Микрометр: что это такое и как им правильно пользоваться

Микрометр – что это такое: немного об истории прибора

В основе работы прибора простой, но эффективный механизм – винтовая пара. Все измерения проводятся контактным методом. Деталь зажимается тисками, а вращаемый винт в гайке, ширина шага которого варьируется, в зависимости от типа прибора, перемещается по оси.

Важно! Длина рабочего винта обычно составляет не более 25 мм, а микрометры производят различных типоразмеров, соответствующих диапазону измеряемых длин

Кстати, винтовая пара для точной установки размеров применялась еще в шестнадцатом веке. В те далекие времени она входила в устройство прицелов для пушек, а также геодезических инструментов. Патент на микрометр получил француз Пальмер в 1848 году. Но широкого применения он не получил

Только через 19 лет американские инженеры Луснан Шарпе и Джозеф Браун обратили внимание на устройство и организовали серийное производство микрометров

Технология измерения

Прежде всего, необходимо отметить, что разработано два метода измерения:

  • Абсолютный способ состоит в определении значения расстояния между заданными точками путем помещения прибора внутрь.
  • При относительной технологии для получения результата используется образец.

Следует отметить, что названные технологии подходят для различных типов измерительных приборов. Первая служит для микрометрического нутромера, а вторая – для индикаторного.

Измерения прибором первого типа включают приведенные далее операции:

  • На инструменте выставляют приблизительный размер измеряемого отверстия.
  • Головку располагают внутри перпендикулярно продольной оси прибора.
  • C обеих сторон обеспечивают прижатие поверхностей измерения к стенкам путем вращения трещотки и барабана.
  • Закручивают стопорный винт и извлекают инструмент.
  • Для получения результата к значению шкалы прибавляют длину манометрической головки, а также удлинителя в случае его применения.

При работах с отверстиями цилиндрической формы инструмент покачивают поочередно в продольном и поперечном направлениях с целью определения максимального и минимального значения соответственно.

Измерение индикаторным прибором также включает несколько этапов:

  • Прежде всего, индикаторный нутромер располагают внутри отверстия стержнем перпендикулярно продольной оси измеряемой детали, корректируя его легкими покачиваниями.
  • Отклонение стрелки вправо свидетельствует о меньшем диаметре отверстия в сравнении с образцом, влево – о большем.
  • Далее снимают показания, применяя обе шкалы индикатора.
  • Наконец, к полученному значению прибавляют диаметр образца.

Для измерения больших отверстий индикаторные нутромеры комплектуют дополнительными стержнями-удлинителями.

Что такое микрометр?

Для начала немного истории

Предельная точность стала критически важной в оружейном деле в XVI веке. Несколько позже она пригодилась в геодезии, а прибор, который мы знаем, как микрометр появился в нынешнем виде уже в середине XIX века

Микрометр – высокоточный измерительный прибор, который используется в различных сферах производства для максимального точного измерения. Его погрешность чрезвычайно мала и составляет всего 2-9 мкм (для справки 0,1 мм = 100 мкм), что намного меньше, нежели у штангенциркуля. Инструмент существует в различных вариациях, что позволяет измерять детали независимо от их размера. Микрометры бывают механические и электронные, а первые делятся на несколько подвидов:

  • листовые для измерения толщины плоских листов из металла и других материалов;
  • рычажные, отличающиеся наличием рычажно-зубчатой головки, которая дает возможность с максимальной точностью измерять сложные изделия;
  • гладкие, оснащенные скобой и трещоткой, и предназначены для измерения предметов с гладкой поверхностью. Такие микрометры – одни из самых распространенных и активно используются в промышленном производстве;
  • универсальные, которые предназначены для замера внутренних и наружных размеров;
  • трубные для измерения трубных стенок;
  • проволочные и резьбомерные, позволяющие проводить замеры тончайших изделий вроде проволоки или кабелей.

Неоценимую помощь микрометры оказывают в промышленности, что позволяет использовать их для производства запчастей с максимальной степенью точности. Не менее востребованы они и в ювелирном деле, а за автомобилестроительную сферу и говорить не приходится.

