Микрометр гладкий

Микрометр гладкий

Микро́метр гладкий — тип микрометра для измерения наружных линейных размеров. Отличительной особенностью данного типа микрометров являются плоские измерительные поверхности микрометрического винта и пятки.

Содержание

Принцип действия [ править | править код ]

Основанием микрометра является скоба, а преобразующим устройством служит винтовая пара, состоящая из микрометрического винта и микрометрической гайки, укреплённой внутри стебля; их часто называют микропарой. В скобу запрессованы пятка и стебель. Измеряемую деталь охватывают торцевыми измерительными поверхностями микровинта и пятки. Барабан присоединён к микровинту с помощью колпачка в котором находится корпус трещотки. Чтобы приблизить микровинт к пятке, вращают барабан трещотку по часовой стрелке (от себя), а для обратного движения микровинта (от пятки) барабан вращают против часовой стрелки (на себя). Закрепляют микровинт в требуемом положении стопором.

Для ограничения измерительного усилия микрометр снабжён трещоткой. При плотном соприкосновении измерительных поверхностей микрометра с поверхностью измеряемой детали трещотка начинает проворачиваться с лёгким треском, при этом вращение микровинта следует прекратить после трёх щелчков. Результатом измерения микрометра является сумма отсчётов по шкале стебля и шкале барабана. У наиболее распространенных микрометров цена деления шкалы стебля равна 0,5 мм, а шкалы барабана — 0,01 мм (указывается в выпускном аттестате). Некоторые прецизионные микрометры имеют цену деления на шкале барабана 0,005, 0,002 или 0,001 мм.

Шаг резьбы микропары (микровинт и микрогайка) Р равен 0,5 мм. На барабане нанесено 50 делений. Если повернуть барабан на одно деление его шкалы, то торец микровинта переместится относительно пятки на 0,01 мм ( P / n = 0 , 5 / 50 = 0 , 01 5/50=0<,>01> мм), где n число делений круговой шкалы.

Показания по шкалам гладкого микрометра отсчитывают в следующем порядке:

1. по шкале стебля читают отметку около штриха, ближайшего к торцу скоса барабана;
2. по шкале барабана читают отметку около штриха, ближайшего к продольному штриху стебля;
3. складывают оба значения и получают показание микрометра.

Для удобства и ускорения отсчёта показаний выпускаются микрометры с цифровой индикацией.

Для установки «на ноль» все микрометры, кроме микрометра с диапазоном 0…25 мм, снабжены установочными концевыми мерами, размер которых равен нижнему пределу измерения данного микрометра.

Виды и параметры микрометров согласно ГОСТ 6507-90 [ править | править код ]

измерительных поверхностей, мкм

Допуск параллельности измерительных поверхностей,

*) МК — условное обозначение гладкого микрометра согласно ГОСТ 6507-90; буква Н обозначает, что отсчёт производится по шкалам стебля и барабана с нониусом; буква Ц обозначает, отсчёт производится по электронному цифровому устройству; двузначное число — обозначение конечной величины диапазона, цифра после тире обозначает класс точности.

**) укомплектован одной установочной мерой для диапазона измерений до 300 мм и двумя установочными мерами — свыше 300 мм.

1. Диаметр гладкой части микрометрического винта должен быть 6h9, 6,5h9 или 8h9;
2. Колебание измерительного усилия на всех типах микрометров не должно превышать 2 Н;
3. Измерительное усилие должно быть не менее 5 и не более 10 Н;
4. Погрешность гладких микрометров определяют по мерам с плоскими измерительными поверхностями;
5. Цена деления шкалы барабана — 0,01 мм;
6. Измерительные поверхности микрометра должны быть оснащены твердым сплавом по ГОСТ 3882.

Требование согласно ГОСТ [ править | править код ]

Микрометр с верхним пределом измерений более 300 мм должен иметь передвижную или сменную пятку, обеспечивающую возможность измерения любого размера в диапазоне измерений данного микрометра. Вылет скобы микрометра с верхним пределом измерения до 300 мм должен быть не менее В/2+4, а свыше 300 мм — не менее В/2+1б, где В — верхний предел измерения.

