Как устроен микрометр чему равна погрешность микрометра

Метрология

Микрометры

Микрометрические инструменты

К микрометрическим инструментам относятся гладкие микрометры, микрометрические нутромеры, глубиномеры, а также рычажные микрометры, которые предназначены для абсолютных измерений наружных и внутренних размеров, высот уступов, глубин отверстий и т. д.
Принцип действия этих инструментов основан на использовании винтовой пары (винт-гайка) для преобразования вращательного движения микровинта в поступательное перемещение.
Цена деления таких инструментов 0,01 мм.

Классическая конструкция микрометра включает скобу с запрессованной неподвижной пяткой и стеблем (иногда стебель присоединяют к скобе резьбой) . Внутри стебля с одной стороны имеется микрометрическая резьба с шагом 0,5 мм, а с другой – гладкое цилиндрическое отверстие, обеспечивающее точное направление перемещения микровинта.
На винт насажен барабан, соединенный с трещоткой. Трещотка имеет на торце односторонние зубья, к которым пружиной прижимается штифт, обеспечивающий постоянное усилие измерения. Стопорное устройство служит для закрепления винта в нужном положении.

Отсчетное устройство микрометрических инструментов состоит из двух шкал: продольной и круговой. Продольная шкала имеет два ряда штрихов, расположенных по обе стороны горизонтальной линии и сдвинутых один относительно другого на 0,5 мм. Оба ряжа штрихов образуют одну продольную шкалу с ценой деления 0,5 мм, равной шагу микровинта.
Круговая шкала обычно имеет 50 делений (при шаге винта Р = 0,5 мм) .
По продольной шкале отсчитывают целые миллиметры и 0,5 мм, по круговой шкале – десятые и сотые доли миллиметра.

Конструкция микрометра впервые была запатентована французским изобретателем Жаном Лораном Палмером в 1848 году под названием «круговой штангенциркуль с круговым нониусом». Однако серийное производство микрометров началось лишь через несколько лет, — после посещения двумя американскими инженерами Д. Брауном и Л. Шарле Парижской выставки, где они увидели изобретение Ж. Палмера и организовали его серийным выпуск.

Микрометры – очень популярный инструмент для измерения наружных диаметров, толщин и т.п. Благодаря простой конструкции, удобству в обращении, быстроте в работе и достаточно высокой точности измерений, они – самые употребляемые цеховые инструменты для линейных измерений. Каждый станочник, слесарь, технолог и конструктор имеет собственный микрометр. Большое разнообразие конструкций, позволяющие измерять самые разные наружные поверхности делают их универсальными инструментами.
Изготавливают микрометры многие зарубежные и отечественные фирмы – Mitutoyo (Япония) , Tesa (Швейцария) , Carl Mahr (Германия) , Челябинский инструментальный завод (ЧИЗ) и Кировский инструментальный завод (КРИН) .

Качество современных микрометров очень высокое. Точный шлифованный винт, беззазорное соединение винта и гайки, твердосплавные торцевые измерительные поверхности обеспечивают плавное перемещение винта без биения торцевой поверхности. Применение нержавеющих сталей и термообработки обеспечивает антикоррозийные свойства инструмента, сопротивление износу и коррозии.
Положительной особенностью микрометров является соблюдение принципа Аббе, что существенно повышает точность измерения.

Современные микрометры, микрометрические инструменты и приборы подразделяются на две группы:
— механические микрометры со штриховой отсчетной шкалой;
— электронные микрометры с цифровым отсчетом.

Согласно ИСО 3611-2010 микрометры со штриховым отсчетом называют микрометрами с аналоговой индикацией, а микрометры с цифровым отсчетом называют микрометрами с цифровой индикацией.

Механический микрометр со штриховым отсчетом

Основным элементом микрометра является микрометрическая винтовая пара. С ее помощью поступательное перемещение измерительной поверхности (торца) микрометрического винта связано с поворотом отсчетного барабана. Один оборот барабана микровинта соответствует перемещению торца микровинта на один шаг резьбы винта. В большинстве конструкций шаг резьбы винта составляет 0,5 мм, а на барабан наносят 50 или 100 делений. Таким образом, цена деления отсчета составляет 0,01 или 0,05 мм. Резьба винта шлифуется на высокоточных станках. Микрометрическая пара в приборах оформлена в виде отдельного узла – микрометрической головки.

Микрометрическая головка входит в состав микрометров различного назначения, нутромеров, глубиномеров, различных стационарных приборов в качестве измерительного узла или узла, задающего точные перемещения, и т. п.

В головке микрометрический винт перемещается совместно с барабаном относительно стебля, жестко соединенного с микрометрической гайкой. Микрометрические головки обычно имеют две шкалы (рис.1): круговую для определения дробных долей оборота и линейную для определения числа полных оборотов микрометрического винта. Линейная шкала и продольный штрих нанесены на наружной поверхности стебля (или на гильзе, одеваемой на стебель) .
Цена деления линейной шкалы равна шагу винта, при шаге 0,5 мм наносятся две части шкалы с длиной деления 1,0 мм, сдвинутые друг относительно друга на 0,5 мм. Общая длина линейной шкалы определяется диапазоном измерительного перемещения микрометрического винта (обычно 25 мм) .
Круговая шкала нанесена на скосе барабана, торец которого является указателем линейной шкалы. Указателем круговой шкалы служит продольный штрих линейной шкалы.

Диаметр барабана выбран таким, чтобы длина деления была около 1 мм. Для отсчитывания дробных долей деления круговой шкалы в некоторых случаях применяют нониус, аналогичный нониусу штангенциркуля со считыванием без параллакса. Цена деления нониуса составляет 0,001 мм. Однако применение нониуса имеет смысл только в том случае, когда отсчитываемые доли деления меньше погрешности микрометрической передачи.