Основные разновидности

В зависимости от длины передвижного шпинделя (винта) микрометры классифицируют по типоразмерам. Приборостроительная промышленность производит устройства для измерения размера деталей в диапазонах:

  1. от 0 до 25 мм,
  2. от 25 до 50 мм,
  3. от 50 до 75 мм,
  4. до 500−600 мм.

Ряд измерительных приборов дополнительно укомплектован установочными концевыми мерами для возможности выставления устройства в позицию «на ноль».

Микрометры имеют различие по видам (по ГОСТ 6507–90 ) в зависимости от назначения и конструктивной принадлежности (ручные и настольные).

Широко распространены в использовании следующие виды измерительных микрометров:

гладкие — предназначены мерить наружные размеры;
листовые — для толщины лент и листов, оснащены стрелочным циферблатом;
трубные — для толщины трубных стенок;
проволочные — для толщины проволоки;
микрометрические головки — для измерения перемещения;
зубомерные — измеряют нормали зубчатых цилиндрических колес, что важно для контроля качества при их производстве.

Помимо отображенных в ГОСТ, используются и другие виды инструмента:

  1. рычажные микрометры — принцип действия прибора основан на механизме измерения линейных величин с помощью метода сравнений и оценок (модель МРИ);
  2. микрометры призматические — для измерения внешнего диаметра инструмента со множеством лезвий (серия МТИ, МПИ, МСИ);
  3. нутромеры микрометрические — для измерения внутренних параметров различных деталей (НМ, НМИ);
  4. канавочные;
  5. резьбомерные;
  6. универсальные и прочие.

Электронный инструмент

Для скоростных обмеров предназначены приборы с наличием электронной «цифровой» индикации, значение произведенных измерений у которых отображается на отдельном табло (к примеру, микрометр модифицированный МК — МКЦ).

Современные микрометры с цифровой индикацией имеют ряд определенных достоинств:

  1. Внутренняя электронная начинка в составе устройства и цифрового табло индикации значительно облегчает работу, связанную с измерением, и экономит время, расходуемое на считывание результатов. Табло индикатора электронного микрометра отображает все полученные измерительные данные, при этом проблемы со снятием данных, как правило, отсутствуют.
  2. Ощутимое преимущество цифровых устройств (ГОСТ 6507−90) составляет цена деления шкалы 0,001 мм и малые значения предела допустимой погрешности.
  3. Модели электронных микрометров способствуют осуществлению не только абсолютных, но и относительных измерений.
  4. Существует возможность из какого-либо положения в диапазоне измерений выставить прибор в нулевое значение. Это свойство полезно при техническом контроле, разбраковке изделий, сложных обмерах.
  5. Разбраковку и контроль качества деталей реально ускорить, если в память микрометра заложить допустимые граничные значения измерительных величин. Современные прогрессивные модели микрометров обладают такими функциональными возможностями.
  6. Устройства последних модификаций имеют разъемы, позволяющие отображать статистические данные измерений при помощи компьютера. Эта функция полезна при анализе серии измерений и для ведения отчетной документации испытаний.
  7. Универсальность цифрового прибора при пользовании также является плюсом, она дает возможность использовать как метрическую, так и английскую систему измерений.

Ощутимым недостатком цифровых измерительных устройств является ненадежность в работе. Всякая цифровая техника нуждается в особо аккуратном обиходе. Механическая модель микрометра при возможном падении не особо пострадает, хотя это отразится на способности работать в дальнейшем. При цифровом аналоге в таком случае существует риск немедленного прекращения работы, ремонтных затрат или даже замены прибора.

https://youtube.com/watch?v=2hpbMqMTYnI

Лазерный микрометр

Лазерный микрометр — новейший универсальный измерительный инструмент. Главное отличие прибора от механических аналогов — это потребность в автономном источнике питания.

Микрометр служит для бесконтактных измерений линейных величин, определения зазоров, ширины, толщины, внутренних диаметров в технологических объектах. Посредством лазерного устройства измеряют уровни сыпучих веществ, отслеживают положение объекта.

