CC BY
33
Nikikhina Mariya Sergeevna, student, gradientop. 99@gmail. com, Russia, Tula, Tula State University
УДК 531.714.8
АНАЛИЗ КЛАССИФИКАЦИИ ТОЧНЫХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ И ИХ ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ НА ПРИМЕРЕ
ШТАНГЕНЦИРКУЛЯ
А. Д. Грачева, А.И. Лисютина, М.С. Никихина
Рассматривается классификация измерительных приборов, особое внимание уделяется штангенциркулям, их конструкции, способу применения, назначению и классификации.
Ключевые слова: измерительные приборы, штангенциркуль, замер, деления,
прибор.
Без измерительных приборов современная промышленность, наука, и любая другая деятельность невозможна, поэтому они так важны для общества. Классификация измерительных приборов приведена на рис. 1.
- измерительный прибор, показания которого или выходной сигнал являются непрерывной функцией изменений измеряемой величины, например, стрелочный вольтметр, стеклянный ртутный термометр
- измерительный прибор, показания которого представлены в цифровой форме
- измерительный прибор, допускающий только отсчитывание показаний значений измеряемой величины (микрометр, аналоговый или цифровой вольтметр)
- измерительный прибор, в котором предусмотрена регистрация показаний. Регистрация значений измеряемой величины может осуществляться в аналоговой или цифровой форме, в виде диаграммы, путем печатания на бумажной или магнитной ленте (термограф или, например, измерительный прибор, сопряженный с ЭВМ, дисплеем и устройством для печатания показаний)
Рис. 1. Классификация измерительных приборов
При измерениях геометрических размеров, помимо прочих приборов, используются штангенциркули.
Конструкция измерительного прибора - штангенциркуля.
У любых идентичных данному измерительному приспособлению инструментов существует специальная штанга для измерений (собственно, именно поэтому устройство получило соответствующее наименование). На ней расположена главная шкала, имеющая принципиальное значение при вычислении размеров тех или иных объектов.
Перемещающаяся рамка с обозначенными делениями обладает способностью двигаться по штанге. Деления получили наименование «нониус», имеющий более детальную разметку по частям шкалы. Благодаря этому создается увеличенная достоверность производимых замеров. Уровень достоверности прибора в соответствии с конструкцией способен составлять сотые части 1 мм.
Рассматриваемые в статье измерительные приспособления обладают губками 2-х типов:
для вычисления внутренних величин;
для вычисления внешних величин.
Кроме того, существует дополнительная составная часть штангенциркуля, получившая наименование «глубиномер». Как несложно догадаться из названия, она служит для вычисления глубины щелей и иных замеров.
Электронные приборы сконструированы точно так же. Вместе с тем взамен обычных делений используется числовая планка, увеличивающая комфортность использования и достоверность показателей измерений устройства.
Как и любое оборудование для замеров, электронные штангенциркули обладают шкалой. Один штрих на ней эквивалентен 1/100 миллиметра. Нормальным отклонением является погрешность итогов вычислений в ту или другую сторону не больше, чем на десять процентов. В индустриальной сфере каждый штангенциркуль не реже одного раза в 6 месяцев подлежит проверке на точность показаний измерения.
В специализированных торговых точках можно встретить приборы, запечатанные в упаковку. При покупке приспособления желательно подвергнуть визуальному изучению губки для замеров. В хорошем приборе они не должны оказаться кривыми, а при их сжатии должен отсутствовать какой-либо зазор.
Деления при сжатых губках в идеале должны располагаться на отметке «0». Полосы делений штрихов не должны оказаться стертыми или расплывчатыми. В наборе штангенциркуля должен присутствовать документ с указанием об осуществленной проверке на достоверность измерений.
Главные типы приборов:
1. С наличием циферблата. Результаты можно увидеть на делениях циферблата, что повышает комфорт и скорость замеров, поскольку отсутствует надобность в осуществлении расчетов.
2. С наличием нониуса. Является самым распространенным типом приборов. Вычисление результатов осуществляется по делениям шкалы.
3. Электронный. Представляет собой прибор с экраном на кристаллах жидкого типа, где отображаются максимально достоверные результаты измерения объекта.
Помимо перечисленных есть ряд подтипов разнообразных приборов, в соответствии с габаритами, специфике строения и сути работы. Далее будет дана характеристика некоторым из них.
Штангенциркуль - 1 (ШЦ-1).
Является самым элементарным и распространенным типом штангенциркулей, который активно применяется в индустриальной отрасли. В простонародье он получил наименование «колумбик», что обусловлено наименованием компании-создателя этого прибора («Колумбус»).
г з 4 5 &
Рис. 2. Конструкция ШЦ-1
Таким штангенциркулем есть возможность вычислить внешние, внутренние габариты, а также глубину. Диапазон замеров варьируется от 0 до 15 см. Погрешность замеров не превышает 1/50 миллиметра.