Для стабилизации измерительного усилия предусмотрено специальное устройство (трещотка, или фрикцион) , закрепленное на барабане. С помощью этого устройства на измерительной поверхности микрометрического винта создается усилие, лежащее для большинства случаев применения микрометрических головок в пределах 5-10 Н.

Микрометры являются универсальными инструментами для наружных измерений. Конструкция и метрологические характеристики микрометров определены ISO 3611:2010, DIN 863 и ГОСТ 6207-90.

Микрометр имеют скобу, в которую с одной стороны установлена микрометрическая головка, а с другой пятка, Конструкция микрометров предусматривает стопорное устройство для закрепления микрометрического винта. Измерительными поверхностями у микрометров являются параллельные плоскости торцов микрометрического винта и пятки, обычно имеющие диаметр 8 мм.

Для повышения точности измерений выпускают микрометры с диапазоном измерения до 100 мм с диаметром рабочих поверхностей (стебля и пятки) уменьшают до 6,5 мм. Для повышения износостойкости измерительные поверхности микрометров изготовляют из твердого сплава.
Скобы современных высокоточных микрометров выполняют с теплоизолирующим покрытием, чтобы уменьшить погрешности, вызываемые тепловым расширением при контакте с руками.

Для установки нулевого положения микрометры с нижним пределом измерений от 25 мм комплектуют установочными мерами. Цена деление большинства механических микрометров составляет 0,01 мм.
Выпускают также микрометры с ценой деления 0,05 мм и с нониусом с ценой деления 0,001 мм. Диапазон измерений микрометров до 1500 мм.

Микрометры для измерения диаметров более 500 мм (скобы) делают сварными из труб для облегчения и снабжают теплоизолирующими накладками. Микрометры снабжаются сменными наконечниками с приращением длины 25 мм.
Следует отметить, что измерение микрометрическим инструментами больших диаметров (более 500 мм) очень неудобная операция, требующая опыта и терпения.
Результат такого измерения не надежен.

Электронный микрометр с цифровым отсчетом

Несмотря на повсеместное распространение микрометров с штриховыми шкалами и нониусом, отсчет по двум штриховым шкалам и сложение их результатов неудобен, особенно при плохом зрении и недостаточном освещении. Поэтому появление электронных микрометров с цифровым отсчетом сделало процесс измерения значительно проще и удобнее, а в некоторых случаях и точнее.

Конструктивно электронный микрометр мало отличается от механического микрометра, но вместо штриховых шкал он снабжен инкрементным, как правило, емкостным преобразователем, небольшим электронным устройством и цифровым дисплеем.
Преобразователь аналогичен инкрементному преобразователю, применяемому в штангенциркуле. Он состоит из двух небольших дисковых пластин, на которых размещены изолированные друг от друга электроды. Один диск вращается вместе с винтом, второй неподвижен и удерживается шпонкой, расположенной вдоль винта. Оба диска перемещаются вместе с микровинтом на всю величину хода винта.

На скобе микрометра также расположен электронный микропроцессорный блок и цифровой дисплей с дискретностью показаний 0,01 или 0,001 мм. Высота цифр составляет 7-9 мм. На корпусе имеются две кнопки «вкл/выкл» и установка нуля. Установка нуля возможна как при сведенных пятках микрометра, так и любом месте диапазона измерения (например, для контроля партии одинаковых деталей) .

Некоторые модели имеют дополнительные функции, например, сортировка по размерам, кодовый выход на внешние устройства и т.д. Вся электронная система питается от небольшой литиевой батарейки, срок службы которой 1,5 года или 2000 часов.

Электронные микрометры выпускаются с диапазоном измерения до 300 мм и степенью защиты от IP40 – до IP65 по стандарту DIN EN 60529 и ГОСТ 14254-96.

Кроме стандартных микрометров выпускают много специализированных моделей, например, для измерения толщины стенок труб со сферическими измерительными поверхностями, для измерения мягких материалов с измерительными поверхностями в форме дисков, для измерения среднего диаметра резьбы, для измерения длины общей нормали зубчатых колес с измерительными поверхностями в форме дисков, для измерения наружного диаметра многолезвийного инструмента и др.

Прогрешность при измерении микрометром

Суммарная погрешность измерения с помощью микрометра состоит из следующих составляющих:

• погрешностей микрометрической головки;
• отклонения от плоскостности и от параллельности плоских измерительных поверхностей винта и пятки (при различных углах поворота микрометрического винта и при его стопорении) . При эксплуатации микрометров отклонения от параллельности измерительных поверхностей винта и пятки приводят к различной погрешности для разных форм измеряемых деталей (плоских, цилиндрических, сферических) . Также различными будут деформации этих деталей под действием измерительного усилия;
• деформации скобы микрометра под действием измерительного усилия;
• погрешности установочных мер;
• существенной составляющей погрешности измерения микрометрами (особенно микрометрами больших размеров) является температурная погрешность, вызываемая как разностью температур измеряемой детали и микрометра, так и нагревом микрометра, а иногда и контролируемой детали, теплом рук контролера (для уменьшения последней погрешности в микрометрах для измерения размеров свыше 50 мм предусмотрены теплозащитные накладки) ;
• погрешность, возникающая у электронных микрометров из-за ошибок емкостного преобразователя.

Пределы допускаемой погрешности микрометров приведены в Таблице 1 . Указанные значения погрешностей установлены в зависимости от диапазона измерений.

Предел допускаемой погрешности микрометрической головки (при выпуске ее в качестве отдельного изделия) оговорен ГОСТ 6507-78 «Микрометры с ценой деления 0,01 мм. Технические условия» в виде предельной погрешности δ = ±4 мкм.
Правильно было бы нормировать погрешность расстояний между двумя любыми точками — амплитудную погрешность, как это предусмотрено рекомендациями ИСО 3611-1978, так как механизм головки при установке барабана на нуль может занимать различные положения и при этом значение погрешности в каждой отдельной точке будет зависеть от положения нулевой точки.

