Категория: Разное

Точность измерения микрометра: Микрометр – прибор для высокой точности измерений

   09.07.2023  Комментировать

Что такое микрометр – типы, устройство, применение и советы по применению

В том случае если требуется высокая точность измерений необходимо использовать измерительный прибор под названием микрометр. Данный инструмент используется при измерении контактным способом сравнительно небольших линейных размеров с высокой точностью. В основе устройства микрометра лежит простой и в то же время эффективный механизм – винтовая пара. В данной статье рассмотрим, что такое микрометр и принцип работы с ним.

Определение микрометра

Микрометр – это прибор для проведения измерений высокой точности, его используют в промышленности для осуществления максимально точных измерений. Данный прибор имеет малую погрешность измерений, она составляет порядка 2-9 мкм.

Существует множество разновидностей прибора, что позволяет производить измерение микрометром деталей различной формы и размера. Микрометр нашёл широкое применение в промышленности, особенно в автомобилестроении, а также в ювелирном деле.

Популярные модели

Существует ряд популярных брендов, выпускающих микрометры высокого качества. Среди зарубежных производителей цифровых микрометров лидируют следующие.

  • Швейцарская фирма Tesa. Линейка цифровых микрометров Micromaster заслужила доверие у профессионалов, показатели приборов действительно соответствуют заявленной точности (до 4-5 мкм).
  • Японские микрометры Mitutoyo, согласно отзывам пользователей, являются лидерами по качеству исполнения. При этом рекомендуется приобретать их у официального дилера.
  • Carl Mahr. Немецкий инструмент всегда отличался высочайшими характеристиками, и цифровые микрометры этого бренда – не исключение. Они имеют тот же уровень качества и функции, что и названные выше: точность, беспроводная передача данных, профессиональная защита от пыли.

Разновидности микрометров

Микрометры делятся на механический и электронный тип. Механические в свою очередь можно разделить на следующие группы:

  • листовые, они предназначены для измерения толщины плоских деталей, например, листов;
  • рычажный микрометр, в его механизме находится рычажная головка с зубцами, которая позволяет с высокой точностью производить измерения сложных деталей;
  • гладкие, их назначение – это измерение гладких поверхностей. Это самый распространённый тип микрометра.
  • универсальные;
  • трубные, используются для измерения стенок различных труб;
  • проволочные, позволяющие измерять тонкую проволоку.

Назначение

Данный инструмент предназначен для точного определения внутренних размеров, когда недостаточно точности обычного штангенциркуля. Микрометр, который имеет такую же степень точности, также широко используется на производстве и в различных мастерских, но им не всегда удобно работать.

Хороший пример – определение диаметра цилиндра в автомобильном двигателе. Его нельзя измерить микрометром, а значение должно быть определено с большой точностью, если речь идёт, скажем, о выявлении брака или диагностике степени износа. Диаметру цилиндра достаточно измениться всего на несколько сотых миллиметра в процессе эксплуатации двигателя, и у поршня появится люфт, который вскоре приведёт к неисправности.

Метод измерения нутромером с микрометрической головкой в подобных случаях довольно прост. Достаточно всего лишь произвести установку шкалы на ноль и подобрать подходящий удлинитель из набора.

Механический тип микрометра

В большинстве случаев для измерений применяют механические микрометры. Его устройство представляет собой ручку и выемку, в ней размещается деталь, которую необходимо измерить. Она представляет собой полукруг со стойкой на которую направлен винт микрометра.

Ручку необходимо доводить, чтобы замкнуть винт. Когда произошло их смыкание вокруг измеряемой детали начинают вращать трещотку для подгонки. После этого можно снимать показания по шкалам, которые нанесены на барабан и стебель микрометра.

Читайте здесь: Лазерный дальномер: обзор лучших профессиональных измерительных инструментов

Чтобы зафиксировать измеренные данные или сравнить их с другой деталью некоторые микрометры снабжены стопорным механизмом.

Градации измерений

Для быстрого снятия показаний нескольких деталей микрометр закрепляется в специальные тиски. Деталь помещается между измерительными поверхностями, ручкой быстрого подвода винт перемещается к детали. Последние 1-2 мм губка подводится с помощью трещотки. При первых щелчках можно приступать к снятию показаний.

