Как пользоваться микрометром

Как пользоваться микрометром

1. Устройство микрометра
2. Технология использования микрометра
3. Определение показаний прибора
4. Проверка точности и калибровка
5. Видео

Микрометр является очень распространенным измерительным прибором, который используется для измерений высокой точности. Несмотря на свою распространенность, он не так прост в использовании, поэтому, не все знают, как пользоваться микрометром. Применяется устройство во многих областях, где требуется получение сверхточных данных. Это может быть сфера изготовления инструментов и разнообразных деталей, проверка толщины изделий, таких как тонкие металлические листы, а также прочие сферы. В среднем, погрешность измерения составляет от 2 до 9 тысячных долей миллиметра. Это зависит от класса точности, который, как правило, прямо пропорционален размерам и рабочему диапазону.

На рынке сейчас встречается множество типов и моделей данного устройства, но принцип их действия и правила пользования микрометром почти всегда остаются одинаковыми, так как исключение составляют лишь электронные модели. Механические же делаются по одному и тому же принципу, но с различными особенностями, в зависимости от измеряемых предметов.

Устройство микрометра

Прежде чем разобраться, как мерить микрометром, нужно узнать устройство данного прибора. Стандартные модели состоят из таких составляющих как:

1. Скоба – эта деталь должна быть достаточно жесткой, так как даже небольшая деформация может привести к большим ошибкам измерения и, соответственно, прибор можно будет считать сломанным из-за погнутой скобы;
2. Пятка – зачастую она запрессована в сам корпус, но встречаются и модели со сменной пяткой. Такие варианты встречаются у микрометров, диапазон измерения которых составляет от 500 до 800 мм;
3. Винт микрометрический – его вращение происходит путем перемещения вращающейся трещотки;
4. Стопорное устройство – данный элемент выполняется в виде зажима винтового. Его используется для фиксации винта микрометрического, когда происходит снятие показаний или очередная настройка прибора;
5. Стебель – на этом элементе имеются две шкалы: основная и дополнительная. На основной показано количество целых миллиметров измеряемой детали. На дополнительной показывается количество половин миллиметров;
6. Барабан – эта деталь показывает отсчет десятых и сотых долей миллиметра. Для шкалы стебля барабан является указателем;
7. Трещотка – с ее помощью происходит вращение винта микрометрического, а также регулируется усилие, которое прикладывается к измерительной поверхности микрометра;
8. Эталон – эта деталь находится вне самого устройства, но является его неотъемлемой частью, так как она служит для поверки, перед тем как производить измерение микрометром.

Технология использования микрометра

Зная устройство прибора, можно более подробно узнать, как пользоваться микрометром. Схема действий здесь весьма проста, но нужно правильно придерживаться порядка выполнения операций. Для этого требуется:

1. Первым делом нужно установить измеряемый предмет между такими частями как пятка и микрометрический винт. При этом нужно вращать барабан, чтобы шпиндель был максимально близко к измеряемому предмету. Держать инструмент требуется левой рукой за изолированную часть дуги. В ином случае, она может нагреться от тепла тела, так что показания будут неверными;
2. Шпиндель понемногу следует приблизить вплоть до соприкосновения с поверхностью измеряемого предмета. Если смотреть с торца, где сделана нарезка, то крутить нужно против часовой стрелки. Это нужно делать, пока деталь не зайдет в зазор торцов. После этого можно продолжать вращение до упора о часовой стрелке. При закручивании следует держаться за нарезку на конце барабана. Когда концы упрутся в поверхность, во время вращения будет идти звук, как от трещотки;
3. Точный размер замеряется при помощи шкалы нониуса на барабане. Когда вы снимите данные, то нужно перевести микрометры в миллиметры;
4. После снятия точных размеров можно вращать все в обратном направлении, чтобы освободить деталь из зажимов.

Определение показаний прибора

Наличие нескольких шкал на одном устройстве создает трудности для тех, кто не знает, как пользоваться микрометром. Главное, правильно анализировать показания каждой шкалы:

фото:как правильно пользоваться микрометром

Указатель для шкалы «2» на стебле является торец барабана. Для круговой шкалы «3» указателем является продольный штрих «1». Шкала с цифрами показывает количество миллиметров. Ее верхняя часть без цифр – половины. Для снятия показаний отмечается последний полный штрих нижней шкалы прибора (на рисунке – черта зеленого цвета). Он указывает на целое число миллиметров.

Далее следует глянуть, есть ли справа от него на верхней шкале еще одна черта (на рисунке отмечена синим цветом). Если такова имеется, то добавляется еще 0,5 мм к имеющемуся значению. Когда идет подсчет показаний круговой шкалы «3», то в расчет берут то значение, которое совпадает с продольным штрихом на шкале «1». Чтобы более детально понять, как пользоваться микрометром видеоурок поможет получить более полное представление о данном процессе.