Предельно допустимая погрешность G микрометра в любой точке диапазона измерений (25 мм) указана в Таблице 1 .

Микрометр: что это такое и как им правильно пользоваться

Микрометр – это универсальный инструмент для для высокоточного измерения объектов. По своему назначению он схож с другим известным измерительным прибором – штагенциркулем, но если штангенциркуль просто измеряет деталь, то микрометр кроме обычного замера ещё и показывает величину. Механические аппараты измеряют диаметр детали вплоть до десятых долей, электронные – вплоть до сотых.

Что это такое и история прибора

Микрометр нужен для того, чтобы измерять длину, толщину, а также диаметр деталей с точностью до долей миллиметров.

Его средняя погрешность при измерении – примерно 2-9 мкм, что не является серьёзным отклонением. При этом 1 мкм равняется 0.000001 мм.

Суть работы инструмента – постоянное взаимодействие так называемой микропары, или винтовой пары – гайки и винта. Нормальным является передвижение микрометрического винта не более чем на 25 мм, именно при таких параметрах инструмент добивается точных результатов измерения.

Надо отметить, что микрометр, как полноценное средство для высокоточного измерения, появился в истории не так давно, однако аналогичное винтовое устройство было изобретено и введено в эксплуатацию как компонент в прицельных устройствах артиллерийских орудий уже в XVI веке. Позднее механизм эксплуатировался в геодезических приборах, но он не имел требуемой точности. Прототип современного высокоточного микрометра был запатентован в США лишь в 1867 году.

Устройство и принцип работы

1. Все детали инструмента закреплены на C-образной скобе, по обе стороны которой находятся измерительные механизмы — это статичная, твёрдо зафиксированная т.н. пятка, выполняющая роль опоры при зажиме детали при измерении;
2. На противоположной стороне располагается вращающийся микровинт, который, путём кручения трещотки, закручивает деталь в неподвижное состояние;
3. Над винтом присутствует зажимающее устройство в виде гайки, которую можно закручивать и ослаблять – это позволяет в любой момент полностью останавливать движение винта и стопорить текущее значение;
4. На другом конце скобы зафиксирована полая втулка, именуемая “стеблём”, а на её конце, в свою очередь, расположен барабан. Внутри стебля есть микропара из винта и гайки и зажимающее устройство. Микровинт выходит в измерительную область именно из барабана;
5. На стебле присутствует две измерительных шкалы – горизонтальная и вертикальная, размером делений в 1 (на горизонтальной) и (на вертикальной) 0.5 мм. Барабан также имеет собственную вертикальную шкалу, отсчитывающую уже сотые доли миллиметра;
6. В качестве наконечника конструкции расположена трещотка – гайка, регулирующая вращение винта.

Заметка: при бытовых замерах микрометром используется единица измерения мкм (микрометр), которая по вертикальной шкале прибора равняется 0.01 мм.

На фото предоставлено устройство гладкого микрометра:
Механизмы аппаратов могут различаться, однако сам принцип работы остаётся прежним — сначала объект для измерения помещается между статичной пяткой и микрометрическим винтом, затем, путём вращения трещотки, плотно закрепляется.

При этом барабан издаст звуковое подтверждение достаточного соприкосновения поверхностей измерительного прибора с объектом (в виде щелчка), после которого вращение трещотки необходимо прекратить. Когда объект зафиксирован, его можно измерить при помощи измерительных шкал на стебле и на крутящемся барабане.

Трещотка используется с целью ограничения силы сдавливания.

Заметка: если переусердствовать с воздействием винта на деталь, особенно когда она выполнена из мягкого металла, это может привести к её деформации. В других случаях – наоборот, от чрезмерного давления может пострадать резьба самого инструмента.

Как уже было сказано, существует множество видов механизмов микрометра, которые отличаются друг от друга конструкционно, технологически и эксплуатационно.

По способу индикации

Разные виды микрометров отличаются принципиально разными подходами к измерению объектов.

Механические аналоговые, со статической шкалой измерения

Наиболее распространённый тип микрометра, который чаще всего можно увидеть в недорогих мастерских и в быту.

Система простая: деталь располагается между винтом и пяткой, затем винт прокручивается при помощи рукояти на конце конструкции пока тиски не сжимают деталь, и наконец информация списывается по микрошкалам.

Основной плюс механического прибора – это его высокая прочность. В отличие от электронных аналогов, падение с высоты не приведёт к его поломке, а, максимум, заставит заново его настраивать.

Механические аналоговые, рычажные

Конструкционные особенности не меняются, только присутствует встроенный (иногда внешний) индикатор со стрелочками, который и выводит полученные показания замеренных величин. Такой тип аналогового микрометра будет полезен в случаях, когда нужны быстрые массовые замеры.

Механические цифровые

Механика и функциональные особенности аналогичны предыдущим моделям, но в этом случае все показания напрямую передаются на жидкокристаллический экран, через специальный встроенный датчик, отслеживающий передвижение микровинта.

Лазерные

Лазерный, или оптический микрометр – это принципиально иной, по сравнению с механическими, инструмент, с иными конструкционными, технологическими и даже функциональными особенностями.

Лазерный микрометр – это наиболее точный инструмент для замера линейных размеров, способный производить бесконтактные измерения на любой поверхности. Этот прибор полезен для измерения сыпучих, жидких материалов, стекла, акрила, разнообразных трещин, разрывов, коррозий и т.п.

Оптический микрометр должен быть подключён к источнику питания, поэтому такой аппарат, как правило, не транспортируется, что особенно усугубляется его хрупкостью. Несмотря на это, аппарат, как правило, компактен и при желании легко перемещается.

