Цифровые и шкальные измерительные приборы

Классификация измерительных приборов и список технических устройств

Измерительные приборы прочно вошли в жизнь человека. За счет обширной классификации измерительных приборов можно определить именно тот аппарат, который понадобится для конкретных операций. Это могут быть как простейшие, по типу рулетки или амперметра, так и мультифункциональные измерительные приборы. При выборе устройства следует ориентироваться на его предназначение и основные характеристики.

Общие сведения

Измерительным прибором называют такое устройство, которое позволяет получить значение некоторой физической величины в заданном диапазоне. Последний задается с помощью приборной шкалы. А также технические приборы позволяют переводить величины в более понятную форму, которая доступна определенному оператору.

В настоящее время список измерительных приборов довольно широк, но большинство из них предназначается для контроля за проведением технологического процесса. Таким может быть датчик температуры или охлаждения в кондиционерах, нагревательных печах и других устройствах со сложной конструкцией.

Среди наименований измерительных инструментов есть как простые, так и сложные, в том числе и по конструкции. Причем сфера их применения может быть как узкоспециализированной, так и распространенной.

Чтобы узнать больше сведений о конкретном инструменте, необходимо рассмотреть определенную классификацию контрольно-измерительных устройств и приборов.

Виды измерительных приборов

В зависимости от того, какие бывают измерительные инструменты, их названия могут отличаться в разных классификациях.

Обычно приборы могут быть следующего вида:

  • Аналоговые измерительные инструменты и устройства, в которых сигнал на выходе является некоторой функцией измеряемой величины.
  • Цифровые устройства, где сигнал на выходе представлен в соответствующем виде.
  • Приборы, которые непосредственно регистрируют результаты измерений снимаемых показаний.
  • Суммирующие и интегрирующие. Первые выдают показания в виде суммы нескольких величин, а вторые позволяют проинтегрировать значение измеряемой величины при помощи другого параметра.

Вышеописанные приборы являются наиболее распространенными и применяются для измерения ряда физических величин. Сложность происходящих физических процессов требует применения нескольких приборов, причисляемых к разным классам.

Классификация устройств

В разных сферах применяется своя классификация устройств, предназначенных для измерения физических величин.

Приборы могут делиться по таким критериям:

  1. Способ преобразования: прямое действие, сравнение, смешанное преобразование.
  2. По способу выдачи информации делятся на показывающие и регистрирующие.
  3. Вид выходной информации может быть представлен как аналоговым, так и цифровым сигналом.

Регистрирующие устройства делятся на самопишущие и печатающие разновидности. Наиболее прогрессивным вариантом являются самопишущие аппараты, поскольку у них выше точность предоставления информации и шире возможности для измерения заданных ранее параметров.

Аналоговые и цифровые

Контрольно-цифровые инструменты могут быть как цифровыми, так и аналоговыми. Первые считаются более удобными. В них показатели силы, напряжения или тока переводятся в числа, затем выводятся на экран.

Но при этом внутри каждого такого прибора находится аналоговый преобразователь. Зачастую он представляет собой датчик, снимающий и отправляющий показания с целью преобразования их в цифровой код.

Хотя аналоговые инструменты менее точны, они обладают простотой и лучшей надежностью. А также существуют разновидности аналоговых инструментов и приборов, имеющих в своем составе усилители и преобразователи величин. По ряду причин они предпочтительнее механических устройств.

Для давления и тока

Каждому еще со школы или университета знакомы такие названия измерительных приборов, как барометры и амперметры. Первые предназначены для того, чтобы измерять атмосферное давление. Встречаются жидкостные и механические барометры.

Жидкостные разновидности считаются профессиональными из-за сложности конструкции и особенностей работы с ними. Метеостанции применяют барометры, заполненные внутри ртутью. Они наиболее точные и надежные, позволяют работать при перепадах температур и иных обстоятельствах. Механические конструкции проще, но постепенно их вытесняют цифровые аналоги.

Амперметры используются для измерения электрического тока в амперах. Шкала амперметра может градуироваться как в стандартных амперах, так и микро-, милли- и килоамперах. Лучше всего такие приборы подключать последовательно. В таком случае снижается сопротивление, а точность снимаемых показателей возрастает.

Слесарные инструменты

Достаточно часто можно встретить измерительные слесарные инструменты. Наиболее важная характеристика — точность измерений. За счет того, что слесарные инструменты механические, удается добиться точности до 0,005 или 0,1 мм.