Крепление передвижной или сменной пятки должно обеспечивать неизменность положения пятки при измерениях.

Измерительные поверхности установочных мер длиной до 300 мм должны быть плоскими, а более 300 мм — сферическими.

Определение цены деления шкалы окулярного микрометра

Цель работы: изучение методики и техники измерения шероховатости помощью двойного микроскопа МИС-11.

Описание двойного микроскопа МИС-11

Двойной микроскоп предназначен для визуальной оценки, измерения и фотографирования высоты неровностей наружных поверхностей деталей. Принцип действия прибора основан на методе светового сечения.

Сущность метода светового сечения заключается в следующем (рис. 3.4.). Освещенная узкая щель S проецируется микроскопом А₁ на поверхности Р₁ и Р₂, образующие ступеньку высотой h. Изображение щели на поверхности Р₁ займет положение S’₁, а поверхности Р₂ − положение S’₂. В поле зрения микроскопа А₂, ось которого расположена под углом 90° к оси проецирующего микроскопа, изображение щели будет иметь вид световой ступеньки. Размер ступеньки b, соответствующий смещению изображения S"₂ относительно S"₁ служит мерой высоты ступеньки h (высоты неровностей). По принципу светового сечения работают приборы МИС-11, ПСС-1 и др. Оптическая схема двойного микроскопа МИС-11

Техническая характеристика двойного микроскопа МИС-11

Общий вид двойного микроскопа МИС 11

Определение цены деления шкалы окулярного микрометра

В тубусы микроскопов ввинчиваются два одинаковых объектива, соответствующих требуемому увеличению для предполагаемой шероховатости

Цену деления шкалы окулярного микрометра определяют с помощью объект-микрометра, который представляет собой стеклянную пластину с нанесенной на ней шкалой (в большинстве случаев с ценой деления 0,01 мм). Объект-микрометр кладут на стол прибора. Включают освещение микроскопа. Кронштейн с корпусом микроскопов устанавливают на требуемой высоте вращением гайки 17 при освобожденном винте 15 (рис. 3.6.). После этого стопорят винт 15. Производя подъем или опускание микроскопов с помощью винта 12, получают изображение световой щели. Наблюдая изображение щели через визуальный микроскоп, добиваются, перемещая объект-микрометр по столику прибора, чтобы шкала попала в изображение щели и штрихи шкалы были бы перпендикулярны к ее изображению.

Ослабляют винт 9, крепящий окулярный микрометр 8, последний поворачивают вокруг оси таким образом, чтобы направление винта окулярного микрометра было параллельно направлению изображения щели. Деления неподвижной шкалы окулярного микрометра при этом параллельны делениям шкалы объект микрометра.

Затем перекрестие окулярного микрометра совмещают с каким-либо штрихом объект микрометра и делают отсчет по барабану окулярного микрометра. Наблюдая в окуляр, переводят перекрестие на другой штрих объект микрометра, отстоящий на некоторое число делений (чем больше расстояние между штрихами, тем больше точность определения масштаба), и делают второй отсчет по барабану окулярного микрометра. При подсчете разности следует помнить, что барабан может сделать несколько полных оборотов, и каждый полный его оборот соответствует 100 делениям. Отсчет полных оборотов барабана производят с помощью двойного штриха, перемещающегося относительно неподвижной шкалы окуляра одновременно с перекрестием

Порядок выполнения работы

1. Изучить инструкцию по технике безопасности при выполнении лабораторных работ.

2. Установить в тубусы микроскопов выбранные в соответствии с предполагаемой высотой неровностей одинаковые объективы.

3. Включить источник света через понижающий трансформатор в сеть.

4. Определить цену деления шкалы окулярного микрометра. 5. Установить объект измерения на столе прибора (непосредственно или в накладную призму).

5. Произвести фокусировку прибора: установить кронштейн с корпусом микроскопов на требуемой высоте вращением гайки 17 (рис. 3.6.) при освобожденном винте 15; стопорить винт 15; получить изображение световой щели, производя подъем или опускание микроскопов с помощью винта 12; вращением винта 19 установить световую щель в центре поля зрения; установить необходимую ширину световой щели с помощью кольца 18; вращая винт 11, произвести окончательную фокусировку.