Лазерный микрометр – это наиболее точный вид микрометров из всех. Погрешность при измерении не превышает 2 мкм, что говорит о том, что прибор входит в ряд наиболее точных измерительных приборов, доступных на сегодняшний день.

Типы по области применения

Микрометр эксплуатируется в качестве контроллера точности во множестве различных сфер, однако сами типы используемых аппаратов могут варьироваться в зависимости от области применения.

Гладкий

Встречается регулярно и считается одним из самых дешёвых. Используется для замера круглых деталей и плоских поверхностей.

Микрометр – зубомер

Вычисляет линейные размеры зубцов шестеренок, часовых зубчатых колец и других зубчатых деталей. Оборудован коническими насадками и эталоном длины.

Трубный

Предназначен для высокоточного измерения тел с криволинейными поверхностями: толщины стен труб, подшипников, шестеренок; причём соприкосновение поверхности тела и винта проходит идеально из-за его формы. Измерение толщины стенок проводится ещё на производственном этапе для контроля качества.

Листовой

Аналоговый прибор-толстометр со встроенным циферблатом, для точного измерения листового и ленточного металлопроката.

Есть две вариации модели:

• С дополнительными насадками, для проведения замеров не сильно широких материалов.
• Со специальными длинными измерительными губками – для работы с широкими и габаритными объектами.

Канавочный

Предназначен для проведения точечных измерений размеров канавок и определения ширины расстояния между отдельными из них. После монтирования системы на поверхность, винт проникает внутрь для определения глубины. Широко применяется в машиностроительной и вообще в промышленной сфере.

Резьбовой

Используется для измерения резьбы как на крупных, так и на небольших деталях. Можно работать по любой шкале измерения: встречаются модели с метрической системой, но есть и с дюймовой американского производства. Также включает в комплект дополнительные насадки для отдельных вариантов резьбы.

Как пользоваться резьбовым микрометром:

Двушкальный

Аналоговый микрометр для измерения предельных размеров и габаритов детали.

Конструкция отличается наличием сразу двух винтов – при этом во время измерения первый микровинт ставится в максимальное предельное значение заготовки, а второй – в минимальное.

Для горячего проката

Измерительный прибор высокой точности, определяющий толщину горячего металлического листа в нагретом состоянии при температуре поверхности заготовки до 800 °C. Таким образом толщина заготовки может замеряться прямо во время производства, в следствие чего прибор широко используется в металлургии.

Микрометр – нутромер

Нутрометр – это подвид микрометра. В отличие от толщинометра, измеряющего толщину материалов, нутрометр предназначен для внутренних измерений диаметра. Широко используется на производстве для контроля качества.

Глубиномер микрометрический

Ещё один подвид микрометра, также функционально и конструкционно отличающийся от остальных. Его задача – исследовать глубину, а иногда высоту. В следствие этого располагается вертикально, а конструкция состоит из вытягиваемой штанги с нанесенной на ней измерительной шкалой, рамки, и иногда – циферблата.

Подготовка к работе

Те, кто часто пользуется микрометром, знают, что этот инструмент при длительном использовании сбивается и требует калибровки и поверки. Чтобы проверить точность шкалы необходимо по максимуму закрутить микровинт: если отметка 0 на горизонтальной шкале барабана совпадёт с вертикальной, то всё в порядке. Если нет, то необходима настройка.

Если нужно проверить точность проведённой калибровки и измерений аппарата с диапазоном 25-50 или 50-75 мм и выше, то применяются специально подготовленные для этого эталоны длины. Работает это очень просто: эталон зажимается в тисках микрометра, прокручивается до щелчка, и затем замеряется. Именно эталонное значение используется при калибровке аппарата.

Настройка на 0 (ноль)

Вот более подробная инструкция о том, как самостоятельно откалибровать микрометр, чтобы он достигал нуля на шкале, с диапазоном 0-25 мм:

1. Сначала тщательно почистите маслом сжимающие поверхности. Немного открутите микровинт, возьмите кусок тряпки или промочите обычным растительным маслом. Почистите всю эту область от пыли и закрепите обратно, то же касается и пятки.
2. Зажмите в тиски пятку и микровинт и зафиксируйте зажим.
3. Ключом ослабьте винты барабана и снимите его. Нам необходимо поставить его так, чтобы он совпал с нулём на стебле.

Сделайте так, чтобы барабан остановился именно на отметке 0 горизонтальной шкалы. Это и будет означать идеальную настройку.

Подробнее узнать о том, как настроить микрометр, можно на видео:

Как измерять

Микрометр – это очень точный прибор, поэтому для его эксплуатации требуются по крайней мере базовые знания об обращении с инструментом. Тем не менее, прибор совсем не сложен в освоении.

Основные правила пользования

Существует множество видов и вариаций микрометров, кардинально отличающихся друг от друга по конструкционным характеристикам, поэтому следующие рекомендации скорее относятся к классической аналоговой модели микрометра:

1. На многих моделях имеется зажимающее устройство, присоединенное к скобе. Его нужно закрепить.
2. Нужно регулярно протирать зажимающие поверхности спиртом или маслом, избавляя их от пыли, грязи и мусора.
3. Обязательно нужно перенастраивать микрометр, если его значения хоть немного отклоняются от нормы.
4. Будьте очень осторожны с приложением усилий к вращению трещотки. “Тиски” микрометра обладают настолько серьёзной зажимающей способностью, что даже при минимальном приложении силы деформируют деталь.
5. Инструмент рекомендуется помещать в футляр или накрывать, чтобы защитить от попадания пыли.