Если погрешность измерений превысит допустимый порог, то произойдет нарушение технологии работы инструмента. Тогда потребуется переточка некачественной детали или замена целого узла в устройстве. Поэтому для слесаря важно при подгонке вала под втулку использовать не линейку, а инструменты с большей точностью измерений.

Наиболее популярным инструментом с высокой точностью измерений является штангенциркуль. Но и он не сможет дать гарантии точного результата с первого измерения. Опытные рабочие делают несколько измерений, которые затем преобразуют в некоторое среднее значение.

Встречаются операции, требующие максимальной точности. Таких много в микромашинах и отдельных деталях устройств крупного размера. Тогда следует воспользоваться микрометром. С его помощью можно измерять с точностью до сотых долей миллиметров. Распространенное заблуждение о том, что он позволяет измерять микроны, является не совсем верным. Да и при проведении стандартных домашних работ такая точность может не пригодиться, поскольку достаточно действующих значений точности и погрешности.

Специальные устройства

Существует такое известное устройство для измерения под названием угломер.

Его предназначение заключается в измерении углов деталей, а конструкция состоит из следующих элементов:

  • непосредственно устройство имеет полудиск с нанесенной измерительной шкалой;
  • линейка обладает собственным передвижным сектором, где нанесена шкала нониуса;
  • закрепление передвижного сектора линейки осуществляется стопорным винтом.

Процесс измерения таким прибором простой. Деталь прикладывается одной из граней к линейке. Сдвинуть ее надо таким образом, чтобы образовался равномерный и достаточный просвет между гранями и линейками. Затем сектор закрепляется винтом. Снимаются показатели сначала с линейки, а затем с нониуса.

Контрольно-измерительные устройства нашли довольно широкое применение в различных сферах производства, домашнего быта, слесарного дела и строительных работ. Они различаются как по сфере применения, так и по возможности измерения.

Все приборы могут подразделяться по способу преобразования, выдачи информации и виду выходной информации, предназначения и другим критериям. Имея хорошую классификацию, можно отыскать конкретный инструмент для определенных задач и операций.

Но главная цель у них состоит в измерении показаний, их записи и контроле технологических процессов производства. Рекомендуются использовать точные измерительные устройства, однако, устройство становится гораздо сложнее. Это потребует учета большого количества факторов и измерений параметров, чтобы вывести на экран точные показания.

Контрольно-измерительные приборы

Контрольно-измерительный прибор — средстство измерения, предназначенное для получения значений измеряемой физической величины в установленном диапазоне. Часто контрольно-измерительным прибором называют средство измерений для выработки сигнала измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия оператора.

Назначение контрольно-измерительных приборов (КИП) состоит в том, чтобы целенаправленным образом преобразовать исследуемые величины в форму, которая окажется наиболее удобной при конкретном использовании (или непосредственном восприятии) машиной или человеком.
К примеру, говоря о назначении контрольно-измерительных приборов, связанных с электроизмерениями (амперметры, гальванометры, вольтметры и проч.), надо понимать, что изучаемые электрические величины (количественно оценить изменения которых органы человеческих чувств непосредственно не способны) с их помощью преобразуются в определенные механические перемещения соответствующих указателей, в качестве которых выступают стрелка или световой луч. Аналогично и для преобразуемых в механические перемещения физических величин (в частности, пружинные манометры, волосяные гигрометры, ртутные термометры и проч.).
Соответствующее назначение контрольно-измерительных приборов должно подкрепляться уверенностью в получаемых данных, в процедурах исследований и контроля, для чего необходимо подтверждение пригодности аппаратуры для использования с точностью и по принятым эталонам.

Все контрольно-измерительные приборы можно классифицировать на различные группы по следующим признакам:

род измеряемой величины;
— способ отсчета;
— вид шкалы;
— метрологическое назначение.

Выделяют следующие группы контрольно-измерительных приборов в соответствии с родом измеряемой величины:
приборы для измерения линейно-угловых величин (линейки, рулетки, курвиметры, угломеры, уровни, микрометры, штангенциркули);
весоизмерительная техника:
1) меры массы (гири);
2) весоизмерительные приборы (весы);
приборы для измерения температуры:
1) контактный метод (термометры);
2) бесконтактный метод (тепловизоры, пирометры);
приборы для измерения давления, а также расхода вещества (деформационные манометры, дифференциальные манометры, преобразователи давления, расходомеры);
приборы химического анализа (газоанализаторы, ph-метры, алкометры);
электроизмерительные приборы (амперметры, вольтмаетры, омметры);
геодезические приборы (нивелиры оптические, построители лазерных плоскостей, нивелиры ротационные, теодолиты оптические, теодолиты электронные);
приборы для измерения физико-химических величин (анемометры, влагомеры, гигрометры, ареометры);
— прочее.