  1. Сначала определяют число целых и половинных долей мм по горизонтальной шкале. Нижняя в целых числах мм, верхняя в десятых долях мм. Или, наоборот, зависит от модели.
  2. Если по шкале целых чисел отметка между 10мм и 11мм, значит, целая часть показаний 10мм.
  3. Теперь шкала десятых долей мм. Если барабан остановился правее риски этой шкалы, то к показаниям нужно прибавить 0.5 мм. Если правее основной (целых чисел) шкалы, то прибавлять ничего не нужно.
  4. Далее круговая шкала барабана. Смотрим на значение напротив горизонтальной линии. Если это 20, значит, к сумме предыдущих показаний нужно добавить 20 микрон или 0.02 мм.

Цифровой тип измерительного прибора

Более модифицированной моделью данного прибора для измерения малых величин является электронный микрометр. Это современный вариант, который более простой в использовании. Точность измерений таким прибором достигает 1 мкм и его погрешность до 0,1 мкм.

Калибровка в некоторых моделях встроенная. Внешне отличить электронный микрометр от механического можно по наличию цифровой панели. В нём предусмотрена возможность выбора системы расчёта, например, можно производить измерения в миллиметрах, а можно в дюймах.

На табло отображается и другая важная информация, например, степень заряда батареи. Прибор снабжён автоматическим отключением для экономии заряда аккумулятора. Все технические требования микрометра должны соответствовать ГОСТу.

Достоинства электронного микрометра:

  • присутствие электронной панели значительно упрощает измерение деталей и уменьшает время на считывание информации;
  • погрешность электронных приборов, изготовляемых по ГОСТу имеет малую погрешность, а цена деления составляет 0,001 мм;
  • возможность осуществлять относительные измерения. Возможность в любое время выставить нулевое значение;
  • возможность занесения в память измерительного прибора различных допусков;
  • возможность выведения показаний прибора на компьютер и делать фото показаний, полученных с помощью микрометра;
  • универсальная система измерений.

Виды по способу индикации

Есть сразу несколько вариантов того, как определить показания микрометра. Обычно это осуществляется визуально, но можно ориентироваться или на деления разметки, или на цифры на дисплее – в зависимости от исполнения прибора. Рассмотрим вопрос снятия значений подробнее.

Аналоговые

Также часто называются механическими, потому что при их эксплуатации искомые показатели рассчитываются вручную, на основании данных с основной и/или дополнительной шкалы.

У них есть 2 важных практических преимущества:

  • Надежность конструкции – функциональные узлы выполнены из металла, а в процессе сборки хорошо подгоняются друг к другу; поэтому инструмент сложно повредить – он не сломается, если упадет с верстака или случайно ударится обо что-либо.
  • Доступная цена – они давно выпускаются, не содержат в своем составе дорогостоящих элементов и потому обходятся дешево (особенно с учетом долгого срока их службы).

Но есть и минус – не самая высокая точность. Нужно не только знать, как правильно работать микрометром аналогового типа, но и обладать некоторым опытом обращения с ним, чтобы фиксировать доли мм. Поэтому новичкам мы бы рекомендовали следующие модели.

Лазерные

На данный момент считаются самыми совершенными. Считывают все показания автоматически (что максимально удобно и быстро) по следующей схеме:

  • узконаправленный луч проходит по всем поверхностям заготовки;
  • определяется разница отклонений;
  • на основании этого на дисплей выводится результат в виде итоговых цифр.

Пользователь практически не участвует в процессе, что исключает ошибку человеческого фактора

Это удобно, но важно понимать, что сам принцип измерения размеров микрометром лазерного типа подразумевает тонкую настройку программы, поэтому оператор все-таки нужен

При этом стоит такие модели дороже всего и требуют специализированного ухода, что несколько ограничивает сферу их эксплуатации

Как правило, их применяют не в быту, а в лабораторных условиях, когда важно обеспечить прецизионную точность

Цифровые

Ключевая их особенность – наличие дисплея, на который выводятся результаты. А главное преимущество – в показаниях вплоть до сотых и тысячных долей мм. Недостаток в том, что их сравнительно легко вывести из строя, намеренно или случайно повредив уже упомянутый экран. В остальном же им присущи те же свойства, что и механическим, и даже порядок измерения микрометром остается стандартным.

