Опис приладів та методика вимірювання

Теоретичні відомості

Визначення об'єму тіл правильної геометричної форми

Мета роботи: навчитися проводити практичні вимірювання розмірів тіл за допомогою штангенциркуля й мікрометра, оволодіти методами наближених обчислень і визначення похибок.

Об'єм тіл правильної геометричної форми визначають зняттям вимірів за допомогою вимірювальних приладів. Отримані результати вимірювань підставляють у формули для обчислення об'єму тіл різної геометричної форми. Наприклад, для паралелепіпеда такою формулою є добуток довжин його ребер: (рис. 1), для циліндра – добуток площі його основи на висоту: (рис. 2, ).

Рис. 1. Паралелепіпед. Рис. 2. Циліндр.

Для визначення лінійних розмірів найчастіше користуються масштабною лінійкою з міліметровими позначками, за допомогою якої можна визначати лінійні розміри тіла з точністю . Для забезпечення вищої точності вимірювання (; ; ) користуються штангенциркулем і мікрометром. Одним із найважливіших конструктивних елементів цих приладів є відповідно ноніус і мікрометричний гвинт.

Ноніусом називають допоміжну лінійку, яку застосовують разом із масштабною лінійкою для відлічування десятих, двадцятих або п'ятдесятих часток міліметра. Якщо ноніус призначений для вимірювання десятих часток міліметра, то на ньому віддаль 9 або 19 поділяють на 10 рівних частин (рис. 3). Тут відстань між поділками становить 0,9 або 1,9 . Отже, різниця між однією поділкою лінійки й поділкою ноніуса становить 0,1 . Це число називається точністю ноніуса. Оскільки точність вимірювання визначається точністю ноніуса, то в цьому випадку вона дорівнює 0,1 .

Шкала ноніуса для вимірювання з точністю до 0,05 має 20 однакових поділок на довжині 19 (рис. 4). Позначка цього ноніуса, яка збігається з однією з поділок основної шкали, показує число двадцятих частин міліметра. Для визначення лінійного розміру тіла зафіксовуємо цілу кількість поділок масштабної лінійки (її вказує нульова позначка шкали ноніуса). Для визначення часток міліметра знаходимо на шкалі ноніуса ту позначку, яка найкраще збігається з будь-якою поділкою основної лінійки, і визначаємо лінійний розмір тіла за формулою

, (1)

де - кількість цілих поділок масштабної лінійки; - номер позначки шкали ноніуса, яка найкраще збігається з якоюсь поділкою масштабної лінійки.

Рис. 3. Шкала Ноніуса. Рис. 4. Шкала Ноніуса.

Штангенциркуль (рис. 5) складається з металевої масштабної лінійки 1, на якій нанесено поділки в міліметрах, нерухомого 2 та рухомого 3 виступів. В обоймі 4 рухомого виступу 3 є вікно, на зрізі якого нанесена шкала ноніуса 5.

Рис. 5. Штангенциркуль.

Для закріплення обойми у фіксованому положенні використовується гвинт 6. Вимірювання за допомогою штангенциркуля здійснюються в такій послідовності:

1. Вставляють вимірювану деталь між нерухомим 2 та рухомим 3 виступами, переміщуючи при цьому обойму 4 з ноніусом так, щоб деталь була легко затиснута між виступами.

2. За основною шкалою визначають ціле число міліметрів. Воно дорівнює кількості поділок основної шкали, які розміщені зліва від нульового штриха ноніуса. Наприклад, якщо "0" шкали ноніуса міститься між та поділкою міліметрової масштабної шкали, то ціле число міліметрів становить .

3. Визначають число часток міліметра . Згідно з формулою (1) вона дорівнює добутку точності ноніуса ( ) на номер тієї поділки ноніуса, що найточніше збігається зі штрихом основної шкали:

. (2)

4. Точність ноніуса визначають, знаючи число поділок ноніуса та ціну поділки основної шкали: .

5. Вимірювану довжину знаходять, додаючи цілі й дробові частини міліметра (див. формулу (1)).

Мікрометр (рис. 6) складається з стальної скоби 1, на одному кінці якої розташована опорна п'ята 2, а на іншому – циліндрична трубка 3. Всередині трубки вздовж різьби переміщується мікрометричний гвинт із кроком , що має вимірювальну поверхню 4. До гвинта прикріплений барабан 5, по краю якого нанесено кругову шкалу, що має 50 однакових поділок. Уздовж внутрішньої трубки 3 нанесена риска, по обидва боки від якої є дві міліметрові шкали, зміщені одна відносно одної на . Під час одного повного оберту зріз барабана й відповідно вимірювальна поверхня 4 переміщуються на . Очевидно, що ціна поділки шкали барабана мікрометричного гвинта становить .

Рис. 6. Мікрометр.

Вимірювання за допомогою мікрометра виконують у такій послідовності:

1. Один кінець предмета прикладають до опорної п'яти 2, за допомогою спеціального пристрою 6 (так званої тріскачки) повертають гвинт доти, доки він не торкнеться іншого кінця предмета (чути характерний тріск).

2. Визначають число цілих і півцілих міліметрів, які відсікає край барабана.

3. Визначають число сотих часток міліметра. Для цього число, що стоїть навпроти поздовжньої риски, множать на 0,01.

4. Отримані значення цілих, півцілих і сотих часток міліметра додають і знаходять вимірювану довжину предмета.

Дата добавления: 2015-05-24