Читайте также  Клеммы для соединения проводов в распределительной коробке

По способу отсчета все контрольно-измерительные приборы можно подразделить на следующие группы:
компарирующие приборы — при измерении этими приборами необходимо участие человека, в них происходит сравнивание измеряемой величины с мерой, эталонной величиной (пример: рычажные весы);
показывающие приборы — величина измеряемого параметра уазывается отсчетным устройством (пример: дальномер);
регистрирующие приборы — значение измеряемой величины в них непрерывно или в отдельные промежутки времени записывается (пример: логгер);
суммирующие приборыили интеграторы — в них происходитнепрерывное суммирование мгновенных значений измеряемого параметра (пример: счетчик электроинергии);
комбинированные приборы — они могут одновременно показывать и записывать величину измеряемого параметра (пример: секундомер).

По виду шкалы все контрольно-измерительные приборы можно подразделить на следующие группы:
цифровые;
аналоговые:
1) с линейной шкалой;
2) с дуговой шкалой;
3) с профильной шкалой;
4) с барабанной шкалой;
Такие шкалы могут быть подвижные и неподвижные, равномерные и неравномерные.

По метрологическому назначению различают эталонные и рабочие контрольно-измерительные приборы.Рабочий прибор – средство измерений, предназначенное для измерений, не связанных с передачей размера единицы другим средствам измерений.
Эталонные приборы предназначены для передачи размера единицы другим измерительным приборам, что составляет главную задачу поверки. Поэтому эталонные приборы называют также средствами поверки. Средства поверки – эталоны, поверочные установки и другие средства измерений, применяемые при поверке в соответствии с установленными правилами.

§ 4. Роль измерений в физике. Прямые и косвенные измерения

Наука начинается с тех пор,
как начинают измерять…
Д. И. Менделеев

Вдумайтесь в слова известного ученого. Из них ясна роль измерений в любой науке, а особенно в физике. Но, кроме того, измерения важны в практической жизни. Можете ли вы представить свою жизнь без измерений времени, массы, длины, скорости движения автомобиля, расхода электроэнергии и т. д.?

Как измерить физическую величину? Для этой цели служат измерительные приборы. Некоторые из них вам уже известны. Это разного вида линейки, часы, термометры, весы, транспортир (рис. 20) и др.

Измерительные приборы бывают цифровые и шкальные. В цифровых приборах результат измерений определяется цифрами. Это электронные часы (рис. 21), термометр (рис. 22), счетчик электроэнергии (рис. 23) и др.

Линейка, стрелочные часы, термометр бытовой, весы, транспортир (см. рис. 20) — это шкальные приборы. Они имеют шкалу. По ней определяется результат измерения. Вся шкала расчерчена штрихами на деления (рис. 24). Одно деление — это не один штрих (как иногда ошибочно считают учащиеся). Это промежуток между двумя ближайшими штрихами. На рисунке 25 между числами 10 и 20 — два деления, а штриха — 3. Приборы, которые мы будем использовать в лабораторных работах, в основном шкальные.

Измерить физическую величину — значит сравнить ее с однородной величиной, принятой за единицу.

Например, чтобы измерить длину отрезка прямой между точками А и В, надо приложить линейку и по шкале (рис. 26) определить, сколько миллиметров укладывается между точками А и В. Однородной величиной, с которой проводилось сравнение длины отрезка АВ, была длина, равная 1 мм.

Если физическая величина измеряется непосредственно путем снятия данных со шкалы прибора, то такое измерение называют прямым.

Например, приложив линейку к бруску в разных местах, мы определим его длину а (рис. 27, а), ширину b и высоту с. Значение длины, ширины, высоты мы определили непосредственно, сняв отсчет со шкалы линейки. Из рисунка 27, б следует: а = 28 мм. Это прямое измерение.

А как определить объем бруска?

Надо провести прямые измерения его длины а, ширины b и высоты с, а затем по формуле

V = a • b • c

вычислить объем бруска.