6. Ослабив винт 9, повернуть окулярный микрометр вокруг оси так, чтобы направление винта окулярного микрометра было параллельно направлению изображения щели (рис. 3.7.б).

7. Повернуть объект измерения таким образом, чтобы направление неровностей было перпендикулярно изображению щели.

При необходимости повторить фокусировку прибора (одна сторона фокусируется обычно более резко, чем другая; по ней рекомендуется производить измерение).

8. Измерить высоту наибольших микронеровностей в пяти точках исследуемой поверхности. Горизонтальную линию перекрестия вращением барабана 7 подвести сначала к вершине изгиба щели по выбранной стороне, а затем к впадине по той же стороне щели (рис. 3.7.б). Разность отсчетов на барабане 7 окулярного микрометра, умноженная на цену деления, определяют высоту неровностей в данной точке.

9. Результаты измерений занести в таблицу, выполненную по форме табл.3.3.

10. Подсчитать среднюю высоту микронеровностей по десяти точкам по формуле

8.2.2. Определение цены деления шкалы окулярного микрометра

Цену деления шкалы окулярного микрометра определяют с помощью объект-микрометра, который представляет собой стеклянную пластину с нанесенной на ней шкалой (в большинстве случаев с ценой деления 0,01 мм). Объект-микрометр кладут на стол прибора. Включают освещение микро-скопа. Кронштейн с корпусом микроскопов устанавливают на требуемой высо-те вращением гайки 17 при освобожденном винте 15 (см. рис. 95). После этого стопорят винт 15. Производя подъем или опускание микроскопов с помощью винта 12, получают изображение световой щели. Наблюдая изображение щели через визуальный микроскоп, добиваются, перемещая объект-микрометр по столику прибора, чтобы шкала попала в изображение щели и штрихи шкалы были бы перпендикулярны к ее изображению.

Ослабляют винт 9, крепящий окулярный микрометр 8, последний по-ворачивают вокруг оси таким образом, чтобы направление винта окулярного микрометра было параллельно направлению изображения щели. Деления не-подвижной шкалы окулярного микрометра при этом параллельны делениям шкалы объект микрометра (рис. 96,а).

Затем перекрестие окулярного микрометра совмещают с каким-либо штрихом объект микрометра и делают отсчет по барабану окулярного микрометра. Наблюдая в окуляр, переводят перекрестие на другой штрих объект микрометра, отстоящий на некоторое число делений (чем больше расстояние между штрихами, тем больше точность определения масштаба), и делают второй отсчет по барабану окулярного микрометра. При подсчете разности следует помнить, что барабан может сделать несколько полных оборотов, и каждый полный его оборот соответствует 100 делениям. Отсчет полных оборотов барабана производят с помощью двойного штриха, (см. рис. 96,а), перемещающегося относительно неподвижной шкалы окуляра одновременно с перекрестием

Рис. 96. Положение перекрестия окулярного микрометра: а − определение

цены деления по объект-микрометру; б − измерение высоты неровностей

Цену деления барабана окулярного микрометра при измерении высоты профиля (горизонтальная линия перекрестия параллельна щели) определяют по формуле:

Е= Tt/2A , (62)

где z − число делений шкалы объект-микрометра, пройденных перекрестием окуляр-микрометра; Т − цена деления объект-микрометра; А − разность отсчетов, полученных при двух совмещениях перекрестия, выраженная в делениях барабана.

Цифра 2 в знаменателе формулы учитывает наклон тубуса под углом 45°, а также то обстоятельство, что при измерении изделия окулярный микрометр поворачивают на 45°.

Пример 11. z = 11 делений объект-микрометра, А = 200 делений бараба-на.

Е= 11*0.01/ (2* 200)= 0,275 мм.

Цену деления шкалы барабана окулярного микрометра при измерении шага микронеровностей (перекрестие устанавливают так, как показано на рис. 96,а) определяют по формуле:

E= Tt/A (63)

8.2.3. Порядок выполнения работы

− Изучают инструкцию по технике безопасности при выполнении лабораторных работ.