По причине высокой себестоимости лазерный манометр пока не пользуется большим спросом в частных кругах.

Originally posted 2018-03-28 15:34:19.

Правила использования разных видов

В простейшем варианте микрометр – измерительное устройство как минимум с тремя линейками. Одна, основная, считает целые миллиметры. Вторая, смещённая на полмиллиметра относительно первой, позволяет измерить ширину (толщину, высоту) детали с точностью до 500 мкм. Третья, резьбовая, имеет точку отсчёта (ноль), относительно которого вращается барабан. Он поворачивается вокруг основной оси прибора – и имеет 50 делений, похожих на миллиметровые. В этом случае точность измерений составляет 10 мкм (0,5 мм/50 = 0,01 мм). Простейший аналоговый (механический) микрометр работает на винтовой паре, представляющей собой микротиски, в которой зажимается измеряемая по толщине деталь, проволока или отрезок стального листа.

Принцип работы микрометра и его устройство

Данный прибор предназначен для линейных измерений (длины/ширины) объекта. Диапазон измерений и точность устройства зависит от его конструкции.

Основа прибора – подковообразная деталь (скоба), через отверстия в концах которой проходит ось перемещения винтовой пары. Винт (шпиндель), движущийся по неподвижно закрепленной гайке, позволяет прижать измеряемый объект к стационарной опоре (пятке) и тем самым определить измеряемый размер.

Поскольку при такой точности замера (до 2 мкм) важную роль играет температура замеряемой детали и, соответственно, ее температурное расширение, скоба прибора снабжена термоизолирующей пластиной. Это исключает влияние тепла человеческого тела на погрешность измерений.

Перемещение шпинделя пропорционально его повороту в гайке, поэтому для точного определения размера используется две шкалы. Одна разметка, двойная, нанесена непосредственно на стебле шпинделя и дает информацию о количестве полных оборотов винта. Нижняя ее часть дает информацию о количестве полных миллиметров измеряемого размера, верхняя — половинах. Вторая шкала, круговая (на скошенном барабане), позволяет мерить доли оборота, а именно сотые доли миллиметра.

Важно: поскольку винт с ходом более 25 мм и достаточно малым шагом изготовить крайне сложно, микрометры в основном выпускаются с шагом измерений в 25 мм.

Современные изделия с цифровым дисплеем также работают на винтовой микропаре, но данные измерений фиксируются автоматически и выдаются на дисплей, что заметно упрощает работу.

Конструкция прибора и как он работает

Микрометр МК относится к категории измерительных инструментов, предназначенных для проведения высокоточных замеров. Высокая точность измерений обеспечивается конструкцией рассматриваемого инструмента. К основным составляющим частям этого измерительного прибора относятся:

  • Скоба или дужка, имеющая С-образную конструкцию
  • Стебель — измерительная часть, на которой находится шкала
  • Рабочая часть, состоящая из пятки и шпинделя

Если взять в руки микрометр впервые, то возникает вопрос, как ним надо правильно пользоваться. Ведь внешне прибор хотя и имеет простую конструкцию, но при попытке измерить что-либо, возникает много трудностей. Чтобы произвести правильные измерения микрометром, надо разобраться с его устройством и принципом работы детально.

Работа измерителя заключается в перемещении подвижного винта, который соединен с измерительной осью. Перемещение винта способствует его отклонению от нулевой отметки. Для выявления показаний размеров детали, на стебле прибора имеется шкала, цена деления которой составляет 0,5 мм, что зависит от точности микрометра.

Чтобы разобраться, как надо пользоваться микрометром, требуется научиться читать шкалу этого инструмента. Как и со шкалой штангенциркуля, для снятия замеров микрометром, требуется соответствующий подход. Для этого прибор оснащен двумя шкалами:

  • Неподвижная или основная — расположена на стебле, и ее еще называют круговой. Неподвижная шкала имеет разметку, шаг деления которой составляет 1 мм между большими рисками и 0,5 мм между большой и малой
  • Подвижная или крутящаяся (нониусная) — происходит исчисление доли миллиметра. Для уточнения размера детали, понадобится сложить полученные результаты на подвижной и неподвижной части

На торцевой части рассматриваемого инструмента находится трещотка, которая предназначена для того, чтобы исключить повреждение измеряемой детали. При соприкосновении подвижного шпинделя с измеряемой деталью, происходит прокручивание трещотки. Это прокручивание и есть сигналом о том, что можно производить измерения. Перед тем, как научиться измерять микрометрами, требуется разобраться с их видами. Знать виды микрометров надо, чтобы выбрать инструмент для соответствующих измерительных работ.

