Шкала ноніуса, штангенциркуль, мультиметр

nikkoder77 04.12.2020

0 8 6 minutes read

ноніус

ноніус (шкала ноніуса, верньєр) — додаткова шкала, що встановлюється на самих різних вимірювальних приладах і інструментах, що служить для більш чіткого визначення кількості часткою поділів.
Робочий принцип шкали побудований на тому факті, що очей набагато точніше зауважує збіг розділень, ніж визначає відносне розташування одного поділу між іншими. Ноніуси використовуються в приладах для вимірювання, у яких при вимірюванні довжини або кута частини приладу переміщаються по відношенню один до одного, наприклад, дві ніжки штангенциркуля.
На одній з цих елементів нанесена шкала ключового масштабу, на інший — ноніус, являє собою маленьку шкалу, яка пересувається при вимірюванні вздовж ключового масштабу. Якщо нижня шкала має довжину 9 мм і розбита на 10 відрізків, то ціна поділки ноніуса буде дорівнює 0,9 мм. При збігу нульових відрізків двох шкал перший штрих ноніуса буде зміщений відносно першого штриха ключовий шкали на 0,1 мм, другий штрих ноніуса буде зміщений відносно другого штриха верхньої шкали на 0,2 мм, і т. Д. (Рис.1).

Рис.1 Вимірювальна шкала з ноніусом
Якщо зрушити нижню шкалу вправо на 0,1 мм, то перший штрих ноніуса співпаде з 1-м штрихом верхньої шкали, якщо зрушити нижню шкалу на 0,2 мм, то співпадуть другі штрихи нижньої і верхньої шкали, і т.д. Подібним чином, порядковий номер штриха ноніуса, схожий зі штрихом верхньої шкали, показує, на скільки десятих часток мм зміщена нижня шкала щодо міліметрового штриха верхньої шкали (не обов’язково нульового).

Рис.2 Вимірювання за допомогою шкали ноніуса
Відлік за шкалою ноніуса проводиться так. Найближче зліва до нуля ноніуса показання ключовий шкали вказує ціле число мм (рис.2). Порядковий номер штриха на шкалі ноніуса, схожий зі штрихом верхньої шкали, вказує кількість десятих часток мм. Подібним чином, показання на рис.2 відповідають 21,3 мм.
Розглянемо дві шкали, розміщені одна над іншою (рис.3). Нехай ціна поділки (довжина одного ділення) верхньої лінійки дорівнює Y, а ціна поділки нижньої лінійки -X. Лінійки утворюють ноніус, якщо довжина N поділів однієї шкали сходиться з довжиною kN ± 1 поділів інший шкали, де k — ціле число. Інакше кажучи для шкали ноніуса робиться співвідношення:
де символ «+» відповідає умові X > Y, а символ «-» ставиться при X
Точністю ноніуса називається величина
. (2)

Рис.3. Вимога побудови шкали ноніуса
Для шкали на рис. 3 X = 0,9 мм, Y = 1 мм, N = 10, k = 1. Точність дорівнює 0,1.
Поряд з вищеописаним ноніусом використовуються ноніуси, у яких 10 поділів нижньої шкали відповідають 19 розподілам верхньої шкали (рис. 4). Такі ноніуси набагато комфортніше в роботі. В даному випадку X = 1,9 мм, Y = 1 мм, N = 10, k = 2,? = 0,1.

Рис.4. Шкала ноніуса при X = 1,9 мм, Y = 1 мм, N = 10, k = 2,? = 0,1
У цій роботі вивчається робочий принцип і пристрій шкал з ноніусом і мікрометричних шкал на прикладі приладів щоб провести вимірювання довжин — штангенциркуля і мікрометра.

1 — штанга; 2 — рухома рамка; 3 — ноніус; 4 — гвинт; 5,6 — ніжки щоб провести вимірювання зовнішніх розмірів; 7,8 — ніжки щоб провести вимірювання внутрішніх розмірів; 9 — штанга щоб провести вимірювання глибини.