Как правильно мерить: инструкция

Для того чтобы читатель полностью понимал, с чем он имеет дело, вот пошаговый гайд по использованию микрометра:

1. Одной рукой поместите заготовку между зажимающими основными элементами конструкции – пяткой и винтом.
2. Удерживая заготовку, другой рукой осторожно прокручивайте наконечник трещотки на конце конструкции. В какой-то момент раздастся длительный щелчок – после этого остановите вращение трещотки, иначе заготовку может сплющить.
3. Взгляните на верхнюю часть горизонтальной шкалы (стебля). Поначалу отсчитывайте целые значения, потом обратите внимания на шкалу сотых.

Видео

Подробное видео с примерами,как устроен, как правильно пользоваться, выставить на ноль, методика измерения и т.д.:

В этом видео просто и доступно описываются основные части устройства и правильное пользование прибором:

Необходимо понимать, что за этим измерительным прибором необходим постоянный уход, так как он имеет свойство периодически ломаться и расфокусировываться.

Помимо очевидных предостережений о том, что устройство нужно беречь от падений и ударов, его также нужно постоянно чистить и проводить калибровку.

Во избежание погрешностей (а в отдельных отраслях, например в металлургии, даже небольшие погрешности могут привести к катастрофическим результатам) поверхности тисков рекомендуется прочищать тряпочкой после каждого использования.

Хранить инструмент лучше в отдельном чехле или футляре, а лучше всего накрыть легким поролоновым ковриком.

Сколько стоит прибор

Цены варьируются от 689 до 39200 руб в зависимости от модели. Средняя стоимость механического микрометра в России (по состоянию на 2018 год) – 700-1000 рублей.

Заключение

Несмотря на то, что тщательный уход за механическим микрометром – это основа всего, современные микрометры позволяют обеспечивать высокую точность измерений без особого страха, что замер пройдёт с большими отклонениями. Тем не менее, такая проблема всё ещё существует у советских микрометров, которые всё ещё составляют приличный объём используемых гражданами нашей страны инструментов этой категории. Поэтому лучше покупать современные модели и не опасаться.

Микрометр

Содержание: Скрыть Открыть

Микрометр – это универсальный измерительный прибор для высокоточного (с погрешностью от 2 до 50 мкм) определения линейного размера детали. Измерение может быть произведено абсолютным или относительным контактным методом с погрешностью достаточной для точной сборки узлов и станочного производства.

Устройство и применение микрометров

Как универсальный измерительный инструмент применение микрометра возможно в любой области, где необходимо определение линейных размеров с точностью от 2 мкм. Это, в первую очередь, механическая обработка деталей, точная сборка узлов и механизмов, настройка работы промышленного оборудования и мн. другое.

Устройство микрометра достаточно простое, в конструкцию инструмента входит всего три основных элемента:

• Рама в виде полукруга оснащенная опорной стойкой (1) для фиксации измеряемой детали.
• Ручка, оснащенная трещоткой (6), неподвижным стеблем (4) со шкалой и измерительным барабаном (5).
• Винт (2) с неподвижной гайкой (3) для измерения линейных величин.

Замер с помощью микрометра выполняется посредством перемещения винта в неподвижной гайке. По углу оборота винта и определяется перемещение и рассчитывается линейный размер. Количество полных оборотов указано на стебле, доли – по круговой шкале на барабане. Инструмент также оснащен устройством кольцевой гайкой для фиксации.

Для обеспечения точности измерений передвижение микрометрического винта не должно превышать 25 мм. Поэтому микрометры выпускаются в пределах 0–25, 25–50 мм и т. д., до 300 мм, с дальнейшим шагом 100 мм. — 300–400, 400–500 и т. д.

Принцип действия микрометров

Для примера возьмём обычные механические гладкие микрометры, получившие наиболее широкое применение. Данный инструмент позволяет производить замер абсолютным и относительным способом. При абсолютном замере измеряемая деталь размещается между опорной стойкой и передвижным винтом. Полученный размер можно определить непосредственно по шкале. При относительном измерении определяется размер рядом распложенных предметов и затем вычисляется нужный параметр.

Сам замер производится в следующей последовательности:

• Проверить точность прибора. Необходимо закрутить винт и проверить – совпадает ли нулевая отметка на шкале барабана с горизонтальным штрихом на стебле.
• Если предел измерений более 25 мм, то для проверки необходимо использовать эталонные меры.
• При несовпадении меток необходимо отрегулировать стебель специальным ключом (входит в комплект).
• Перед началом измерения винт выкручивается до размера немного более размера детали.
• Измеряемая деталь размещается между винтом и неподвижным упором.
• Винт необходимо зажать с помощью трещотки до характерного звука срабатывания – трещотка начинает проворачиваться, закрутка микровинта останавливается после 3 щелчков.
• Определяем показание по трем шкалам. Первые две расположены на стебле и одна на барабане. По штрихам в верхней части шкалы определяется количество полных миллиметров. К ним прибавляем, если возможно, половину второй шкалы, т. е. ещё 0,5 мм.
• В завершение прибавляем значение со шкалы барабана в соответствие с ценой деления шкалы, например 0,01 мм.
• Окончательный итог определяется суммированием всех трех показаний.
• Для получения максимально точного результата рекомендуется проведение нескольких замеров с расчетом среднего значения.

Типы микрометров

Для различных объектов измерения выпускаются следующие типы микрометров:

• Микрометры листовые – для замера толщины листов.
• Гладкие микрометры – для определения размера предметов с гладкой поверхностью.
• Микрометры рычажные – оснащены рычажно-зубчатой головкой для замера изделий со сложной конфигурацией.
• Трубные микрометры – для определения размеров стен труб.
• Проволочные и резьбомерные – для замера тонких изделий.
• Цифровые микрометры – оснащены электронной системой определения размера и цифровой шкалой.

