотрясений и тепловых влияний.

В каждой стране есть свои эталоны метра. Они тоже хранятся в таких условиях, что их размеры надолго остаются практически неизменными.

Понятно, что все «нижестоящие» меры должны проверяться по эталону. Но самые ничтожные воздействия на эталон, если они будут повторяться часто, изменят его. Такие изменения довольно быстро исказили бы первоначальную степень точности основной меры и нарушили бы всю строгость системы мер.

Чтобы только изредка привлекать самый эталон к проверкам, изготовлены еще его копии. Их-то и проверяют по основному эталону. Но ведь и копий не может быть много: слишком часто приходилось бы «беспокоить» основной эталон для проверки. Их всего несколько, и степень их точности также приходится очень и очень беречь. Поэтому существует еще одна группа образцовых мер — рабочие эталоны. Их сверяют с копиями, но не со всеми. Копии в свою очередь делятся на две группы. Одна из них служит для проверки рабочих эталонов, а другая, особая, как бы выжидает своего часа.

Наиболее распространен набор из 83 измерительных плиток. Сблизив мерительные плоскости плиток, начинают их притирать друг к другу. Для этого верхнюю пластину двигают поступательно по, нижней и одновременно вращают ее по плоскости скольжения в обе стороны. В результате плитки соединяются настолько крепко, что образуют как бы одно целое

А этот час наступает тогда, когда почему-либо одну из действующих копий «заподозрили» в потере должной степени точности. Тогда ее сравнивают с одной из особой группы. Копии, входящие в нее, называются «свидетелям и» эталона.

Следующие по точности образцовые меры — это меры первого разряда. Их проверяют по рабочим эталонам. Затем идут образцовые меры второго и третьего разрядов. Образцовые меры хранятся в научно-метрологических учреждениях страны. Эти меры образуют как бы лестницу точности, спускающуюся от основного эталона до тех приборов, которые служат для измерений на предприятиях.

Представители метра на заводе — заводские эталоны. Это измерительные плитки, или концевые меры длины. Две противоположные мерительные поверхности каждой плитки отшлифованы и притерты с высокой тщательностью. На плитке обозначено расстояние между мерительными плоскостями. Соединив несколько имеющихся в наборе плиток, можно в известных пределах получить любой размер с точностью до 5 микрон.

 

Инструменты точности

 

 

Измерение с помощью кронциркуля и нутромера

Самый старинный и простой измерительный инструмент — обыкновенная линейка со шкалой, разбитой на миллиметровые деления. С ее помощью можно измерять предметы различных очертаний с точностью до 0,5 мм.

В помощь линейке пользуются еще кронциркулем. Это — две ножки, связанные шарниром и установочным винтом. С его помощью свободные ножки раздвигаются и охватывают своими прямыми или загнутыми внутрь концами измеряемый внешний размер. А для измерения внутренних размеров (отверстий различной формы) служит кронциркуль-нутромер. Концы его свободных ножек отогнуты наружу; при измерении их вводят внутрь отверстия и раздвигают до легкого соприкосновения отогнутых концов со стенками отверстия.

Существует измерительный инструмент, в котором линейка и кронциркуль объединены.

Это штангенциркуль. Подвижная губка его сначала лишь приближается к измеряемому изделию и закрепляется первым стопорным винтом. Затем с помощью установочного винта она окончательно подводится к поверхности изделия, и в этом положении движок закрепляется вторым стопорным винтом. Тогда основная шкала на линейке и шкала нониуса показывают результат измерения с точностью уже не до 0,5, а до 0,1 мм. 10 делений нониуса здесь равны 9 делениям основной шкалы.

Когда губки штангенциркуля сомкнуты, левое нулевое деление шкалы нониуса совпадает с нулевым делением основной шкалы, а правое нулевое деление — с девятым основной шкалы.

Если же сдвинуть подвижную губку, например, на 0,1 мм, поместив между губками проволочку соответствующего диаметра, то деления шкалы нониуса также сдвинутся.

10 делений нониуса штангенциркуля равны 9 делениям основной шкалы. Нулевой штрих нониуса сдвинут на 0,1 мм. В результате другие штрихи тоже сдвинулись, но первый совместился с первым основной шкалы. Ведь каждое деление нониуса на 0,1 мм меньше деления на основной шкале. И пока нониус передвигается в пределах 1 мм, всегда совмещаются именно те штрихи обеих шкал, в порядковом номере которых содержится столько единиц, сколько «пройдено» десятых долей миллиметра. Несколько иначе происходит измерение штангенциркулем, когда нужно определить величину размера, большего чем 1 мм. Но принцип измерения остается тот же.