Штангенциркуль JIGONG QST-L001

штангенциркуль. Штангенциркулем (рис. 5) називається прилад, що застосовується щоб провести вимірювання розмірів ліній з точністю від 0,1 до 0,02 мм. Штангенциркуль складається з лінійки (штанги) 1 з міліметровими розподілами (Y = 1 мм) і рухомий рамки 2 з ноніусом 3 і закріплює гвинтом 4. На штанзі і рамці є ніжки 5 і 6. Ніжки зсередини мають рівні поверхні. При зімкнутих ніжках відлік за ноніусом равён нулю. Щоб провести вимірювання штангенциркуль беруть в праву руку, а вимірюваний предмет поміщають між ніжками, утримуючи його лівою рукою, і щільно затискають предмет між ніжками. Після роблять відлік.
Щоб провести вимірювання внутрішніх розмірів користуються загостреними ніжками 7 і 8. Штанга 9 служить щоб провести вимірювання глибини штангою.
Правила відліку за ноніусом штангенциркуля подібні до викладеним вище. Відлік цілих поділів (мм) роблять за шкалою лінійки до нуля ноніуса, після відраховують за ноніусом десяті частки міліметра, чисельність яких дорівнює номеру поділу на ноніус, що збігається з яким-небудь розподілом ключовий шкали.

1 — скоба; 2 — п’ята; 3 — стебло; 4 — мікрометричний гвинт; 5 — барабан; 6 — тріскачка; 7 — стопор мікрометричного гвинта.
мікрометр. Важливим елементом мікрометра вважається мікрометричний гвинт — гвинт з малим і досить точно витриманим кроком.
Мікрометр щоб провести вимірювання зовнішніх розмірів в межах від 0 до 25 мм (Рис. 6) складається з скоби 1 з п’ятою 2 і трубкою — стеблом 3. У трубці є внутрішнє різьблення, в яку угвинчений мікрометричний гвинт 4 із закріпленим на ньому барабаном 5. на кінці барабана є фрикційна головка (тріскачка) 6. на скобі розміщений стопор мікрометричного гвинта 7.
Дія мікрометра засноване на властивості гвинта виконувати при повороті його поступальне переміщення, пропорційне куту повороту. При вимірі предмет затискають між п’ятою і мікрометричним гвинтом. Для обертання барабана при цьому користуються тріскачкою. Після того, як досягнута певна ступінь натискання на предмет (500-600 г), фрикційна головка починає прослизати, видаючи характерний тріск.
За рахунок цього затиснутий предмет деформується мало (його габарити не спотворюються) і крім того, мікрометричний гвинт охороняється від псування. На трубці 3 нанесені поділки ключовий шкали. Барабан 5 під час обертання гвинта пересувається уздовж трубки. Крок гвинта вибирається так само, що один повний оборот барабана відповідає його зміщення вздовж ключовий шкали на довжину найменшого ділення. На барабан нанесена додаткова шкала (шкала барабана).
У мікрометрі, який Вам належить застосовувати, головна шкала має ціну ділення, що дорівнює 0,5 мм. При цьому частина штрихів, щоб не захаращувати шкалу, розміщуються під прямою лінією (цілі знизу, половини зверху). Крок мікрометричного гвинта у подібних мікрометрів равён 0,5 мм, а шкала барабана розбивається на 50 поділів.
Ціна поділки шкали барабана дорівнює 0,5 мм / 50 = 0,01 мм. При відліку на подібному мікрометрі число сотих часток мікрометра, відраховані на шкалі барабана, навпаки лінії на ключовий шкалою додається до числа міліметрів, відліченому за ключовою шкалою. Перед тим як приступити до роботи з мікрометром необхідний упевнитися в його справності. Для цього обертанням фрикційної головки приводять в зіткнення мікрометричний гвинт з п’ятої.
Момент торкання встановлюється за сигналом тріскачки. При цьому край барабана повинен знаходитися над нульовим діленням ключовий шкали, а нуль шкали барабана — проти лінії на трубці. Якщо дані умови не дотримані, то у всіх подальших вимірах необхідно взяти до уваги систематичну помилку мікрометра, що дорівнює тій кількості поділів барабана, яке відповідає зімкнутим мікрометричного гвинта з п’ятою. Якщо це відхилення велике, то мікрометр потребує регулювання.
Вирощують мікрометричний гвинт слід виключно за тріскачку. Вирощують мікрометричний гвинт із зусиллям не дозволяється, тому що це веде до псування приладу.
Для відліку по мікрометра спочатку визначають число поділів, які помітні з-під краю барабана на ключовий шкалою, пам’ятаючи, що ділення розміщені знизу і зверху горизонтальної лінії на даній шкалі, утворюють єдину шкалу з вартістю поділки 0,5 мм. Так, наприклад, відлік за ключовою шкалою рис. 7а складе 5,5 мм. До даним показником досить додати відлік по шкалі барабана, який на рис. 7а становить 25 поділів. Згадуючи, що ціна ділення шкали барабана становить 0,01 мм, отримаємо відлік за шкалою барабана 25 * 0,01 мм = 0,25 мм. Тоді відлік по мікрометра складе 5,5 + 0,25 = 5,75 мм.
Для випадку, зображеного на рис. 7б, відлік по мікрометра складе 5,15 мм.
Необхідно зауважити, що проводячи вимірювання мікрометром, не маючи належного досвіду можна пригадати на 0,5 мм. Розглянемо далі даний випадок.