Микрометры цифровые

Вместе с механическими, цифровые микрометры пользуются большой популярностью благодаря удобству и точности измерения, а также возможностям электронных приборов:

• Производить замер с точностью до 1 мкм при погрешности до 0,1 мкм.
• Встроенная калибровка.
• Удобное цифровое табло для максимально быстрого и точного получения результата.
• Выбор систем расчета.
• Вывод информации на ПК и мн. другое в зависимости от модели.

Государственные стандарты

Основной стандарт регулирующий технические условия производства инструмента – ГОСТ 6507-90

Допустимые погрешности микрометра

Микрометр — Допустимые погрешности микрометра

Это измерительное устройство предназначено для точного измерения, поэтому надо знать погрешность микрометра. Он придуман ученым Лораном Палмером в XIX веке, именовался сначала круговым штангенциркулем с нониусом. Им заинтересовались американцы, увидев на Парижской выставке, после этого начались его производство и продвижение.Теперь это обычный, практичный и популярный инструмент для замеров диаметра снаружи детали, ее толщины, ширины. Конструкция проста. Прибор быстро измеряет с весьма высокой точностью.

Незаменим для производственного цеха, в линейных замерах. Известен каждому станочнику, слесарю, конструктору. Разнообразен по своей конструкции. Универсальный диапазон поверхностей, измеряемых им, очень широк.

На выпуске МК специализируются известные компании: швейцарская Tesa, японская Mitutoyo, германская CarlMahr, отечественные ЧИЗ и КРИН. К китайским относятся осторожно.

Качество их высокое, они имеют шлифовальный вид, отсутствие зазоров прилегания рабочих частей, исполняются из особо прочных, твердых металлов. Это обеспечивает продвижение болта, не деформируя торцевую плоскость. Он абсолютно антикоррозийный, износоустойчивый. Инструмент соблюдает правило Аббе, повышающее точность.

Есть два типы МК:

• механические, имеют штриховую плоскость, нониус;
• цифровые или электронные.

Они с аналоговыми или цифровыми индикациями.

Устройства со штриховой плоскостью

Главные части — винтовые, микрометрические детали. Перемещаемая поверхность для измерения (торец винта) соединена с барабаном для отсчета. Его оборот равняется шагу резьбы болта. Стандартным считается шаг в 0,5 мм, барабанный элемент имеет 50, 100 штрихов. Цена отсчетного штриха — 0,01 мм, 0,05 мм. Чем точнее резьбовой элемент (изготавливают с максимальной точностью), тем лучше работает прибор. Микрометрический элемент является отдельной измерительной деталью — головкой.

Она есть в МК разных устройств и типов: нутромерных, глубиномерных, стационарных конструкций. Это главный измерительный узел. В нем болт двигается с барабанным элементом относительно твердо фиксируемой планки с закруткой. Узел чаще оборудован двумя шкалами: круговая (под дробные) и линейная вида (для счета полных вращений болта).

Линейная плоскость со штрихами есть снаружи на стебле. Цена шкаловой черты равняется шагу болта, если он 0.5 мм, то наносят два шкаловых участка со штрихом в 1 мм, они подвинуты вместе на 0,5 мм.

Диапазон винта определяет длину шкалы (обычно это 25 мм). Круговая шкала имеется на скосе барабанного элемента, его торец — указатель для линейной плоскости. Для круговой плоскости указатель — продольная черта на линейной.

Барабан имеет диаметр под деление в 1 мм. Под дробные размерная сетка по кругу иногда использует нониус такой же, как и в штангенциркуле с отсчетом без параллакса.

Нониус имеет размер черты 0,001 мм, его применение целесообразно для считываемых долей сетки, когда она ниже погрешности хода.

Стабилизирует усилия при измерении специальная конструкция микрометра (барабанная трещотка, фрикцион). Конструкция имеет устройство, стопорящее болт. Плоскости для замеров — параллельные торцевые плоскости на микрометрическом болте с пяткой (она напротив головки), стандартная их ширина — 8 мм. Есть приборы с 100 мм размером, а диаметр рабочих плоскостей делают меньшим (6,5 мм). Приборы с границей снизу от 25 мм имеют установочную меру.

В большинстве цена штриха — 0,01, 0,05 мм, нониус — 0,001 мм. Под диаметры больше 500 мм есть тип микрометра со скобами из трубчатых деталей, изготовленных способом сваривания. Их снабжают теплоизоляцией. Скобы есть с границей замеров в 100 мм, они снабжены сменными концами. Длина может приращиваться на 25 мм, границы их замеров — до 1500 мм. Погрешность для них вычисляют формулой: U = ±(6 + L/75) мкм, где L-максимальная граница замеров в миллиметрах.

Цифровые изделия: нюансы

Счет по штриховочным шкалам микрометра порой неудобен. Если зрение нехорошее или освещение несильное, эту проблему решают электронные МК. Они мало разнятся от механических, плоскости со штрихами заменены инкрементными емкостями, индуктивными элементами преобразования, электронным блоком с цифровым табло. Преобразователь — это две дисковые пластины с проводами. Один диск двигается с болтом, другой — закреплен жестко, держится шпонкой. Они двигаются с болтом на весь его размер.

Скоба микрометров имеет процессорный узел, табло с показателями 0,01 или 0,001 мм, функцией установки нуля, есть также и возможности подключения к внешним вычислительным приборам. Прибор имеет питание от батареи со сроком службы в полтора года. Электромикрометры имеют границу замеров до 300 мм. Делают много разных модификаций, в них параметры могут различаться. Так, есть со сферическими плоскостями под замеры трубчатых элементов, с дисками — для замеров мягких предметов.

Микрометричный глубиномер

Этот прибор состоит из базовой основы, в ней зафиксирован микроболт с измерительными границами в 25 мм, также есть заменяемые измерительные вставки различной длины. Предельный показатель замеров — 300 мм.