Настройка микрометрического нутромера — пошаговое описание

Для получения точных значений, измеряемых нутромером, понадобится предварительно настроить или отрегулировать прибор. Настройка проводится в следующих случаях:

  • когда прибор вводится в эксплуатацию;
  • при его применении;
  • после продолжительного хранения.

Предварительно нужно оценить состояние прибора. Отсутствие внешних дефектов — это еще не повод говорить об исправности инструмента

Особое внимание уделяется микрометрической шкале и наконечникам. Убедившись в исправности изделия, следует переходить к непосредственному процессу его настройки

Первоначально следует подготовить необходимые материалы — винтовая пара (микрометрическая головка), удлинители, установочная мера и ключ. Удлинители подбираются в зависимости от номинальной длины, указанной в маркировке. Проверяется первоначально установка прибора на ноль (другими словами выясняем, откалиброван он или нет). Для установки микрометрического нутромера на ноль выполняются следующие действия:

Убеждаемся в том, что температура окружающей среды составляет в среднем 20 градусов. Отклонения в большую или меньшую сторону на 5 градусов и более недопустимы, так как это повлияет на величину погрешности

Важно также учесть влажность, которая не должна быть выше 80%.
Соединяем винтовую пару с наконечником.
Далее берем установочную меру, и прикладываем к ней прибор.
Вращаем барабан до момента, пока прибор не будет слегка фиксироваться в установочной мере. Плотность соприкосновения фиксируется на ощупь

Измерительные стержни должны касаться рабочей поверхности с небольшим трением. Фиксируется зажимной винт, и проверяем соотношение основной шкалы с нониусной. Прибор считается выставленным на ноль, когда видна следующая картина, как показано на фото ниже (риска с нулевым значением совпадает с отметкой основной шкалы).
Если значение 0 не совпадают с основной риской, тогда прибор нуждается в регулировке. Для этого извлекаем его из установочной меры, и ослабляем верхнюю гайку, которая показана на фото ниже стрелкой.
Вместо гайки может быть винт под шестигранник, что зависит от производителя инструмента.
Барабан с нониусной шкалой вращается до момента совпадения с продольным штрихом стебля. После того, как нулевое значения нониусной шкалы будет совпадать с продольной риской, нужно затянуть винт, который был предварительно ослаблен.     
Повторно выполняются действия, описанные в пункте 3 и 4 с установочной мерой.

Приступать к измерению микрометрическим нутромером можно исключительно после того, как прибор будет отрегулирован, то есть, выставлен на ноль. Эта процедура еще называется калиброванием, которая выполняется обязательно перед каждым измерением.

Это интересно! Правильно настроен инструмент тогда, когда нулевой штрих продольной шкалы слегка виден, и совпадает с нулевой отметкой барабана. На фото показано правильно отрегулированный штихмас.

После настройки можно переходить к измерительным манипуляциям. Как правильно измерять диаметры внутренних отверстий заготовок при помощи микрометрического нутромера, рассмотрим подробно.