Рычажные

Они же часовые или стрелочные. Это улучшенная версия аналоговых. Их усовершенствовали, добавив специальную шкалу с наглядным указателем. Последний обеспечивает большую точность фиксации необходимых параметров. Минус только в том, что хватит одного случайного, но ощутимого удара по корпусу или падения с верстака, чтобы ориентир сбился, и тогда прибор придется отдавать в ремонт.

Ну и цена таких моделей в 1,5-2 раза выше базовых механических, хотя все равно считается достаточно доступной для покупки в бытовых целях (особенно если предполагается частая эксплуатация инструмента).

Микрометр гладкий, простой и электронный – какова точность замеров? + видео

Содержание

  • 1 Какие бывают микрометры и как устроен гладкий вариант?
  • 2 По каким принципам должны выполняться замеры?
  • 3 Как правильно пользоваться гладким микрометром?
  • 4 В чем преимущества электронных микрометров?

Гладкий микрометр относится к измерительным устройствам, позволяющим выполнять замеры наружных линейных размеров деталей. Основной областью использования этих приборов является машиностроение.

Какие бывают микрометры и как устроен гладкий вариант?

Существуют различные типы микрометров, отличающиеся своим назначением. Они обеспечивают точность измерений, соответствующую 1 и 2 классу. По предназначению принято выделять следующие типы измерительных инструментов (по ГОСТ 6507-90):

  • МК – для измерения наружных размеров;
  • МЛ – для измерения толщины листов;
  • МТ – для измерения толщины стенок трубного проката;
  • МЗ – для измерения размеров зубчатых колес;
  • МГ – головки, предназначенные для измерения перемещений;
  • МП – для измерения толщины проволоки.

Гладкий микрометр, устройство которого включает в себя скобообразный корпус и винтовую пару, обеспечивает высокую точность замеров. Конструкция преобразующей винтовой пары состоит из микрометрического винта и гайки (микропары), закрепленной внутри стебля. Стебель и пятка запаиваются в корпус прибора. К микровинту колпачком с трещоткой присоединяется барабан.

При проведении измерений деталь охватывается поверхностями микровинта и пятки. Приближение микровинта к пятке осуществляется путем вращения трещотки по часовой стрелке. После того, как микровинт принял необходимое положение, он стопорится. Трещотка также обеспечивает ограничение измерительного усилия. В случае излишне плотного соприкосновения поверхностей она начинает издавать легкий треск, свидетельствующий о том, что вращение микровинта необходимо прекратить.

Основные требования, которым должен соответствовать гладкий микрометр (ГОСТ 6507-90):

  • Диапазон измерительного усилия не менее 5Н и не более 10Н, колебание усилия – не более 2Н.
  • Допускаемая погрешность измерений не должна превышать определенные стандартами параметры.
  • Измерительная поверхность изготавливается из твердых сплавов (ГОСТ 3882), не должна иметь пор более 120 мкм, пористости более 0,4 % (ГОСТ 9391).
  • Соответствие измерительного усилия заданным параметрам регулируется трещоткой или аналогичным устройством.
  • Закрепление микрометрического винта должно выполняться при помощи стопора, после фиксации стопорящим устройством винт не должен вращаться.
  • Для защиты наружных поверхностей на них должно наноситься антикоррозийное покрытие (в соответствие с ГОСТ 9.303 или ГОСТ 9.032).
  • Приборы с пределом измерений выше 50 мм должны иметь теплоизолированный корпус.
  • Микрометры с верхним пределом более 300 мм оснащаются сменной пяткой.

По каким принципам должны выполняться замеры?

В основе принципа действия этого измерительного прибора лежит осевое перемещение винта во время его вращения в гайке. Гладкие микрометры производятся в двух исполнениях – с круговой шкалой и нониусом, и цифровые. Для установки прибора на “ноль” применяются эталонные меры, входящие в комплект поставки.

