Средства измерений геометрических параметров. Штангенинструмент, концевые меры длины, средства измерения шероховатости поверхности

Штангенинструмент - обобщённое название средств измерения и разметки внешних и внутренних размеров. Ш. представляет собой две измерит. поверхности (губки), между которыми устанавливается размер, одна из которых (базовая) составляет единое целое с линейкой (штангой), а другая соединена с двигающейся по линейке рамкой. На линейке наносятся через 1 мм деления, на рамке устанавливается или гравируется нониус. В зависимости от назначения и конструктивных особенностей Ш. разделяются на штангенциркули, штангенрейсмасы, штангенглубиномеры и штангензубомеры.

Штангенциркули относятся к группе измерительных средств, которые предназначены для измерения линейных размеров методом непосредственной оценки. Штангенциркули изготавливаются в виде следующих основных типов: двухсторонние с глубиномером; односторонние с глубиномером с измерительными поверхностями из твердых сплавов; двухсторонние с круговой шкалой отсчетного устройства; односторонний с цифровым отсчетным устройством. Отсчетное устройство штангенциркуля состоит из измерительной линейки-штанги с делениями через 1 мм и вспомогательной подвижной шкалы-нониуса для отсчета частей делений основной шкалы, нанесенной на штанге. В основу отсчета по нониусу положена способность человеческого глаза оценивать совпадение и несовпадение штрихов двух сомкнутых шкал более точно при определении долей деления по одной шкале. Нониусная шкала имеет небольшое число интервалов деления – 10–20 по сравнению с основной шкалой. Нулевой штрих нониуса является указателем числа целых делений основной шкалы. Отсчет по нониусу сводится к определению совпадения одного из штрихов нониуса с соответствующим штрихом основной шкалы. Модуль нониуса является мерой «растяжки» шкалы и показывает, сколько делений основной шкалы соответствует одному делению шкалы нониуса. Модуль принимается равным 1; 2 и 5, а отсчеты по нониусу – 0,1; 0,05 и 0,02 мм. Отсчет по нониусу 0,02 мм практически не применяется, так как погрешность отсчета не менее, чем погрешность при отсчете 0,05 мм. Наибольшее распространение получили штангенциркули с диапазоном измерения от 0 до 150 мм или от 0 до 300 мм с отсчетом по нониусу 0,1 и 0,05 мм.

Штангенрейсмас в отличие от штангенциркуля, вместо неподвижной губки имеет основание, ниж. поверхность которого является рабочей и соответствует нулевому отсчёту по шкале. На рамке штангенрейсмаса вместо подвижной губки установлена державка, в которой при разметке укрепляются разметочные ножки или чертилки, а при измерении — специальные измерит. губки или кронштейн для крепления отсчётной головки (например, индикатор часового типа). Штангенрейсмас обычно используется при работе на плите, где он устанавливается совместно с деталью, которую необходимо разметить или измерить. Нанесение линий на размечаемой детали осуществляется чертилкой при перемещении штангенрейсмаса по поверхности плиты. Штангенрейсмасы изготовляются 6 типоразмеров с размером отсчёта 0,05 мм при верх. пределах измерений до 400 мм и 0,1 мм при пределах измерений от 400 мм до 2000 мм.

Штангензубомер предназначается для измерения толщины зуба и представляет собой сочетание штангенглубиномера и штангенциркуля. Вертикальная линейка штангензубомера предназначена для установки высоты от вершины зуба, на которой производится измерение толщины зуба, а горизонтальное устройство предназначено для непосредственного измерения толщины зуба. Штангензубомеры изготовляются (два типоразмера) для измерения толщины зуба колёс с модулем до 36 мм с размером отсчёта 0,05 мм. Из-за быстрого износа наконечников, относительно малой точности штангензубомеры всё больше заменяются зубомерами смещения (тангенциальными зубомерами).

Концевые меры - меры длины с постоянным значением размера между двумя взаимно параллельными измерительными плоскостями. К. м. имеют форму прямоугольного параллелепипеда или кругового цилиндра. С помощью концевых мер воспроизводятся и хранятся еденицы длины, проверяются и грауируются меры, измерительные приборы и инструменты, проверяются контркалибры и калибры, устанавливаются правильные размеры при изготовлении инструментов, приспособлений и изделий, а так же производятся особо точные разметочные работы, наладка станков и т.п. Концевые меры длины имеют форму плитки или стержня с двумя взаимно-параллельными измерительными плоскостями. Важнейшее свойство плиток - притираемость, т.е. способность их измерительных плоскостей прочно сцепляться между собой; это позволяет составлять из плиток блоки, размеры каторых практически равны сумме размеров входящих в блок плиток. Цилиндрические К. м. изготовляются обычно размерами от 25 до 1000 мм через каждые 25 мм. К. м. выпускаются в одном футляре наборами, чтобы можно было составлять блоки для измерения любого размера, собирая их из возможно меньшего числа К. м. (не более 5 штук). Параметрами точности плоскопараллельных К. м. являются длина перпендикуляра, опущенного из любой точки измерительной поверхности К. м. на противоположную поверхность, и отклонение от плоскопараллельности — разность между длиной К. м. в данной точке и срединной длиной.

Для измерения Ш. п. обычно применяют следующие методы: контактный—щуповыми приборами (профилометрами и профилографами) и бесконтактный — оптическими приборами. В машиностроении часто используют визуальный метод, сравнивая контролируемую поверхность с поверхностью образца или детали, Ш. п. которой аттестована.

Профилометр -прибор для измерения неровностей поверхности с отсчитыванием результатов измерения на шкале в виде значений одного из параметров, используемых для оценки этих неровностей,— шероховатости поверхности. В П. сигнал получается от датчика с алмазной иглой, перемещающейся перпендикулярно контролируемой поверхности. После электронного усилителя сигнал интегрируется для выдачи усреднённого параметра, количественно характеризующего поверхностные неровности на определённой длине. Наиболее распространены П. с постоянной трассой интегрирования, равной рабочей длине трассы ощупывания, и отсчётом показаний по шкале после завершения ощупывания. Выпускают также П. со скользящей трассой интегрирования, меньшей длины трассы ощупывания, и отсчётом показаний в процессе перемещения иглы по поверхности. Погрешность показаний П. находится в пределах от ± 10 до ± 25%. Преобразование колебаний алмазной иглы в электрическое напряжение может осуществляться несколькими способами.

Профилограф -в металлообработке, прибор для измерения неровностей поверхности и представления результатов в виде кривой линии (профилограммы), характеризующей волнистость и шероховатость поверхности. Обработку профилограммы осуществляют графоаналитическим способом. Принцип работы П. заключается в последовательном ощупывании поверхности иглой, перпендикулярной к контролируемой поверхности, преобразовании колебаний иглы оптическим или электрическим способом в сигналы, которые записываются на светочувствительную плёнку или бумагу. В современных П. колебания иглы обычно преобразуются в колебания электрические напряжения с помощью индуктивных, ёмкостных, пьезоэлектрических и др. преобразователей.