Таким образом, если вы поняли, как правильно пользоваться микрометром, то можно легко подсчитать сумму на втором рисунке. 17 мм на нижней шкале + 0,5 мм на верхней + 0,25 мм на барабане. Таким же образом можно понять, сколько микрометров в миллиметре, так как шкала показывает сотые доли. Итого: на нижнем рисунке микрометр показывает 17,75 мм.

Проверка точности и калибровка

Естественно, что все снятия показаний производятся при помощи поверенного устройства, показывающего точные данные. Для проверки точности используют эталоны, которые идут в комплекте. Дело в том, что для каждого предела измерений и соответствующей модели применяются свои детали. Таким образом, эталон имеет определенную длину, которая вписывается в заданный предел. Если при измерении микрометр показал нужные данные, то им можно пользоваться в дальнейшем. Но желательно делать поверку перед каждым использованием.

Учитывая все правила и предписания, здесь точно узнаете, как пользоваться микрометром, вне зависимости от его модели и диапазона измерений.

История возникновения

Первые микрометры появились еще в шестнадцатом веке, но тогда они не находили применения — попросту не существовало таких механизмов, для которых нужна была бы такая большая точность. Все изменилось в девятнадцатом веке, когда появились более продвинутые и точные токарные станки, и другие механизмы. Благодаря развитию машиностроения микрометры снова стали востребованными, и появилось сразу несколько типов этого инструмента.

Как определить результат

Результат измерений определяется по показаниям трех шкал. Нижняя шкала на стебле показывает целые значения с ценой деления в 1 мм. По верхней шкале определяем половину миллиметра, цена деления 0,5 мм. Третья, круговая шкала с точностью 0,01 мм.

Пример определения размера микрометром М50:

• Берём минимальный измеряемый размер – 25 мм.
• Добавляем целое значение делений нижней шкалы, например 3 мм.
• Смотрим на верхнюю шкалу стебля. Если после нижнего значения 3 мм заметна верхняя риска, то добавляем ещё 0,5 мм.
• Снимаем показания с круговой шкалы нониуса. Допустим это число15, что означает 0,15 мм.
• Складываем полученные значения: 25+3+0,5+0,15=28,65 мм

Микрометры оснащены фиксатором, что позволяет определить размер детали и произвести сравнение другими деталями.

Использование инструмента

Многочисленные видео, как пользоваться микрометром, имеются в Сети, однако предварительно следует оговорить ряд условий правильного применения этого инструмента:

1. измеряемое изделие должно быть сухим и чистым.
2. работать грязными руками с инструментом не рекомендуется, поскольку точность конечного результата снижается.
3. замеры партии однотипной продукции всегда выполняются при одних и тех же условиях.
4. категорически запрещается прикладывать к трещотке и микрометрическому винту чрезмерные усилия, поскольку это может вызвать поломку измерительной техники.

Как пользоваться микрометром? Инструкция предполагает определённую последовательность действий. Для работы устройство располагают вдоль линии предстоящего измерения. Затем скобу микрометрическим механизмом вывинчивают до зазора, куда можно вести измеряемое изделие. После этого подводят стержень по полного контакта с поверхностью, и трещоткой фиксируют это положение. Винт вращения трещотки размещён в торце стебля, его стоит вращать до тех пор, пока трещотка не издаст три щелчка. При последующем вращении микрометрического винта со шкалой устанавливают вначале целое число линейной величины, а затем – по микрометрической шкале – число микрон после запятой. Важно, что верхняя часть микрометрической шкалы показывает мантиссу измеряемой величины со значением менее 50 мкм, а нижняя – более 50 мкм.

Измерение объектов с помощью микроскопа

Помимо лишь визуальных наблюдений исследуемых микрообразцов микроскопы также позволяют проводить различные микроскопические измерения объектов, среди которых, естественно, определение линейных размеров образца и его толщины. Безусловно, с помощью микроскопов проводят и множество других измерений, выполнений анализов, подсчетов элементов и др. Но в данной статье мы охватим лишь некоторые наиболее популярные, с нашей точки зрения, микроскопические измерения.

Измерение толщины объекта.