Сечение эталонных мер может быть в виде цилиндра или параллелепипеда, а их размер соответствует нижнему пределу измерений.

Микропара является преобразующим устройством. Показания считываются с помощью круговой шкалы. В электронных устройствах данные выводятся на дисплей в цифровом виде. Замеряемая деталь устанавливается между измерительными поверхностями прибора. Регулирование измерительного усилия осуществляется с помощью трещотки.

Отсчетный узел включает в себя две шкалы:

  • Первая – на стебле, где  цена деления 0,5 или 1 миллиметр, а параметр зависит от шага резьбы микропары.
  • Вторая – круговая, расположенная на барабане прибора. Она включает в себя 50 делений. Цена одного деления круговой шкалы – 10 мкм. Вращение барабана на одно деление обозначает, что микровинт выполнил осевое перемещение на 10 мкм. Цена деления может также соответствовать 1, 2, 5 мкм, в зависимости от конкретного вида микрометра.

Как правильно пользоваться гладким микрометром?

Замеры гладким микрометром выполняются в соответствии с правилами. Измеряемая деталь и поверхности устройства обязательно протираются. Перед началом замеров проверяется плавность хода винта, инструмент выставляется на “ноль”. Для этого измерительные поверхности выставляются с помощью установочной меры, после чего микровинт стопорится. Далее нулевой штрих круговой шкалы на барабане совмещается с продольным штрихом линейной шкалы, размещенной на стебле.

Деталь размещается между пяткой и торцевой частью микровинта, после чего барабан устанавливается в необходимое положение трещоткой. О необходимости прекращения вращения барабана свидетельствуют три щелчка, издаваемые трещоткой. Определение размера осуществляется по всем шкалам. Сначала считываются данные с основной и дополнительной шкалы на стебле, сдвинутых по отношению друг к другу на 0,5 мм. В первую очередь считываются целые миллиметры на нижней шкале, так же, как при использовании обычной измерительной линейки. На этом сходство выполнения замеров заканчивается.

Следующий шаг – уточнение полученного результата с помощью данных верхней шкалы. По ней мы смотрим, находится ли риска правее, чем риска нижней шкалы. В том случае, если она будет просматриваться, к полученным данным прибавляется 0,5 мм. Если риска не видна, учитываются только показания нижней шкалы стебля. Показания с круговой шкалы на барабане считываются относительно прямой линии, расположенной вдоль стебля между шкалами.

Рассмотрим снятие показаний микрометра на конкретном примере. Допустим, размер замеряемой детали по нижней шкале составил 15 мм, риска на верхней шкале не просматривается, по шкале барабана замер составил 0,26 мм. Окончательный результат замеров рассчитывается следующим образом: 11 мм + 0 мм + 0,26 мм = 11,26 мм. Если бы риска на верхней шкале просматривалась, замеры рассчитывались бы немного иначе: 15 мм + 0,5 мм + 0, 26 мм = 11,76 мм.

В чем преимущества электронных микрометров?

Электронные микрометры обеспечивают большую точность измерений, практически исключая влияние человеческого фактора на полученные результаты. Они существенно проще в использовании, но отличаются от ручных приборов более высокой стоимостью. Основными преимуществами цифровых устройств являются:

  • простота выставления прибора на “ноль” путем простого нажатия кнопки;
  • возможность переключения между метрической и дюймовой системами;
  • высокая точность полученных измерений, незначительная погрешность замеров;
  • возможность выполнения относительных измерений, при которых ноль выставляется в любой необходимой точке диапазона;
  • наличие дополнительных функций, не доступных при использовании механических приборов, например, функция удержания результатов.

Более современные электронные модели имеют возможность подключения к ПК, передачи полученных данных для дальнейшей обработки на компьютер. Конструкция электронных устройств также включает в себя микрометрическую пару, но в отличие от механического инструмента на стебле и барабане отсутствуют измерительные шкалы. Все полученные в ходе проведения замеров результаты выводятся на жидкокристаллический дисплей. На дисплей выводятся не только цифровые результаты, но и используемая система отсчета, единицы измерения.

  • Автор: Михаил Малофеев