Такие приборы так же, как МК, являются механическими, цифровыми устройствами.

Неточность замеров с минимальной вставкой — 5 мм.

Погрешность включает в себя:

1. Неточность измерительного узла.
2. Неточности плоскостности, параллельности винта с пяткой. Они возникают при поворотных углах, стопорении. Такой вид неточности бывает разным в разнообразных формах (круглых, плоских). Также есть неточности объектов при усилии во время замера.
3. Изменение скобы вследствие усилия.
4. Неправильность мер установки.
5. Неточность вследствие действия температуры, она характерна для больших приборов.
6. В электронных приборах может возникнуть неисправность электродеталей.

Погрешность допускается для головки, в случае если она выступает отдельным устройством, в пределах установленных ГОСТом 6507-90. Есть специальные системы с границами погрешностей для приборов, Они имеют показатели, зависящие от границ замеров. Сетка неточностей указывает на допускаемую ошибку G прибора в пункте границ замеров.

Эти граничные показатели состоят из неточности микрометрического узла, неточности от деформации скоб прибора, от бугристости, непараллельности замеряемых плоскостей.

Калибрование, настройку (поверку) микрометра выполняют, используя показатели концевых мер в нескольких пунктах границ замеров, соответственно, ISO 3611:2010, DIN 863, ГОСТ 6207-90. Они берутся, чтобы узнать значение G, то есть предельную неточность устройства во всех пунктах диапазона замеров. Вот стандартные, желательные параметры под концевые меры замеров, под настройку устройства: 3,1; 6,5; 9,7; 12,5; 15,8; 19,0; 21,9; 25 мм.

Подведение итогов

Проверяются неточности плоскостности-параллельности торца болта с пяткой при помощи трех, четырех плоскопараллельных оптических пластинок из стекла, вертикально градуированных в 1/4 или 1/3 хода микроболта (0,5 мм). Так, проверятся 3 или 4 места с полным его поворотом.

Чтобы осуществить поверку микрометра, плоскость фиксируют между пяткой и винтовым торцом. Сдвигая ее между измеряемыми плоскостями, определяют минимальное количество интерференционных колец на одной такой плоскости.

К числовому результату добавляют количество колец второй измерительной плоскости. Если световая волна имеет 640 Нм, то ширина одной полоски будет около 0, 32 мкм. Рекомендуется использовать под поверку калибрование сертифицированные меры.

Надо учесть, что МК имеют хорошую прослеживаемость при поверке погрешности или калибровке по сертифицированным мерам.

МК — это достаточно универсальный прибор. Его выпускают с усовершенствованными видами конструкций рабочих элементов, благодаря которым можно замерять детали различных нестандартных размеров, например, зубчатые поверхности.

Микрометр. Виды и назначение микрометра.

Здравствуйте друзья!. Сегодня тема нашего урока виды микрометров их назначение. Для того кто работает на производстве и где необходима точность измерения, такой измерительный инструмент как микрометр знаком, но есть и те кто его никогда не видел в живую :).

Микрометр. Виды и назначение.

Микрометр — это средство измерения предназначенное для измерения деталей различных форм и размеров с точностью 0,01 мм (в основном). Есть конечно и более точные приборы но в основном в производстве используют именно с такой ценой деления.

Вообще первые упоминания измерительных приборов типа микрометра (с применением винтовой пары было известно еще в 16 веке. А уже в 1848 году Жану-Луису Пальмеру (кстати кто он такой я так и не нашел если кто знает пишите в комментариях) удалось запатентовать прибор который назывался — винтовой штангенциркуль с круговым нониусом.

А уже в 1867 году два инженера из Америки, а именно Джозеф Браун и Луснан Шарпе наладили серийное производство измерительного инструмента под названием микрометр.

Виды микрометров их назначение и различие по видам конструкции.

В данном разделе мы рассмотрим какие есть основные два вида микрометров. Конечно мы не сможем осветить все существующие разновидности так как их большое множество, но в производстве применяют именно такие. Они удобные и практичные и позволяют измерять все размеры быстро и просто .

Механический (аналоговый) микрометр.

Ну как мы видим на картинке конструкция микрометра достаточно проста. Он состоит из:

Скоба — это основа измерительного инструмента. На ней закрепляются стационарный твердосплавный наконечник и микрометрический винт

Твердосплавные наконечники — они непосредственно контактируют с измеряемой деталью в процессе замера того или иного параметра.

Микрометрический винт — на нем находится шкала с которой снимаются показания. Видите с права наконечник, он называется «трещотка» потому, что когда твердосплавные губки упираются в проверяемую деталь до упора он начинает проскакивать и потрескивать сигнализируя о том, что дальше крутить не стоит .

Фиксатор — необходим для фиксации микрометрического винта, для исключения «сбивания» показаний когда вы отводите его от заготовки с которой снимали размеры.

Теплоизоляционные накладки — так как прибор является достаточно точным то тепло ваших рук может исказить показания микрометра.

Механический микрометр наиболее распространен в производстве, так как является простым и достаточно надежным в применении средством измерения. Для закрепления материала по данному пункту советую посмотреть видео:

Микрометр с цифровой индикацией (электронный).

По конструкции микрометр с цифровой индикацией похож на своего собрата обычного механического микрометра. Исключением является только наличие дисплея на котором вы можете сразу в режиме онлайн увидеть размер который вы измеряли. Там так же имеются различные функции такие как переключение единиц измерения с мм на дюймы, установку нуля «0» в любой точке измерения и другие в зависимости от модели и назначения микрометра.

Микрометр с цифровой индикацией это новый шаг в метрологии на производстве. Благодаря таким измерительным приборам у нас с вами появляется возможность снимать размеры с детали гораздо более удобным способом. Советую посмотреть видео обзора микрометра с цифровой индикацией привезенного из Китая:

Дополнительную информацию про микрометры вы найдете на этом сайте.