В этом случае мы говорим, что объем бруска определили по формуле, т. е. косвенно, и измерение объема называется косвенным измерением.

Подумайте и ответьте

  1. На рисунке 28 представлено несколько измерительных приборов.
    1. Как называются эти измерительные приборы?
    2. Какие из них цифровые?
    3. Какую физическую величину измеряет каждый прибор?
    4. Что представляет однородная величина на шкале каждого прибора, представленного на рисунке 28, с которой сравнивают измеряемую величину?
  2. Разрешите спор.

    Таня и Петя решают задачу: «Определите линейкой толщину одного листа книги, содержащей 300 страниц. Толщина всех листов равна 3 см». Петя утверждает, что это можно сделать прямым измерением линейкой толщины листа. Таня же считает, что определение толщины листа — это косвенное измерение.

    А как считаете вы? Обоснуйте свой ответ.

Интересно знать!

Изучая строение человеческого тела и работу его органов, ученые также проводят множество измерений. Оказывается, что человек, масса которого примерно 70 кг, имеет около 6 л крови. Сердце человека в спокойном состоянии сокращается 60—80 раз в минуту. За одно сокращение оно выбрасывает в среднем 60 см 3 крови, в минуту — около 4 л, в сутки — около 6—7 т, в год — более 2000 т. Так что наше сердце — большой труженик!

Кровь человека 360 раз в течение суток проходит через почки, очищаясь там от вредных веществ. Общая протяженность почечных кровеносных сосудов 18 км. Ведя здоровый образ жизни, мы помогаем нашему организму работать без сбоев!

Домашнее задание

Рис. 29

    Перечислите в тетради измерительные приборы, которые есть в вашей квартире (доме). Разнесите их по группам:

1) цифровые; 2) шкальные.

  • Проверьте справедливость правила Леонардо да Винчи (рис. 29) — гениального итальянского художника, математика, астронома, инженера. Для этого:
    1. измерьте свой рост: попросите кого-нибудь с помощью треугольника (рис. 30) поставить на дверном косяке небольшую черточку карандашом; измерьте расстояние от пола до отмеченной черточки;
    2. измерьте расстояние по горизонтальной прямой между концами пальцев рук (рис. 31);
    3. сравните полученное в пункте б) значение со своим ростом; у большинства людей эти значения равны, что впервые было подмечено Леонардо да Винчи.
  • Контрольно-измерительные приборы

    Количество кнопок управления

    Противоударное устройство узла баланса

    Счетчик минутный, мин

    Шкала секундная, сек

    Виброметр: 0,1 . 40 000 Гц

    Виброметр: 0,5 . 20 000 Гц

    Виброметр: 0,5 . 20 000 Гц /

    Датчик EP-04L: 100 кГц…100 МГц / Датчик EP-03H: 100 МГц …3 ГГЦ / Поддиапазоны частот: Датчик EP-04L: 100 кГц

    измеряемого переменного магнитного поля 40 Гц…10 кГц

    измеряемого переменного магнитного поля: 50 Гц/60 Гц

    рабочая измерителя ЭМП: 0,005 — 4000 кГц

    рабочая: (ППЭ): 300 . 40 000 МГц / (E): 0,03 . 300 МГц / (H): 0,01 . 30 МГц

    радиосвязи: 2,4 ГГц, диапазон ISM, расстояние 10 м

    радиосигнала: 2,4 ГГц, ISM-диапазон 10 м

    стробоскопирования: 100 . 100000 циклов/мин (настройка плавная/грубая)

    31,5 Гц . 8 кГц / А, С

    100 МГц / Датчик EP-03H: 900 МГц

    Контрольно-измерительные приборы

    Контрольно-измерительные приборы – это специальные устройства, главное назначение которых — измерение определенной физической величины. Контрольно-измерительные приборы и автоматика выполняют очень важные функции, позволяющие наблюдать за работоспособностью оборудования и на основе предоставленных данных, выполнять его обслуживание, а в случае необходимости, производить корректировку работы.

    В перечень контрольно-измерительных приборов КИП входит достаточное большое количество различных устройств, использующихся в различных областях деятельности человека, а именно: в строительстве, в тяжелой и легкой промышленности, в коммунальных службах и т.д.

