Изучение нониуса, измерение микрометром и штангенциркулем
Приборы и принадлежности:
1. Штангенциркуль.
2. Микрометр.
3. Измеряемые тела: цилиндр, гвоздь, тонкая проволока.
Краткая теория
Нониус составляет важную часть точных измерительных приборов, например: штангенциркуля, микрометра, катетометра, бусоли, теодолита. Нониусом называется дополнение к обычному масштабу (линейному или круговому), позволяющее повысить точность измерения с данным масштабом в 10-100 раз.
Штангенциркуль
Конструктивно наиболее простым и надежным является нониусный штангенциркуль, устройство которого показано на рис. 1:
1. штанга;
2. подвижная рамка;
3.шкала штанги;
4. губки для внутренних измерений;
5. губки для наружных измерений;
6. линейка глубиномера;
7. нониус;
8. винт для зажима рамки.
Рис. 1. Нониусный штангенциркуль марки ШЦ-I.
Рассмотрим, каким образом производится отсчет по нониусу штангенциркуля с точностью до 0,1 мм. Шкала нониуса (рис.2.) разделена на десять равных частей и занимает длину, равную 19 делениям шкалы линейки или 19 мм. Следовательно, одно деление нониуса составляет 1,9 мм, т.е. оно короче каждых двух делений линейки на 0,1 мм.
Рис. 2. Устройство нониуса штангенциркуля (линейного нониуса).
Если сомкнуть вплотную ножки штангенциркуля, то нулевой штрих нониуса (крайний левый) будет совпадать с нулевым штрихом линейки. Остальные штрихи нониуса, кроме последнего, такого совпадения иметь не будут: первый штрих нониуса не дойдет до второго штриха линейки на 0,1 мм; второй штрих нониуса не дойдет до четвертого штриха линейки на 0,2 мм; третий штрих нониуса не дойдет до шестого на 0,3 мм и т.д. Десятый штрих нониуса будет точно совпадать с девятнадцатым штрихом линейки. Такое положение будет повторяться каждый раз, когда нулевой штрих нониуса будет точно совпадать с одним из штрихов линейки (рис. 3).
Рис. 3. Показания штангенциркуля 15,0 мм (точно совпадают с делениями основной шкалы линейки нулевой (крайний левый) и десятый (крайний правый)
штрихи нониуса).
Если сдвинуть движок таким образом, чтобы первый штрих нониуса (не считая нулевого) совпадал со вторым штрихом линейки, то между ножками штангенциркуля получится зазор в 0,1 мм. При совпадении второго штриха нониуса с четвертым штрихом линейки зазор между ножками составит уже 0,2 мм, при совпадении третьего штриха нониуса с шестым штрихом линейки зазор будет – 0,3 мм и т.д. Следовательно, номер того штриха нониуса, который точно совпадает с каким-либо штрихом линейки, показывает число десятых долей миллиметра. Число же целых значений мм снимается по положению нулевого штриха нониуса относительно основной линейки (ближайшее слева от него).
Допустим, нужно установить размер 15,3 мм. Для этого сначала устанавливаем нулевой штрих нониуса точно против 15-го штриха линейки (рис.3), что будет соответствовать зазору между ножками в 15 мм. При этом третий штрих нониуса не совпадает с 21 штрихом линейки на 0,3 мм. Если теперь сдвинуть движок так, чтобы третий штрих нониуса совпадал с 21-м штрихом линейки, то тем самым зазор между ножками увеличивается на 0,3 мм, следовательно, получим требуемый результат, т.е., 15,3 мм (рис. 4).
| 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 |
Рис. 4. Показания штангенциркуля 15,3 мм (слева от нулевого штриха нониуса по основной линейке получаем ближайшее значение 15 мм, и дополнительно к этому точно совпадает третий штрих нониуса).
Результаты измерения штангенциркулем с нониусом отсчитывают следующим образом.
1. Если нулевой штрих нониуса точно совпадает с каким-либо штрихом линейки, это указывает действительный размер детали в целых миллиметрах; нониус в этом случае не используется. На рис. 3 показан пример отсчёта при действительном размере детали, равном 15,0 мм.
2. Если нулевой штрих нониуса не совпадает с каким-либо штрихом линейки (рис. 4), а находится между ними, то ближайший слева штрих указывает целое число миллиметров (в данном случае 15).
3. Десятые доли миллиметра отсчитывают дополнительно по нониусу. Десятые доли прибавляют к целому числу миллиметров в зависимости от того, какой штрих нониуса (не считая нулевого) совпадает с каким-либо штрихом линейки. Если совпадает третий штрих нониуса, то, следовательно, действительный размер детали в данном случае 15 + 0,3 = 15,3 мм.