− Вворачивают в тубусы микроскопов выбранные в соответствии с предполагаемой высотой неровностей одинаковые объективы.

− Включают источник света через понижающий трансформатор в сеть.

− Определяют цену деления шкалы окулярного микрометра (см. п. 8.2.2).

− Устанавливают объект измерения на столе прибора (непосредственно или в накладную призму).

− Производят фокусировку прибора: устанавливают кронштейн с корпусом микроскопов на требуемой высоте вращением гайки 17 (см. рис. 95) при освобожденном винте 15; стопорят винт 15; получают изображение световой щели, производя подъем или опускание микроскопов с помощью винта 12; вращением винта 19 устанавливают световую щель в центре поля зрения; устанавливают необходимую ширину световой щели с помощью кольца 18; вращая винт 11, производят окончательную фокусировку.

− Ослабив винт 9, поворачивают окулярный микрометр вокруг оси так, чтобы направление винта окулярного микрометра было параллельно на-правлению изображения щели (рис. 96, б).

− Поворачивают объект измерения таким образом, чтобы направление неровностей было перпендикулярно изображению щели.

При необходимости повторяют фокусировку прибора (одна сторона фокусируется обычно более резко, чем другая; по ней рекомендуется производить измерение).

− Измеряют высоту наибольших микронеровностей в пяти точках исследуемой поверхности. Горизонтальную линию перекрестия вращением барабана 7 подводят сначала к вершине изгиба щели по выбранной стороне, а затем к впадине по той же стороне щели (см. рис. 96, б). Разность отсчетов на барабане 7 окулярного микрометра, умноженная на цену деления, определяют высоту неровностей в данной точке.

− Результаты измерений заносят в таблицу, выполненную по форме табл. .

− Подсчитывают среднюю высоту микронеровностей по десяти точкам по формуле

(64)

О цене деления микрометрической шкалы

Микрометрическая шкала предназначена для измерения линейных размеров объектов исследования в микрометрическом диапазоне. Цена деления такой шкалы — это расстояние между ближайшими её делениями.

Зачем нам нужен окуляр-микрометр?

Окуляр-микрометр внешне невозможно отличить от обычного окуляра

Внутри окуляр-микрометра расположена микрометрическая шкала

Микрофотография спор, выполненная через окуляр-микрометр

Обычно микрообъект изучают или фотографируют, используя окуляр с мерной шкалой. Такой окуляр называют окуляр-микрометром. Цена деления его шкалы зависит от увеличения микроскопа.

Фотографии, выполненные через окуляр-микрометр, имеют, на мой взгляд, два существенных недостатка.

Во-первых, микрометрическая шкала при этом располагается в центре снимка; её можно повернуть, но нельзя переместить в сюжетно важное место фотографии.

Вы можете мне возразить – разве не всегда можно переместить сюжетно важное место в центр поля зрения микроскопа? Нет! Очень часто это просто невозможно, так как нарушает композицию Вашей микрофотографии.

Второй недостаток уже назван – это цена деления шкалы, зависящая от увеличения микроскопа. Мало того, что она обычно имеет дробное значение, это дробное значение нигде на снимке не отображается и легко может быть утрачено.

Тарировка окуляр-микрометра

Для плодотворной работы нужно измерить цену деления окуляр-микрометра для всех используемых увеличений. С этой целью проводят тарировку (калибровку) окуляр-микрометра.

При тарировке применяют объект-микрометр – плоскую стальную или стеклянную пластину, в центре которой выполнена высокоточная шкала с воспроизводимой (всегда одинаковой) ценой деления в 10 мкм или 5 мкм. Судя по названию, объект-микрометр используют в качестве объекта исследования, помещая его на предметный столик микроскопа.

Тарировку просто осуществить, совмещая в поле зрения окуляра две шкалы – шкалу объект-микрометра и шкалу окуляр-микрометра. Теперь отсчитываем число делений на обеих шкалах между совпавшими делениями.

