Устройство и пользование микрометрическими инструментами
Общими элементами микрометрических инструментов являются: стебель с линейной шкалой, микрометрический винт с трещоткой и стопорным устройством, барабан с круговой шкалой (рис. 11).
Цена деления круговой шкалы определяется отношением шага резьбы микрометрического винта (0,5 мм) к числу делений (50 делений) и равна 0,01 мм. Цена деления и диапазон измерений указываются на лицевой стороне инструмента.
Перед началом измерений микрометром типа МК с пределом измерения до 25 мм требуется проверить установку его в нулевое положение. Для этого необходимо выполнить следующие действия: протереть бумагой или мягкой тканью измерительные поверхности пятки и микровинта (см. рис. 7); вращением микрометрического винта с помощью трещотки довести измерительные поверхности до соприкосновения. При этом скошенный край барабана должен установиться так, чтобы был виден нулевой штрих продольной (миллиметровой) шкалы, а нулевое деление круговой шкалы было расположено против продольного штриха стебля. Если такое расположение штрихов не соблюдается, то микрометрический инструмент нужно настроить (установить его на нуль), в противном случае его показания будут неверны.
Рис. 11. Отсчетное устройство микрометрических инструментов
Гладкие микрометры с диапазоном измерений 25-50, 50-75, 75-100 мм и др., настраиваются на нуль аналогично, но при этом используется установочная мера, равная нижнему пределу измерения микрометра - 25, 50, 75 мм и др., соответственно. После соприкосновения измерительных поверхностей микрометра с установочной мерой нулевой штрих круговой шкалы барабана должен совпадать с продольным штрихом стебля. Установочные меры поставляются в комплекте с микрометрами.
Микрометрический глубиномер с диапазоном измерений 0-25 мм устанавливается на нуль с использованием поверочной плиты. Барабан глубиномера вывертывается до полного утопления измерительного стержня микровинта в отверстии основания. Затем основание инструмента плотно прижимается к плите и вращением за трещотку микровинт возвращается до соприкосновения измерительной поверхности стержня с поверхностью плиты. Стопором фиксируется положение микровинта. Это и есть нулевое положение, при котором штрих нулевого деления круговой шкалы барабана должен быть расположен против продольного штриха стебля. В противном случае глубиномер необходимо установить на нуль. Последовательность действий при установке на нуль аналогична настройке гладкого микрометра. Обратим внимание на порядок цифр шкалы стебля и круговой шкалы барабана глубиномера. Расположение цифр шкал глубиномера и гладкого микрометра противоположно. Такая их организация улучшает процесс измерения.
Порядок настройки глубиномеров с большими значениями измеряемой величины (50-75; 75-100 мм) не отличается от порядка настройки глубиномера 0-25 мм. Увеличение предела измерений инструментов достигается применением сменных (дополнительных) измерительных стержней. Кроме сменных стержней, к таким инструментам прилагаются установочные меры, которые представляют собой втулки определенной длины - 50, 75, 100 мм.
Настройка на нуль резьбового микрометра аналогична настройке гладкого микрометра, но для резьбового микрометра (рис. 7) необходимо предварительно выбрать вставки в зависимости от шага и типа резьбы (призматическая вставка устанавливается в отверстие пятки, конусная - в отверстие микровинта). Особенность установки на нуль резьбового микрометра с пределами измерения 25-50 мм заключается в том, что она проводится с использованием специальной меры и перемещением положения пятки инструмента относительно микровинта.
Микрометрический нутромер установить на нуль можно с помощью концевых мер длины или специальной скобы, прилагаемой к инструменту (рис. 10). На головку нутромера навинчивается такой удлинитель, чтобы длина нутромера соответствовала размеру скобы.
Нужно нутромер поместить между измерительными поверхностями скобы и вращением барабана довести его измерительные поверхности до соприкосновения с поверхностями скобы. Застопорить микровинт, проверить появление нуля продольной шкалы и совпадение нулевого штриха круговой шкалы с продольным штрихом стебля. При несовпадении установка «на нуль» проводится так же, как и для гладкого микрометра.
После настройки микрометрического инструмента на нуль можно проводить измерения. Для облегчения работы необходимо использовать стойки, штативы и другие приспособления для крепления измерительных инструментов и деталей. Во время измерений относительные перекосы измерительных поверхностей должны быть исключены. Совмещение измерительных поверхностей микрометров осуществляется аккуратным вращением микровинта за трещотку до трех щелчков. Вращение за барабан противопоказано во избежание сбоя настройки (кроме микрометрического нутромера, который не имеет трещотки).
При определении размеров заданной цилиндрической поверхности (по указанию преподавателя) измерение нужно произвести в трех сечениях и в каждом сечении в двух взаимно перпендикулярных направлениях.