    Приборы КИП имеют сложную классификацию и подразделяются в зависимости от:

    • Конструктивного исполнения: на переносные, стационарные, панельные, щитовые;
    • Способа предоставления информации: на регистрирующие, показывающие;
    • Методики измерения: на приборы сравнения, приборы прямого действия;
    • Особенностей шкалы: на приборы с равномерной шкалой, неравномерной, с безнулевой шкалой, с односторонней шкалой, двухсторонней (симметричной и несимметричной);
    • Точности измерений: на ненормируемые и нормируемые;
    • Функционального назначения и области применения: на
      1. Контрольно-измерительные приборы, измеряющие давление – манометры, вакуумметры, напоромеры и др.
      2. Электроизмерительные приборы, предназначенные для измерения электрических параметров: однофазные, многотарифные, трехфазные счетчики электроэнергии, амперметры, вольтметры
      3. Контрольно-измерительные приборы, предназначенные для измерения плотности: ареометры, плотномеры
      4. Контрольно-измерительные приборы, предназначенные для измерения уровня: сигнализаторы уровня, уровнемеры контактные, радарные, для сыпучих продуктов и жидкостей
      5. Контрольно-измерительные приборы, предназначенные для измерения температуры: газовые, технические, цифровые, лабораторные термометры, термопреобразователи, инкубаторные индикаторы, термометры для испытаний нефтепродуктов
      6. Контрольно-измерительные приборы для снятия метрологических показателей: калибраторы давления, контроллеры давления, грузопоршневые манометры, устройства для калибровки и проверки измерительных приборов (газоанализаторов, приборов уровня и расхода).

    Также существуют многие другие показатели, по которым можно классифицировать КИП и автоматика. Наиболее популярные из них:

    • Амперметры – необходимы для измерения в амперах силы тока;
    • Вольтметры – требуются для измерения напряжения
    • Омметры – применяются для измерения активных электрических сопротивлений
    • Счетчики наработки времени (счетчик моточасов), позволяют учитывать время работы оборудования, с момента включения до полного отключения. Бывают счетчики цифровые, электромеханические, электронные;
    • Частотомеры – определяют частоту процесса.

    Классификация измерительных приборов

    Измерительным прибором называется устройство, с помощью которого измеряемая величина сравнивается с единицей измере­ния. Измерительный прибор предназначен для выработки сигнала измерительной информации в форме, доступной для непосредствен­ного восприятия наблюдателем.

    Измерительные приборы делятся на образцовые и рабочие.

    Образцовыми называются приборы, предназначенные для хранения и воспроизводства единиц измерения, а также для проверки и градуировки приборов.

    Рабочими называются приборы, исполь­зуемые для практических измерений. В свою очередь, рабочие измерительные приборы делятся на лабораторные и технические. Лабораторные приборы в промышленности не применяют и в связи с этим далее они не рассматриваются. Для автоматического контроля и регулирования в промышленности используют технические рабочие приборы.

    Классификация контрольно-измерительных приборов по назначению

    По назначению технические рабочие приборы делятся на показывающие, самопишущие, сигнализирующие, регулирующие и измерительные автоматы.

    Показывающие — приборы, по которым только отсчитывают измеряемую величину в данный момент времени.

    Самопишущие (регистрирующие) приборы снабжены уст­ройством для автоматической регистрации (записи) значения измеряемой величины за все время работы прибора. Они дают возможность получить данные для последующего анализа работы объекта или хода технологического процесса путем обработки картограммы прибора. Самопищущие приборы могут иметь также показывающее устройство, в этом случае они одновременно явля­ются показывающими и самопишущими.

    Сигнализирующие приборы имеют специальные приспособления для включения световой или звуковой сигнализации при достижении измеряемой величиной заранее заданного значения.

    Регулирующие приборы имеют специальное устройство, предназначенное для автоматического поддержания измеряемой величины на заданном значении или для изменения ее по заданному закону. Такие приборы могут иметь показывающее или реги­стрирующее устройство или одновременно и то и другое.

    Измерительные автоматы — это приборы с устройством, выполняющим по результатам измерения определенную работу, согласно установленной для них программе. Их применяют при взвешивании и дозировке жидких и сыпучих веществ, управлении работой технологического оборудования, сортировке продукции и других операциях.

    Классификация приборов по характеру передачи показаний

    По характеру передачи показаний приборы делятся на местные и с дистанционной передачей. Местные приборы по своей кон­струкции могут быть использованы только непосредственно у места измерения.

