Додаток 2. ВИМІРЮВАЛЬНІ ПРИЛАДИ
1. Вимірювання лінійних величин
Для вимірювань, які не вимагають високої точності, застосовують маштабні лінійки, складні метри, рулетки.
Маштабна лінійка
Маштабні лінійки бувають одношкальні та двошкальні, жорсткі чи пружні з межами вимірювань 150 1000 мм. Шкала лінійок має ціну поділки 0,5 чи 1 мм, що дає похибку при вимірюваннях 0,25 мм та 0,5 мм відповідно.
Для лінійних вимірювань з більш високою точністю застосовують штанґенциркулі, мікрометри, катетометри та ін.
Штанґенциркуль
Щтанґенциркуль складається зі сталевої маштабної лінійки 1, яка поділена на сантиметри і міліметри (рис.1.). На початку лінійки закріплені нерухомі губки 2. По лінійці переміщується рамка 4, яка складає одне ціле з губками 3 Ці губки паралельні до губок 2 та можуть підходити до них впритул Рамку можна закріпити у потрібному положенні ґвинтом 6
EMBED Word.Picture.8Рис.1.
У рамці є вікно 5, нижній край якого розташований напроти поділок маштабної лінійки На цьому краю нанесені поділки дещо іншого маштабу, ніж поділки основної шкали. Ця додаткова лінійка має назву лінійний ноніус Шкала найпростішого ноніуса будується так, щоб m поділок ноніуса відповідали m-1 поділці основної шкали Нехай ціна поділки основної шкали х0, а шкали ноніуса – х Тоді довжина відрізка до співпадіння поділок
mx = (m – 1)x0 ,
звідки:
x = x0 – EMBED Equation.3
Різниця між ціною поділки основної шкали і ціною поділки ноніуса називається точністю ноніуса:
EMBED Equation.3 x = x0 – x = EMBED Equation.3
Як бачимо, точність ноніуса дорівнює ціні поділки шкали маштабної лінійки, поділеної на число поділок ноніуса.
Виберемо m=10, а х0=1 мм. Якщо сумістити нульову поділку шкали такого ноніуса з нульовою поділкою основної шкали, 10-та поділка ноніуса виявиться суміщеною з 9-тою поділкою маштабної лінійки (Рис.2а). При цьому 1-ша поділка ноніуса не дійде до 1-ї поділки лінійки на 0,1 мм, 2-га поділка ноніуса не дійде до 2-ї поділки шкали лінійки на 0,2 мм і т.д. (рис.2а).
Шкали штанґенциркуля наносяться таким чином, що при зсунутих губках нуль шкали ноніуса і нуль основної шкали співпадають. При вимірюванні довжини штанґенциркулем предмет поміщають між губками, губки зсувають до стикання з предметом і закріплюють їх у такому положенні ґвинтом 6; потім проводять відлік з допомогою ноніуса.
EMBED PBrush Довжина предмета L дорівнює віддалі від нуля основної шкали до нуля зміщеного ноніуса і складається з цілого числа k поділок основної шкали L0 = kx0 та деякої частини наступної поділки основної шкали – відрізка EMBED Equation.3 L (рис.2б): L = L0 + EMBED Equation.3 L
Знаходимо поділку ноніуса (наприклад n), що співпадає з поділкою основної шкали (k + n), тоді:
EMBED Equation.3 L = nx0 – nx = n EMBED Equation.3 x
Отже:
L = kx0 + n EMBED Equation.3 x
Звідси випливає правило відліку довжини з допомогою ноніуса:
Вимірювана довжина L дорівнює сумі числа малих поділок основної шкали (kx0) і точності ноніуса x, помноженої на номер n його поділки, яка співпадає з поділкою основної шкали
Якщо при вимірюванні не виявиться жодної поділки ноніуса, яка співпадала би точно з поділкою основної шкали, то відлік береться по тій поділці, яка розміщена найближче до одної з поділок основної шкали маштабної лінійки. Величина неспівпадіння не перевищує половини точності ноніуса EMBED Equation.3 х. Отже, похибка відліку по ноніусу дорівнює половині його точності.
Мікрометр
На кінцях масивної стальної скоби 1 (рис.3) знаходяться один напроти одного нерухома опорна п’ята 2 і наконечник мікрометричного ґвинта 4. Ґвинт обертається у втулці 3, вздовж якої ззовні нанесена шкала з поділками через 0,5 мм. На ґвинт насаджено барабан 5, край якого при обертанні ґвинта переміщається відносно...