Порядок выполнения
Оборудование и приборы: гладкие микрометры; микрометры зубомерные; нутромеры микрометрические; глубиномеры микрометрические; детали; плита поверочная; рабочие чертежи деталей.
1. Изучить устройство микроинструментов (рис. 7 - 11). Ознакомиться с измеряемыми деталями. Для каждой детали вычертить эскиз.
2. Внести основные параметры микроинструментов в табл. 5.
3. Провести троекратные измерения размеров и нанести их на эскизы.
Таблица 5
Средства измерения
| Инструмент | Тип (модель) | Диапазон измерения | Цена деления | Пример обозначения |
| Микрометр | МК | 0-50 мм | 0,1мм | Микрометр МК-50-1 ГОСТ 6507-90. |
4. Выполнить десятикратные измерения диаметра xD и высоты xh детали для определения объема (м3) 
изделия (косвенные измерения). Косвенные измерения это измерения, при которых результат получается на основании опытных данных прямых измерений нескольких различных величин, связанных с измеряемой физической величиной определенной функциональной зависимостью, установленной на основании физических закономерностей.
5. Обработать результаты прямых измерений диаметра, высоты, используя точечные оценки соответствующих им характеристик генеральной совокупности.
6. Определить среднее арифметическое значение измеряемой величины 
:
, 
7. Вычислить среднее квадратическое отклонение (СКО) 
среднего арифметического результатов измерения, характеризующего рассеивание результатов измерений
8. Исключить грубые погрешности (промахи).
9. Определить границы доверительного интервала, в котором с заданной доверительной вероятностью находится случайная погрешность среднего арифметического.
10. Оценить относительную погрешность результата измерений
, 
.
11. Результат для косвенно измеряемой величины объема (м3) V изделия получить по следующей схеме:
· определить среднее значение Vсрпо средним значениям величин, от которых зависит измеряемая величина V.
· по виду функциональной зависимости величины Vот непосредственно измеряемых (и табличных величин), а также от данных установки определить относительную погрешность d. В табл. 6 приведены формулы для расчета относительных d и абсолютных DV погрешностей косвенно измеряемой величины V, когда последняя связана с другими величинами наиболее простыми и часто встречающимися в задачах функциональными зависимостями.
Табличные величины берутся с такой точностью, чтобы их относительные погрешности были меньше остальных относительных погрешностей, содержащихся в предыдущей формуле.
Если значения данных установки не записаны в общепринятой форме, то обычно считается, что они измерены с точностью, равной половине единицы последнего указанного разряда.
· По среднему значению измеряемой величины Vср и относительной погрешности d определить абсолютную погрешность результата DV:
,
причем ее округляют так, чтобы она содержала лишь одну значащую цифру.
· Окончательный результат измерения представить в виде
,
при этом среднее значение Vср округляют или уточняют до разряда, оставшегося в значении абсолютной погрешности DV после его округления.
Таблица 6
Формулы для расчета относительных d и абсолютных DV погрешностей
| Зависимость величины V от других величин | Относительная погрешность d | Абсолютная погрешность DV |
 |  |  |
 |  | |
 |  |  |
 | |  |
 |  |  |
 |  |  |
 |  |  |
 |  |  |
12. Построить гистограмму с целью получение информации о распределении случайной величины
13. Оформить отчет.
Содержание отчета:
· название pаботы;
· цели;
· общие сведения по микроинструментам;
· средства измерения и их параметры;
· эскизы проверяемых деталей с указанием измеряемых размеров;
· выводы о годности деталей по результатам измерений размеров по указанным в чертежах допускам на его изготовление;
· расчет погрешностей прямых измерений;
· результаты определения погрешности косвенных измерений объема V изделия;
· выводы.
Контрольные вопросы
1. Назовите микрометрические инструменты, применяемые при измерениях размеров деталей, изделий.
2. Назовите основные узлы микрометра.
3. Установите гладкий микрометр на нуль.
4. Установите на шкале микрометра последовательно несколько размеров: 5,41; 5,92; 10,12; 15,32 мм.
5. Перечислите метрологические показатели микрометра.
6. Приведите пример обозначения гладкого микрометра 1-го класса точности с пределами измерения от 0 до 25 мм.
7. Объясните обозначение микрометра МК-175-2 ГОСТ 6507 - 90.
8. Укажите применение инструмента НМ-175 ГОСТ 10 - 88.
9. Установите микрометрический глубиномер ГМ-50 ГОСТ 7470 - 92 на нуль.
10. В чем различия гладкого и резьбового микрометров?
11. Каков порядок выбора инструментов?
12. Укажите последовательность установки резьбового микрометра на нуль.
13. Назовите метод измерения с помощью микрометрических инструментов.