Рис.7. Відлік за шкалою мікрометра.
1 — скоба; 2 — п’ята; 3 — стебло; 4 — мікрометричний гвинт; 5 — барабан; 6 — тріскачка; 7 — стопор мікрометричного гвинта.
Коли відлік по шкалі барабана близькі до 50, але на кілька поділів менше, наступне дроблення ключовий шкали вже показується з-під краю барабана (Рис. 7с). Останнє видиме дроблення, яке здалося з під краю барабана відповідає 4,5 мм. Постає питання, чи слід його передбачати? Відлік за шкалою барабана становить 46 поділів або 46 * 0,01 = 0,46мм. Тоді в сумі відлік по мікрометра склав би 4,5+ 0,46 = 4,96 мм. Але це неправильний відлік. А справа вся в тому, що барабан зробить повні оборот власне тоді, коли нуль на барабані співпаде з лінією ключовий шкали (буде пройдений нуль). На рис 7с нуль ще не пройдений, з цієї причини здалося з-під краю барабана дроблення передбачати не треба. Хороший відлік за ключовою шкалою складає 4 мм, і ось тоді відлік по мікрометра 4 + 0,46 = 4,46 мм.
Застосовуючи вище сказане можна виразити такі правила:
1) якщо відлік за шкалою барабана мікрометра знаходиться в діапазоні від 25 до 50 поділів (кажуть нуль не пройшли), то здалося з-під краю барабана дроблення ключовий шкали передбачати не треба (пам’ятаючи при цьому, що ціна поділки ключовий шкали становить 0,5 мм);

Как пользоваться штангенциркулем, обзор точного инструмента

2) якщо відлік за шкалою барабана мікрометра знаходиться в діапазоні від 0 до 25 поділів (кажуть нуль пройшли), то здалося з-під краю барабана дроблення ключовий шкали варто мати на увазі.
Контрольні питання
1. Які пристрої називаються ноніус, зачение вони потрібні?

Шкала НОНИУСА, или как измерять штангелем с точностью до 5 соток

2. Поясніть, як визначити точність ноніуса.
3. Розкажіть, як робити вимірювання за допомогою штангенциркуля і мікрометра.
4. Чому рівні неточності штангенциркуля, мікрометра?
5. Як повинен бути влаштований ноніус штангенциркуля, щоб точність вимірювань становила 0,02 мм2

вільно шкала ноніуса, штангенциркуль, мультиметр прозоре зображення