    У приборов с дистанционной передачей исполнительная часть находится на значительном расстоянии от места изме­рения. Приборы с дистанционной передачей комплектуют в измерительные установки, которые состоят из следующих основных, частей:

    • первичного прибора — преобразователя (датчика), восприни­мающего посредством чувствительного элемента (первичного пре­образователя) изменения измеряемой величины, преобразующего ее в выходной сигнал — импульс и передающего последний на расстояние;
    • вторичного прибора, который воспринимает посредством измери­тельного устройства импульсы, передаваемые преобразователем, и преобразует их в перемещения указателя относительно шкалы; вторичные приборы могут быть показывающими, самопи­шущими, сигнализирующими, регулирующими приборами или изме­рительными автоматами;
    • соединительных трубных (пневматических, гидравлических) или электрических проводок, по которым передаются результаты измерений от преобразователя к вторичному прибору.

    Классификация измерительных приборов по виду показаний

    По виду показаний измерительные приборы делятся на анало­говые (непрерывные) и цифровые (дискретные). В аналоговом измерительном приборе показания являются непрерывной функ­цией изменений измеряемой величины. В цифровом измерительном . приборе автоматически вырабатываются дискретные (прерыви­стые) сигналы измерительной информации, а показания представ­лены в цифровой форме.

    Классификация приборов по виду измеряемой величины

    По виду измеряемой величины приборы выпускают для изме­рения температуры, давления, расхода и количества, концентра­ции растворов, уровня, влажности и плотности газов, электриче­ских величин и определения состава (анализа) газов и жидкостей.

    С какой бы тщательностью ни было сделано измерение, оно сопровождается погрешностями, в той или иной степени искажаю­щими результат измерения. Погрешностью называется разность между показанием прибора и действительным значением изме­няемой величины. Погрешности приборов не должны выходить, за пределы, установленные стандартами, нормалями и техниче­скими условиями для данного метода измерения.

    Классификация контрольно–измерительных приборов по точности измерения

    По точности измерения приборы разделяются по классам, обозначаемым цифрами: 0,1; 0,15; 0,2; 0,25; 0,4; 0,5; 0,6; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 4,0. Обычно цифры, соответствующие классу точности прибора, наносят на шкалу и заключают в окружность. Класс точности выражается числом погрешности, соответствующей нормальным условиям работы прибора, т. е. нормальному положению прибора, нормальной температуре окружающей среды и др. Например, для прибора класса 1,5 со шкалой 0—1000° С допустимая погрешность будет равна ±15° С, для прибора того же класса, но со шкалой 0—500° С допустимая погрешность будет ±7,5° С, а для прибора того же класса с двусторонней шкалой от —50 до +100° С — ±2,25° С. Иначе говоря, допустимая погрешность вычисляется от алгебраической разности верхнего и нижнего пределов измерения.

    Допустимая погрешность — наибольшая погрешность показа­ния прибора, допускаемая нормами. Она характеризуется постав­ленными перед ней знаками плюс и минус или одним из этих знаков, если распространяется только на одни положительные или отрицательные значения допустимых нормами погрешностей.

    В настоящее время на промышленных предприятиях применяют в основном приборы классов точности 0,4; 0,5; 0,6; 1; 1,5. Прибо­рами класса 0,1; 0,15; 0,2 и 0,25 пользуются пока еще мало, а приборы классов 2,0; 2,5 и 4 применяют все реже, потому что их низкая точность не удовлетворяет возросшим требованиям про­мышленных технологических процессов.

    Каминский М.Л. Монтаж приборов контроля и аппаратуры автоматического регулирования. Учебник для средних проф.-тех. училищ. «Высшая школа», 1978 г.

    Измерительные инструменты: виды, применение, техника измерения

    Штангенциркуль

    Штангенинструмент- общее название средств измерения, имеющих в своей конструкции мерную штангу. Stange — стержень, прут (нем).

    Нониусный штангенциркуль, очень популярный измерительный инструмент в машиностроении и домашнем инструментарии.

    Основным элементом штангенинструмента является штанга, на которую нанесена главная шкала, с шагом 1 миллиметр и скользящий по ней ползун, с расположенным на нем нониусом (еще одна шкала).

    Нониусный штангенциркуль довольно универсальный инструмент, но его разновидности могут отличаться узкой специализацией:

    • штангенрейсмас- измерительный инструмент, имеющий основание, которое и является началом шкалы. Измерения штангенрейсмасом производятся на мерном столе, к которому предъявляются технические требования.
    • штангенглубиномер- измерительный инструмент, применяющийся для определения геометрических параметров отверстий, пазов, уступов и т.д.
    • штангензубомер- измерительный инструмент применяющийся для определения толщины зубьев.