Объект-микрометр с ценой деления 5 мкм

При увеличении 500 крат
10 делений шкалы объект-микрометра соответствуют
40 делениям окулярной шкалы

. а при увеличении 400 крат
10 делений шкалы объект-микрометра соответствуют
32 делениям окулярной шкалы

Путём несложных математических расчётов можно определить цену деления шкалы окуляр-микрометра для данного увеличения. Например, при увеличении 500 крат получим, что 10 делений шкалы объект-микрометра с ценой деления, равной 10 мкм, соответствуют 40 делениям окулярной шкалы. При таком увеличении цена деления шкалы окуляр-микрометра составит 10 х 10 / 40 = 2,5 мкм.

При увеличении 400 крат получим для тех же 10 делений шкалы объект-микрометра 32 деления окулярной шкалы, что даст в результате расчёта цену деления шкалы окуляр-микрометра 3,125 мкм.

Такую поверочную операцию рекомендуется периодически проводить для всех используемых увеличений микроскопа.

О мерном отрезке

Под мерным отрезком понимают фрагмент изображения микрометрической шкалы объект-микрометра, совмещённый с фотографией микрообъекта.

Если сфотографировать шкалу объект-микрометра при различных увеличениях, можно получить набор мерных отрезков. У таких мерных отрезков есть одно несомненное достоинство – постоянная, не зависящая от увеличения цена деления. Её можно даже не указывать рядом с мерным отрезком, поскольку вряд ли Вам встретится объект-микрометр с ценой деления, отличной от 10 или 5 мкм.

Отличить шкалу с ценой деления 10 мкм очень легко – эта простая шкала имеет штрихи трёх различных длин. Более сложно организованная 5-мкм шкала имеет дополнительные — самые короткие штрихи — которые и задают цену деления объект-микрометра.

Шкала объект-микрометра с ценой деления 10 мкм

Шкала объект-микрометра с ценой деления 5 мкм

Несмотря на постоянство цены деления при различных увеличениях, мерные отрезки на основе фотографий объект-микрометра имеют существенный недостаток – с их помощью трудно, а иногда и практически невозможно, измерить размеры грибных спор, гифов, асков и прочих микроскопических объектов, которые имеют размеры меньше цены деления 10, а зачастую, и 5 микрометров. В этом случае корректно будет вести речь об оценке размеров микропризнаков, нежели об измерении, как таковом.

По этой немаловажной причине для фотосъёмки используют шкалу окуляр-микрометра. То есть, просто фотографируют микрообъект через окуляр со шкалой, предварительно измерив цену её деления, как было описано выше.

Шкалу окуляра можно повернуть и удобно расположить относительно микрообъектов, размеры которых нам необходимо измерить. При этом шкала окуляр-микрометра будет совмещена с фотографией микрообъекта и никогда не потеряется.

Но и такой способ имеет один существенный недостаток. Цена деления шкалы почти всегда получается дробной, и её использование приводит к математическим подсчётам, при которых так легко ошибиться.

Кроме того, при публикации фотографии в Интернете цена деления шкалы имеет неприятную тенденцию где-то теряться и при просмотре фото остаётся только гадать, при каком увеличении сделана эта фотография.

Для устранения вышеизложенных проблем разработана методика проведения подготовительной работы с микрометрическими шкалами объект-микрометра и окуляр-микрометра, которая предлагается Вашему вниманию.

Ключевые моменты методики состоят в следующем:

• фотографирование шкалы окуляр-микрометра при выбранном увеличении микроскопа и фиксированных параметрах съёмки;
• определение цены её деления при выбранных параметрах съёмки с помощью объект-микрометра;
• изменение размера изображения любым графическим редактором таким образом, чтобы цена деления шкалы окуляр-микрометра при выбранных параметрах съёмки совпала с ближайшим целым и удобным в использовании значением;
• внедрение в изображение шкалы числа, обозначающего цену деления.

Микрометрическая шкала с ценой деления 3,0 мкм

Микрометрическая шкала с ценой деления 2,0 мкм

Описанные выше действия, проделанные при двух увеличениях, 400 и 500 крат, дали возможность создать микрометрические шкалы с ценой деления, составляющей 3,0 и 2,0 мкм.

Совмещение готовой шкалы и микрофотографии даёт возможность легко измерять размеры элементов грибной микроморфологии, при этом цена деления такой шкалы всегда «под рукой».