Обзор основного измерительного инструмента

К числу самых распространенных измерительных инструментов относятся штангенциркуль, штангенглубиномер, микрометр и нутромер. Все они позволяют получить довольно точные результаты, однако даже при использовании хороших инструментов существует некоторая погрешность измерения. Как правило, её величина указывается в техпаспорте, и именно она напрямую влияет на стоимость инструмента. Чем ниже погрешность, тем, соответственно, выше точность измерения, а это значит, что и цена может значительно отличаться от цены более простой модели того же штангенциркуля или микрометра.

Ошибки при измерении

Но даже если вы приобрели самый дорогой инструмент, при работе с ним не исключается возможность ошибки. Основными причинами, приводящими к неточным данным при измерении, являются неумение пользоваться инструментом, использование поврежденного инструмента (в том числе и со сбитой нулевой отметкой на шкале), загрязненность рабочих поверхностей инструмента и самого измеряемого предмета, измерение нагретой или охлажденной детали. Поэтому очень важно хранить измерительные инструменты в защитных футлярах, своевременно удалять с них загрязнения, проверять соответствие исходной отметки на шкале нулевому значению. А стандартной температурой, при которой проводятся замеры деталей (особенно металлических), принято считать +20 °С.

Ещё одним способом снижения погрешности является проведение ряда замеров одного параметра и вычисление среднего арифметического значения. Такая практика широко применяется при использовании недорогих инструментов, она же не помешает и при измерении профессиональными моделями, погрешность которых крайне мала.

Шкала-нониус

Для повышения точности измерений некоторые инструменты оборудованы вспомогательной шкалой. Она называется по-разному: «нониус» – в честь португальского математика П. Нуниша – или «верньер» - в честь французского ученого П. Вернье, в 1631 году предложившего конструкцию шкалы, которая используется и по сей день.

Принцип действия этого приспособления основан на том, что глаз лучше фиксирует совпадение делений основной и вспомогательной шкалы, чем определяет отметку между делениями. Причем, нулевое значение нониуса указывает на целую часть, а номер деления, совпадающего с делением основной шкалы – на дробную. Применение нониуса позволяет получать результаты с точностью от десятых до сотых долей миллиметра.

Штангенциркуль

Штангенциркуль представляет собой инструмент, состоящий из негнущейся металлической линейки (штанги), рамки с нониусом и измерительных губок. Штанга имеет разметку с ценой деления 0,5 мм, а нониус – 0,02мм. Для фиксации риски на линейке существует специальный винт. Измерительные губки подразделяются на верхние и нижние. Первые служат для выполнения внутренних замеров (в основном, это отверстия в деталях), вторые – для получения внешних размеров изделий.

Работать со штангенциркулем довольно просто. Нижние измерительные губки разводятся в стороны, между ними располагается деталь, а затем губки сдвигаются до упора. Для измерения внутри детали верхние губки сдвигаются, вводятся в подлежащее замеру отверстие и там раскрываются. При работе со штангенциркулем важно держать инструмент перпендикулярно детали, чтобы губки плотно прилегали к замеряемой поверхности. Результаты замера определяются по основной шкале и по нониусу.

Помимо обычных штангенциркулей существуют электронные модели инструмента, выводящие значение замера на табло.

Штангенглубиномер

Как и следует из названия, штангенглубиномер предназначен для измерения глубины пазов, однако с его же помощью узнают и высоту уступов. Инструмент состоит из штанги с разметкой, рамки с нониусом и винта. Рабочая часть штанги штангенглубиномера вводится в замеряемый паз, рамка опускается до упора и фиксируется, а затем снимаются показания. Цена деления рамки, как и у штангенциркуля, 0,5 мм, нониуса – 0,02 мм.

Микрометр

Микрометр – инструмент, предназначенный для измерения поверхностей малых размеров – до двух микромиллиметров. Это приспособление можно назвать профессиональным, поскольку в быту оно почти не применяется. Инструмент состоит из скобы с пяткой, подвижного винта с очень точной резьбой, трещётки, втулки-стебля, имеющего две шкалы – верхняя указывает размер в миллиметрах, нижняя – в половинах миллиметра. Кроме того, коническая часть барабана, вращающегося вокруг втулки-стебля, является нониусом: на ней нанесено 50 делений, служащих для отсчета сотых долей миллиметра. Измерительной поверхностью инструмента является торец микрометрического винта, а такая деталь, как трещётка, обеспечивает постоянное осевое усилие при контакте винта с деталью.