    Конструкции нониусных штангенциркулей отличаются типоразмерами и характеристиками, формой подвижной рамки (ползуна), пределами измерения.

    По исполнению, нониусные штангенциркули подразделяются на односторонние и двусторонние, с наличием глубиномера или без него.

    Нониусные штангенциркули имеют предел измерения равный 0,1 миллиметра или 0,05 миллиметров. Предел измерения нониусной шкалы равен величине одного деления шкалы основной.

    В процессе измерения, при помощи нониусного штангенциркуля, целое число миллиметров определяется по нулевому штриху на шкале нониуса, а количество десятых долей миллиметра определяется по полностью совпадающим штрихам на основной шкале и шкале нониуса.

    Применение нониусного штангенциркуля

    Для проведения качественного измерения нониусным штангенциркулем. необходимо удостовериться в его пригодности и работоспособности.

    Точные рабочие поверхности инструмента (губки) должны быть без следов износа и повреждений, не перекошены. Рамка должна двигаться, но не шататься на основной штанге, рабочие поверхности не должны быть подвержены коррозии, риски и штрихи основной штанги и нониуса хорошо читаться.

    Удостоверившись в отсутствии повреждений, коррозии, геометрической целостности и возможности корректного перемещения рамки, сомкните мерительные поверхности (губки) инструмента и посмотрите на просвет.

    При отсутствии износа, губки должны плотно прилегать друг к другу, а нулевые штрихи нониуса и основной штанги должны полностью совпадать.

    При смыкании рабочих мерительных поверхностей, просвет (согласно нормативам) не должен превышать 3-х микрон для мерительного инструмента с отсчетом по нониусу 0,05 миллиметра и 6-и микрон для мерительного инструмента с отсчетом по нониусу 0,1 миллиметра.

    Техника измерения нониусным штангенциркулем

    Измеряемую поверхность предварительно очищают и удостоверяются в возможности качественного проведения измерения. Для проведения измерения, инструмент удерживают в правой руке, при этом подвижная рамка перемещается большим пальцем.

    После разведения мерительных поверхностей на расстояние необходимое для помещения измеряемой детали, инструмент смыкают, с небольшим усилием.

    Критично важно правильное расположение инструмента для достижения минимально возможного значения ( для наружного измерения) и максимально возможного ( для внутреннего). То есть расположение инструмента должно быть строго перпендикулярно измеряемой поверхности.

    Проведение измерений глубиномером проводится непосредственным опиранием торца штанги инструмента на плоскость детали и нажатием на подвижную рамку.

    В результате нажатия, измерительный щуп выдвинется на возможную глубину.

    В случае проведения разметочных работ, в штангенциркулях предусмотрена дополнительная рамка (микрометрическая подача), связанная с основной рамкой винтовой подачей, для точного перемещения.

    Основная и дополнительная рамки имеют возможность жесткой фиксации на главной штанге с целью избежания случайного перемещения.

    Линейка измерительная металлическая

    Трудно ошибиться, если предположить, что первым измерительным инструментом, с которым знакомится человек, это измерительная линейка, во всех своих проявлениях (портняжный метр, геометрический треугольник и т.д.).

    Простота и доступность в использовании, делают её самым распространенным измерительным инструментом, правда для не очень точных значений.

    При изготовлении поверхность линейки оснащают одной или двумя измерительными шкалами, а само производство и параметры регламентируются ГОСТом.

    Согласно ГОСТа 427-75 от 1975 года (который актуален до сих пор), линейки должны изготавливаться со следующими пределами измерений:

    • 150 мм;
    • 300 мм;
    • 500 мм;
    • 1000 мм;
    • 1500 мм;
    • 2000 мм;
    • 3000 мм.

    Внимательным ГОСТом, также регламентируется параметры наносимых миллиметровых, полусантиметровых, сантиметровых штрихов, а также диаметр отверстия под гвоздик.

    Производят измерительные металлические линейки из стальной холоднокатанной термообработанной ленты с полированной поверхностью группы прочности 1П и 2П, с последующим гальваническим хромированием.

    Нулевое значение шкалы ( начало отсчета) совпадает с одним из торцов, тогда как второй скруглен и оснащен отверстием (предположительно, под гвоздик, для удобства хранения).