Технические условия эксплуатации

Все современные микрометры изготавливаются в полном соответствии с актуальными требованиями действующих норм и стандартов. Последние закреплены в утверждённой конструкторской документации

Стоит особое внимание уделить следующим положениям ГОСТ 6507-90, касающимся непосредственно эксплуатации рассматриваемой категории измерительных приборов

Измерительное усилие в ситуации с устройствами МЗ, МТ и МЛ должно варьироваться в диапазоне 3–7 Н, для остальных разновидностей микрометров этот параметр составляет от 5 до 10 Н. При этом, независимо от типа прибора, колебания указанного показателя не должны превышать 2 Н.
Пределы допустимой погрешности в каждой из точек предусмотренного конструкцией диапазона измерений указаны в соответствующих таблицах

Важно учитывать, что данные приводятся для эксплуатационных условий с нормируемыми температурой и измерительным усилием.
Погрешность приборов класса МП, МК, МТ и МЛ определяется по специальным мерам, имеющим плоские поверхности. В ситуациях с микрометрами типа МЗ этот показатель определяют по цилиндрическим мерам, устанавливаемым в 2–3 мм от края поверхностей самого прибора.
В соответствии с действующими нормами эксплуатация микрометров допускается при температуре в диапазоне +10–30 градусов

Также важно учитывать, что относительная влажность воздуха не должна превышать 80 процентов при +25 градусах.

Первая стадия процесса – это проверка показаний измерительного устройства. Опытные специалисты рекомендуют прибегать к этой процедуре не только при покупке нового оборудования, но и перед каждым его использованием. Во время поверки необходимо вращать барабан, пока пятка и микрометрический винт не соприкоснутся. Если торец барабана остановился на нулевой отметке шкалы, то, значит, устройство исправно. Параллельно продольный штрих должен обязательно указывать на «0».

Второй шаг – это правильная и надёжная фиксация измеряемой детали или заготовки рабочими поверхностями микрометра

Для того чтобы минимизировать риск повреждения инструмента и попутно повысить точность результатов измерений, необходимо уделить внимание следующим важным моментам:

  • после того как объект будет плотно прижат к пятке, требуется без приложения усилий подвести микрометрический винт к краю;
  • окончательное сближение поверхности винта с объектом осуществляется исключительно при помощи трещотки;
  • щелчки являются сигналом соприкосновения рабочих поверхностей устройства с габаритами детали или заготовки.

На завершающей стадии осуществляется снятие показаний, которое начинают с максимального разряда, постепенно переходя к меньшим. Прежде всего фиксируются данные шкалы, которая располагается на стебле микрометра

Важно помнить, что необходимый показатель определяет, в первую очередь, предшествующее открытое деление. После этого снимаются показания шкалы барабана

Итоговый результат представляет собой сумму двух указанных показаний.

Конструктивное устройство микрометра

Гладкий микрометр, который чаще всего используется в быту, состоит из следующих конструктивных элементов:

  1. Скобы, которая должна иметь высокую жёсткость, так как при её малейшей деформации происходит изменение точности прибора, что приводит к появлению погрешности в измерениях.
  2. Пятки, которая может запрессовываться в корпус, а может иметь съёмную конструкцию. При этом последний вариант используется в приборах, имеющих большой измерительный диапазон.
  3. Микрометрического винта, перемещающегося в процессе вращения трещотки.
  4. Стопорного устройства, которое выполняется в виде зажима винтовой конструкции. Такой элемент используется с целью фиксации микрометра в процессе проведения настроек инструмента или непосредственном снятии показаний.
  5. Стебля, на котором наносятся шкалы – основная с нумерацией целых частей миллиметров и добавочная измеряющая половины миллиметров.
  6. Барабана, который предназначен для измерения десятых и сотых долей миллиметра. Также торцевая часть барабанного механизма используется в качестве указателя на шкале стебля.
  7. Эталона, предназначенного для проведения проверок настройки микрометра. Однако данный элемент предусмотрен не для всех приборов.

Чтобы не допустить возможность повреждения измеряемых изделий, особенно если они имеют резьбу, при большом усилии в процессе затягивания винта используют специальную трещотку.

Примеры применения

Видео, как пользоваться микрометром 0-25 и как пользоваться микрометром 25-50, помогает понять, что вращение трещотки производится по часовой стрелке, а показания снимаются без удаления измеряемого изделия из зазора между пяткой и измерительным стержнем.