Но с одним из них — с первым — произойдет нечто важное: он совместится с первым делением основной шкалы. Это понятно,— ведь каждое деление нониуса на 0,1 мм меньше деления на основной шкале.

И пока подвижная губка передвигается в пределах 1 мм, всегда совмещаются именно те штрихи обеих шкал нониуса, в порядковом номере которых содержится столько единиц, сколько «пройдено» десятых долей миллиметра.

Какой бы диаметр ни измерялся штангенциркулем, число десятых долей миллиметра в размере всегда определяется номером штриха шкалы нониуса, совпадающим с каким-либо делением основной шкалы.

Бывают штангенциркули и более точные.

Существует еще один ручной измерительный инструмент, более точный — микрометр.

На левом конце стальной скобы — пятка с очень точно обработанной мерительной поверхностью. Правый конец скобы переходит в цилиндрическую втулку — стебель микрометра. Стебель служит гайкой для микрометрического винта, который и перемещается внутри нее. В микрометре гайка неподвижна, а винт вращается и перемещается по прямой линии. Ненарезная часть этого винта (в виде цилиндрического стержня) проходит сквозь стебель и может передвигаться по направлению к неподвижной пятке или, наоборот, «уходить» от нее. Срез стержня — очень точно обработанная мерительная поверхность. На другом конце винта — жестко скрепленная с ним втулка; ее называют барабаном. Эта деталь вращается вместе с микрометрическим винтом.

Один оборот винта передвигает мерительный стержень на длину шага микрометрической резьбы — на 0,5 мм. Всего на винте 50 витков, т. е. мерительная поверхность стержня может переместиться на 25 мм.

Микрометр и его шкала

Поверхность стебля разделена продольной горизонтальной чертой, а по ее обеим сторонам нанесены две шкалы. Одна из них, основная, состоит из 25 делений ценой каждое в 1 мм; другая — из 24 таких же делений, но ее штрихи смещены относительно делений первой шкалы на 0,5 мм. Каждых! штрих второй шкалы разбивает на две половины каждое деление основной шкалы. За один оборот винта стержень перемещается на длину шага — 0,5 мм, или на половину деления основной шкалы. Первый штрих — нуль; далее обозначен штрих каждого пятого деления; получается ряд цифр: 0—5—10—15—20.

50 делений окружности одного витка резьбы нанесены в виде шкалы на скосе барабана. Каждый из ее штрихов может быть совмещен с продольной линией на стебле микрометра. После этого поворот барабана на одно деление собственной шкалы передвинет стержень на 0,01 мм.

Бывают случаи, когда микрометром нужно измерить деталь, размер которой больше 25 мм. Тогда пользуются микрометрами с большим пределом измерения.

Но во всех случаях остается только 50 витков резьбы с шагом в 0,5 мм и стержень выдвигается по направлению к пятке лишь на 25 мм. А к результату добавляется то число миллиметров, на какое величина предела измерения больше 25.

Так можно удлинить этот нутромер, если надо измерить большое и точное отверстие или паз

Для измерения малых внутренних размеров служит микрометр-нутромер. Скоба с пяткой и мерительным стержнем заменена в нем двумя раздвижными губками, которые подводятся к противоположным участкам измеряемого отверстия. При этом губки устанавливаются под прямым углом к срезу отверстия и по его диаметру. Числа основной шкалы на его стебле расположены не в обычной, а в обратной последовательности.

Существуют нутромеры для измерения очень больших отверстий. Устроены они по-другому. Это — раздвижной стержень, свинчиваемый из нескольких микрометрических частей, Измерительные шкалы «читаются» так же, как и в обыкновенном микрометре.

Микрометр служит и для измерения глубины всякого рода отверстий. В таком инструменте тоже «работают» мерительные стержни точной стандартной длины. Его шкалы расположены в обратном порядке, как и в микрометре-нутромере.

А как быть, когда необходимо проверить размеры большой партии каких-либо одинаковых изделий, изготовленных с высокой степенью точности? Тут возникают особые трудности. И раньше, чем рассказать, какие они и как их преодолевают, необходимо познакомиться с новыми понятиями.