Цифровой штангенциркуль-1 (ШЦЦ-1).
Данная электронная разновидность устройств обладает строением одинаковым с традиционным инструментом. Диапазон замеров от 0 до 15 см. В число его достоинств входит повышенная достоверность замеров благодаря существованию информационного электронного экрана.
Комфортность применения подобного подвида штангенциркуля состоит в том, что в каждом месте замеров есть возможность сбросить показания дисплея до 0. Кроме того, просто одной клавишей есть возможность изменить измерения с метров на дюймы и обратно.
При приобретении данного типа прибора следует заострить внимание на существование нулевого положения при сомкнутых губках. Помимо этого, при закрученном винте стопора числа на экране должны быть устойчивыми. ШЦК-1.
В подобном приборе имеется механизм для вращения с делениями в форме окружности. Показатель штриха шкалы эквивалентен двум сотым миллиметра. Такие инструменты комфортно применять при регулярных замерах в индустриальном секторе. Показатель шкалы отлично просматри-
вается для оперативного наблюдения за изменениями вычислений, не прыгает, по сравнению с электронными штангенциркулями. Такой инструмент особенно хорошо применять в области инженерного наблюдения для измерений одинаковых стандартных величин.
В качестве краткого вывода можно отметить, что приведенная классификация данных измерительных приборов позволяет систематизировать их применение для проведения замеров в различных условиях в зависимости от решаемых задач в промышленности.
Рассмотрим пример использования штангенциркуля при определении размерных параметров образца после испытания на растяжение. Исходной заготовкой служила стальная полоса, которая в дальнейшем растягивалась на гидравлической машине. Перед испытаниями измерялась начальная площадь поперечного сечения наносились поперечные риски, и измерялась начальная расчётная длина 10 (рис. 3).
V - 1 " I щ
7 ,
V - ш Е—(
у* к г
Й> * ь ь, ч- --- -
Рис. 3. Образец для реализации растяжения
Испытания позволили определить относительное удлинение после разрыва образца с 10=5,65-и относительное сужение поперечного сечения после разрыва. Испытания проводились на разрывной испытательной машине ИР 5113-100, оснащенной криостатом. В ходе испытания были получены размеры образцов до проведения испытаний в различных сечениях, а так же результаты замеров образцов после проведения испытаний. Результаты позволяют выявить логарифмическое деформации и посчитанные на их основании коэффициенты анизотропии.
Непосредственно после испытаний посредством штангенциркуля определялись требуемые размеры в разных сечениях образца. Ввиду небольших размеров образца и требуемой относительно высокой точности определения размеров весьма остро стоит правильного подбора измерительного инструмента. Пользуясь приведенной классификации был подобран рациональный вариант конструкции измерительного инструмента. Его правильный подбор позволил определить изменение характеристик образца до и после растяжения и сделать дальнейшие важные рекомендации по использованию заготовок из исследуемой марки стали.
Можно сделать заключение, что очень важно осуществлять грамотный подбор инструмента для осуществления геометрических измерений для каждого конкретного случая, и представленная в статье классификация позволяет систематизировать штангенциркуля для проведения замеров в различных условиях.
Список литературы
1. Клименков С.С. Нормирование точности и технические измерения в машиностроении: учебник. М.: НИЦ ИНФРА-М, Нов. знание, 2013. 248 с.
2. Сергеев А.Г., Латышев М.В., Терегерея В.В. Метрология. Стандартизация. Сертификация: учебное пособие для вузов по направлению «Метрология, стандартизация и сертификация» и спец. «Метрология и метрологическое обеспечение». М.: ЛОГОС, 2005. 536 с.
3. Радкевич Я.М., Схиртладзе А.Г., Лактионов Б.И. Метрология, стандартизация и сертификация: учебник для вузов. М.: Высш. шк., 2004. 767 с.
4. Берков В.И. Технические измерения (альбом): учебное пособие. М. Высш. школа, 1983. 144 с.
Грачева Анна Дмитриевна, студент, gradientop. 99@gmail. com, Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Лисютина Анастасия Игоревна, студент, gradientop.99@gmail.com, Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Никихина Мария Сергеевна, студент, gradientop. 99@gmail. com, Россия, Тула, Тульский государственный университет
ANALYSIS OF CLASSIFICATION OF PRECISE MEASURING INSTRUMENTS
ON THE EXAMPLE OF VALVES
A.D. Gracheva, A.I. Lisyutina, M.S. Nikikhina
The classification of measuring devices is considered, special attention is paid to calipers, their design, method of application, purpose and classification.
Key words: measuring devices, caliper, measurement, division, device.
Gracheva Anna Dmitrievna, student, gradientop. 99@gmail. com, Russia, Tula, Tula State University,
Lisyutina Anastasiya Igorevna, student, gradientop. 99@gmail. com, Russia, Tula, Tula State University,
Nikikhina Mariya Sergeevna, student, gradientop. 99@gmail. com, Russia, Tula, Tula State University