Вот пожалуй и все, что я сегодня хотел вам рассказать про виды и назначение микрометров. Вообще про такой измерительный прибор как микрометр можно говорить больше но я думаю информации на сегодня предостаточно. Заходите на мой блог инженера технолога. ПОКА.

Как правильно пользоваться микрометром

Микрометр – высокоточный прибор, предназначенный для измерения линейных величин абсолютным методом. Чтобы определить его показания, необходимо просуммировать значения шкалы стебля и барабана.

Определение показаний прибора

Указателем при отсчете по шкале 2 стебля служит торец барабана, а продольный штрих 1 является указателем для круговой шкалы 3. Пронумерованная шкала стебля показывает количество миллиметров, а его дополнительная шкала служит для подсчета половин миллиметров.

Отметим последний полностью открытый барабаном штрих миллиметровой шкалы стебля. Его значение составляет целое число миллиметров, и на рисунке он обозначен зеленым цветом. Если правее этого штриха имеется открытый штрих дополнительной шкалы (выделен голубым), нужно прибавить 0,5 мм к полученному значению.

При отсчете показаний круговой шкалы 3 в расчет берут то её значение, которое совпадает с продольным штрихом 1. Таким образом, на верхнем изображении показания прибора составляют:

• 16 + 0,22 = 16,22 мм.
• 17 + 0,5 + 0,25 = 17,75 мм.

Распространенной ошибкой является случай, когда неверно учитывают (или не учитывают) величину 0,5 мм. Это связано с тем, что ближайший к барабану штрих дополнительной шкалы может быть открыт частично. При необходимости проверьте себя с помощью штангенциркуля.

Порядок проведения измерений микрометром

Рабочие поверхности микрометра разводят на величину чуть большую, чем размер измеряемой детали, иначе при работе можно её поцарапать. Дело в том, что торцевые поверхности пятки и микрометрического винта имеют высокую твердость для устойчивости к истиранию.

Пятку слегка прижимают к детали и вращают микрометрический винт с помощью трещотки до соприкосновения его с измеряемой поверхностью. Трещотка служит для регулирования усилия натяга – делается обычно 3 – 5 щелчков. Положение микрометрического винта фиксируют с помощью стопорного устройства для того, чтобы не сбить показания при считывании значений со шкалы.

В процессе работы с микрометром его следует держать за скобу таким образом, чтобы была видна шкала стебля, и показания можно было снять на месте.

При измерении диаметра вала, измерительные поверхности нужно выставлять в диаметрально противоположных точках. При этом пятка прижимается к валу, а микрометрический винт, который медленно вращают трещоткой, последовательно выравнивается в двух направлениях: осевом и радиальном. После работы необходимо проверить точность инструмента с помощью эталона.

Устройство гладкого микрометра типа мк-25

Основные элементы конструкции гладкого микрометра представлены на рисунке ниже и обозначены цифрами:

1. Скоба. Она должна быть жесткой, поскольку её малейшая деформация приводит к соответствующей ошибке измерения.
2. Пятка. Она может быть запрессована в корпус, а может быть сменной у микрометров с большим диапазоном измерений (500 – 600 мм, 700 – 800 мм и т.д.).
3. Микрометрический винт, который перемещается при вращении трещотки 7.
4. Стопорное устройство. У микрометра на рисунке оно выполнено в виде винтового зажима. Используется для фиксации микрометрического винта при настройке прибора или снятии показаний.
5. Стебель. На него нанесены две шкалы: пронумерованная (основная) показывает количество целых миллиметров, дополнительная – количество половин миллиметров.
6. Барабан, по которому отсчитывают десятые и сотые доли миллиметра. Торец барабана также является указателем для шкалы стебля 5.
7. Трещотка для вращения микрометрического винта 3 и регулировки усилия, прикладываемого к измерительным поверхностям прибора.
8. Эталон, который служит для проверки и настройки инструмента. Не предусмотрен для некоторых моделей микрометров МК-25.

Настройка микрометра и проверка его точности

Проверку нулевых показаний микрометра проводят каждый раз перед началом работы, при необходимости выполняют настройку. Ниже приведена общая последовательность действий.

• Проверить жесткость крепления пятки и стебля микрометра в скобе. Протереть чистой мягкой тканью измерительные поверхности.
• Проверить нулевые показания инструмента. Для этого у МК-25 соединяют между собой рабочие поверхности пятки и микрометрического винта усилием трещотки (3 — 5 щелчков). Если прибор настроен правильно, его показания будут равны 0,00.

Для проверки микрометров с диапазоном измерений 25 — 50 мм, 50 — 75 мм и более используют соответствующие им эталоны (концевые меры длины), точный размер которых известен. Эталон, имеющий чистую торцевую поверхность, должен быть зажат без перекосов между измерительными поверхностями прибора усилием трещотки в несколько щелчков. Полученное значение сравнивают с известным, а при необходимости выполняют настройку микрометра в следующей последовательности.

Настройка на ноль

а) Фиксируют микрометрический винт при помощи стопорного устройства в положении с зажатой концевой мерой или соединенными вместе измерительными поверхностями.

б) Разъединяют барабан и микрометрический винт между собой. Для этого придерживают одной рукой барабан, а другой отворачивают корпус трещотки (достаточно полуоборота).

Также возможна конструкция прибора, в которой соединение барабана с микрометрическим винтом осуществлено с помощью винта или прижимной гайки с углублением. В этом случае воспользуйтесь ключом, идущим в комплекте.

в) Нулевой штрих барабана совмещается с продольным штрихом стебля. После этого барабан вновь соединяют с микрометрическим винтом, проводят новую проверку. Настройка повторяется при необходимости.