Как правильно пользоваться микрометром: пример измерения. Выполняются следующие действия:

  • торцевые поверхности недвижного и неподвижного стержней сводятся плотно друг к другу, до исчезновения видимого зазора;
  • считываются показания обеих шкал: они должны совпадать, и находиться на нулевой отметке;
  • микрометрический винт должен вращаться свободно, без заеданий;
  • перемещение измерительного стержня должно быть прямолинейным, а его торец – гладким, без загрязнений и посторонних частиц.

Резьбовой механизм – как пользоваться? Последовательность отсчёта – всегда строго определённая: вначале устанавливают целое число миллиметровых делений по нижней шкале, а затем – микронных, по верхней. Для удобства отсчёта на корпусе скобы имеется вертикальная риска.

Как пользоваться микрометром призматическим (Именно такие изделия и производятся в цифровом варианте)? Отличия несущественны, они сводятся к тому, что измерительная скоба имеет вид не дуги окружности, а прямоугольной в плане рамки. При этом следует проверять степень зарядки аккумуляторной батареи, питающей дисплей. Если напряжение недостаточно, экран дисплея либо не светится вовсе, либо светится весьма тускло. Пользоваться таким инструментом нельзя.

Микрометр F50 для измерения толщины плоских материалов

Как пользоваться часовым микрометром? Здесь в качестве микронной отсчётной шкалы выступает стрелка, вращающаяся по циферблату, и показывающая мантиссу измеряемой величины. Действие такого прибора аналогично индикатору часового типа ЛИЗ, причём с той же точностью.

Если специалист хорошо знает, как пользоваться микрометром, то он сможет с высокой точностью спроектировать, изготовить и заменить многие из высокоточных деталей машин, приборов и механизмов.

Как настроить микрометр

Перед измерением деталей микрометром необходимо провести настройку инструмента, при использовании требуется высочайшая точность. Даже незначительные отклонения могут помешать процессу:

Инструкция по применению и использованию микрометра рекомендует для начала удалить мельчайшие загрязнения с поверхности губок. Для этого необходимо взять тонкий бумажный лист. Его располагают между лапками и сводят их до упора

Затем бумагу осторожно и медленно вытягивают, следя за тем, чтобы она не порвалась. Дальше инструмент по правилам пользования микрометром нужно выставить на ноль

Губки снова сводят и проверяют, совпадают ли насечки на барабане с отметкой нижней шкалы. Если точности не наблюдается, с помощью специального ключа стебель регулируют до тех пор, пока риска не будет установлена на ноль. При использовании цифровых приборов перед измерениями нужно убедиться, что батарейка не разряжена, и при необходимости вставить новый элемент питания.

Если настроечного инструмента к устройству не приложено, следует открутить крепление трещотки и вручную отцентрировать накатку до полного совпадения с отметкой ноль. После этого фиксирующий механизм закручивают обратно.

Настройку на ноль выполняют перед каждым измерением
Важно! Камень и наждак для очистки губок при настройке микрометра использовать категорически запрещено, они только нарушат точность инструмента.

Электронный прибор с циферблатом для измерения с высокой точностью

Одним из самых простых и точных микрометров считается электронный. Он совмещает в себе конструкцию аналогового и стрелочного устройства, и при этом позволяет выявить размер с максимально-высокой точностью. Востребованы такие модели там, где важны тысячные доли миллиметров.

Прибор вместо нониусной шкалы имеет электронный дисплей, на который выводятся соответствующие показания при измерительных манипуляциях. Измерять электронным прибором проще всего, а вероятность ошибиться в измерениях, сведена к нолю. Недостаток такого устройства лишь в его высокой цене, которая в 3-4 раза выше, чем стоит стрелочным измеритель. Некоторые модели даже имеют не только дисплей, но и нониусную шкалу, что позволяет удостовериться в точности показаний. Производители выпускают также противоударные устройства, которые обойдутся несколько дороже.

Это интересно! Кроме самого дисплея, в конструкции электронных моделей микрометров имеются также кнопки для настройки прибора, а также сохранения в памяти измеренных значений. Некоторые модели можно подключать к компьютеру для обмена информацией.

Поделитесь в социальных сетях:vKontakteFacebookTwitter
Напишите комментарий

Adblock
detector