    Каждая пяти миллиметровая риска (в сантиметре), для удобства считывания, изготовляется немного выше, своих миллиметровых собратьев, а десятая делается еще выше и получает цифровое обозначение.

    Просвет между поверочной плитой и плоскостью линейки, положенной на плиту шкалой вверх, не должен превышать 0,5 мм для линеек с длиной шкалы 150, 300, 500; 0,7- для линеек с длиной шкалы 1000 мм и 1 миллиметр просвета для линеек более одного метра.

    Допускаемое отклонение размеров шкалы метровой металлической линейки- +/- 0,2 миллиметра.

    Эксплуатация металлической измерительной линейки

    Совпадение нулевой отметки (начало отсчета) с торцом линейки позволяет проводить измерение отверстий, пазов, выступов, ступеней и не требующие высокой точности осевые расстояния.

    Простота использования измерительной металлической линейки позволяет производить замеры методом прикладывания. Нередко исследуемый предмет фотографируют совместно с линейкой, чтобы впоследствии ориентироваться в геометрических параметрах.

    Для определения межосевого расстояния отверстий с одинаковыми диаметрами ( если конструкция детали позволяет приложить измерительный инструмент к плоскости), линейкой замеряют расстояние одноименных поверхностей ( правые края отверстий, левые края отверстий), стараясь, чтобы измерение происходило через центры.

    Угольники поверочные

    Измерение угловых величин, дисциплина к которой иногда приходится обращаться в строительстве или машиностроении.

    В качестве измерительного инструмента для этих целей используют универсальные угловые измерители ( с возможностью устанавливать угловые величины) или специализированные поверочные угольники.

    При проектировании, конструкторы чаще выбирают целые угловые величины 30, 45,

    60, 90, 120 градусов.

    Для нанесения разметки, поверки или определения углов, используют:

    • угольник столярный;
    • угольник плотницкий,
    • угольник комбинированный;
    • угломеры;
    • транспортиры;
    • уровень угломеры;
    • угольник-уровень;
    • уровни угловые и т.д.

    При поверке прямых углов применяют угольники.

    Угольники у которых сторона не превышает 500 миллиметров, изготавливаются из цементируемой стали с последующей термообработкой и цементацией поверхности.

    Угольники поверочные подразделяются на классы точности:

    • нулевой класс точности;
    • первый класс точности;
    • второй класс точности;
    • третий класс точности.

    Самый точный — нулевой.

    Микрометр механический

    Механические микрометры, являются универсальным инструментом, для точных измерений контактным методом. Точность измерения микрометров — от 0,002 до 0,05 миллиметра (в зависимости от параметров измерения и класса точности).

    Конструкция механического микрометра

    Конструктивно, механический микрометр, представляет собой скобу, подковообразной формы.

    С одной стороны скобы размещается измерительная пятка, а с другой, собственно механизм микрометра ( стебель).

    Стебель состоит из:

    • барабан с трещоткой;
    • микрометрический винт;
    • стопор.

    Главные элементы измерительного устройства, это микрометрический винт и микрометрическая гайка.

    Винтовая микрометрическая пара преобразовывает угловое перемещение барабана в линейное перемещение микрометрического винта.

    Полные обороты отсчитываются по шкале, нанесенной на стебле микрометра, а доли оборота, отсчитывают по круговой шкале нанесенной на барабан.

    Из-за трудности изготовления точной винтовой пары на большой длине, оптимальным считается перемещения винта в гайке только на длину не более 25 миллиметров.

    По этой причине, для измерения, изготовляют несколько типоразмеров микрометров, с шагом 25 миллиметров:

    • 0-25 мм;
    • 25-50 мм;
    • 50-75 мм;
    • 75-100 мм и т.д.

    Предельный диапазон измерений самого большого микрометра заканчивается на трёх метрах.

    При измерении длин более 25 миллиметров, применяется микрометры со сменными пятками, а установка такого микрометра на ноль производят при помощи концевых мер.

    Измерение микрометром

    Деталь зажимают между измерительными плоскостями, применяя постоянное осевое усилие которое обеспечивается храповым механизмом (трещоткой).

    Вращение микровинта следует прекратить после трёх щелчков.

    При измерении с помощью механического микрометра, правильно, удерживать его за скобу.

    Выставленный размер на микрометре можно зафиксировать, а после измерительных работ необходимо поверить инструмент при помощи эталона.