Из-за сложности изготовления винта с точным шагом на большой длине микрометры выполняются в нескольких типоразмерах: для измерения длин от 0 до 25 мм, от 25 до 50 мм, от 50 до 75 мм и т.д.

Техника измерения изделия микрометром такова: изделие зажимают между пяткой и винтом, а затем снимают показания. Цена деления шкалы обычно равна 0,5 или 1 мм, на барабане имеется 50 или 100 делений для получения отсчета с точностью 0,01 мм. Но существуют и более точные микрометры с отсчетами 0,005; 0,002 и 0,001 мм.

По принципу работы различают ручные и настольные микрометры, а в зависимости от конструкции и назначения эти инструменты подразделяют на гладкие, рычажные, листовые, трубные, резьбомерные со вставками и зубомерные.

Нутромер

Нутромер – инструмент для особо точного измерения размеров отверстий, пазов и внутренних поверхностей. Наибольшее распространение получили микрометрические и индикаторные нутромеры.

Индикаторный нутромер позволяет измерять отверстия диаметром от 6 мм и больше. Цена деления инструмента составляет 0,01 мм, погрешность показаний - от 0,15 до 0,025 мм.

Такой нутромер состоит из двух частей: измерительного устройства и индикатора часового типа (индикаторной головки). На нем имеется две шкалы: большая с ценой деления 0,01 мм и полным оборотом стрелки 1 миллиметр и маленькая, показывающая число оборотов большой стрелки, то есть миллиметры. Ход стержня головки - 10 мм, но набор регулируемых стержней позволяет увеличить диапазон размеров.

Для проведения замера необходимо подобрать регулируемый стержень подходящей длины и вкрутить его в нутромер. Затем наклоненный инструмент вводят в измеряемое отверстие, устанавливают перпендикулярно с помощью легкого покачивания, после чего отмечают отклонение стрелки от нуля. Если стрелка «уходит» вправо, измеряемый размер меньше настроенного, если влево – больше. Так, при установленном размере, например, в 10 мм, если стрелка отклонилась вправо на 12 делений, оно составит 10-0,12 =9,88мм. Если это же отклонение влево, размер отверстия 10+0,12=10,12 мм.

При использовании нутромера необходимо держать его только за деревянную втулку, не касаясь штанги: от нагрева рукой металлическая деталь удлинится на несколько сотых миллиметра, и ровно на это число «ошибётся» инструмент при измерении.

Для проверки точных отверстий используются микрометрические нутромеры с ценой деления 0,01 мм и погрешностью показаний не менее чем ±0,006 мм.

Микрометрический нутромер, также называемый «штихмасс», предназначен для измерения внутренних размеров абсолютным методом. Он выпускается с пределами измерений от 50 до 75 мм, от 75 до 175 мм, от 75 до 600мм, от 150 до 1250 мм, от 860 до 2500 мм и от 1520 до 4000 мм.

Микрометрический нутромер состоит из стебля с запрессованным в него сферическим измерительным наконечником, микрометрического винта, барабана, жестко соединенного с микрометрическим винтом, колпачка, закрепляющего барабан на микрометрическом винте, измерительного наконечника, предохранительного колпачка и стопора.

При использовании микрометрического нутромера необходимо установить его строго перпендикулярно к оси измеряемого отверстия, для чего один его конец нужно опереть на край отверстия, а другой перемещать в диаметральной плоскости подобно тому, как это делается при измерении инструментом индикаторного типа.

Микрометрический винт, такой же, как и у микрометра для наружных измерений, позволяет производить измерения с точностью до 0,01 мм, а показания снимаются так же, как и с микрометра.

Все вышерассмотренные инструменты применяются, когда необходимо узнать размеры деталей или отверстий с точностью до сотых миллиметра. И если в быту такие значения требуются нечасто, то для профессионалов, каждый день работающих с точными данными, хороший измерительный инструмент – половина успеха. Штангенциркули, микрометры, нутромеры хранят в специальных чехлах или коробках, чтобы предотвратить случайное повреждение и продлить срок их службы.