Итак, задавались ли Вы вопросом, что это за такая шкала на микровинтах лабораторных биологических, металлографических и многих других типов микроскопов? Для чего она нужна? Хоть и предполагается, что под биологическим микроскопом исследуют прозрачные плоские образцы, все же в терминах микроскопии, такой образец (например, гистологический срез) может иметь некоторую толщину, пусть и измеряемую в микрометрах. Естественно, если же говорить об исследовании минералов, горных пород, руд, металлов и сплавов, то такие объекты, очевидно, будут иметь какие-то углубления, трещины и пр. Собственно-то, ввиду неоднородности объекта при наблюдениях в микроскоп одни детали будут в фокусе, другие же – расфокусированные.

Итак, верхней поверхности образца, его выступу, соответствует одно положение микровинта настройки фокуса, а нижней поверхности образца, его углублению, впадине – другое положение микровинта. Нетрудно догадаться, что сравнив эти два положения микровинта и определив их разность, мы сможем вычислить толщину объекта. Используя шкалу микровинта, можно легко вычислить данную величину. Теперь становится вопрос о калибровке микровинта. Как правило, деления шкалы микровинта в лабораторных микроскопах соответствуют 1 и 2 микрометрам. Данные о шаге винта точной фокусировки, обычно, должны быть указаны производителем в инструкции к прибору. Если же Вам не удается найти данную информацию, Вы можете самостоятельно выполнить калибровку по любому образцу известной толщины, например, для этого может быть использовано покровное стекло.

При наблюдении в иммерсионные объективы данная величина и будет составлять толщину объекта. А вот с использованием сухих объективов полученное значение необходимо умножить на коэффициент 1.5, представляющий собой соотношение между коэффициентами преломления стекла и воздуха.

К сожалению, на точность данного метода влияют возможные сферическая аберрация и артефакты рефракции. Но в целом же, метод обеспечивает довольно неплохую точность измерений.

Измерение ширины и длины объекта с помощью окуляра-микрометра и объекта-микрометра.

Зачастую перед лаборантом также стоит задача установить линейные размеры отдельных микроэлементов и частиц исследуемого препарата. Для выполнения подобной задачи микроскоп необходимо оснастить специальным окуляром со шкалой или сеткой – окуляром-микрометром, и калибровочной линейкой-слайдом – объектом-микрометром. С помощью данных аксессуаров можно определить длину и ширину объекта в микрометрах (микронах).

*Заметка 1. Кстати, обратим внимание, что, независимо от того, используется монокулярный, бинокулярный или тринокулярный микроскоп, для выполнения микрометрических измерений необходим лишь один микрометрический окуляр. Т.е. в случае бино- или тринонасадки, нет необходимости в установке еще одного микрометрического окуляра во второй окулярный тубус. Более того, это было бы даже серьезной ошибкой, так как не позволило бы лаборанту видеть единую цельную картинку шкалы.

Окуляр-микрометр представляет собой специальный окуляр, в котором в плоскости полевой диафрагмы окуляра (в плоскости промежуточного изображения) установлено дополнительное стеклышко с разметкой – шкалой для выполнения микрометрических измерений, вычисления длины и ширины частиц, величины зерна, глубины слоя (азотирования, цементации), размера микродефектов.

Цена деления самого окуляра-микрометра составляет 0,1мм. При наблюдении же в микроскоп цена деления зависит от конкретной комбинации окуляра и объектива, а также от длины тубуса микроскопа. Так, в идеальных условиях при выборе 100х объектива мы бы получили цену деления 0,001мм (1 микрометр). Методом интерполяции нетрудно было бы получить, что:

• 100х объектив и 10х окуляр-микрометр => цена деления 0,001мм=1мкм
• 40х объектив и 10х окуляр-микрометр => цена деления 0,0025мм
• 20х объектив и 10х окуляр-микрометр => цена деления 0,005мм
• 10х объектив и 10х окуляр-микрометр => цена деления 0,01мм
• 4х объектив и 10х окуляр-микрометр => цена деления 0,025мм

Однако же, при производстве объективов принято считать допустимую погрешность увеличения в пределах 2-2.5%. Так, 100х объектив по факту может оказаться 97.5х или 102.5х. Но лаборанту не будет это известно до тех пор, пока не будет выполнена калибровка. По этой причине лаборанты вынуждены самостоятельно выполнять калибровку окуляра-микрометра для каждого объектива с помощью такого аксессуара, как объект-микрометр. И так как каждый объектив может иметь определенную погрешность увеличения, то ни о какой интерполяции на практике не может быть и речи.

Объект-микрометр представляет собой специальное предметное стекло (пластину) со шкалой. В большинстве случаев, шкала выполнена в виде линейки длиной 1мм, разделенной на десятые и сотые доли. Цена деления такой линейки равна 0.01мм. Но встречаются и модели с ценой 0.1мм, а также есть необычные калибровочные слайды со специальными оригинальными сетками, окружностями, перекрестиями и т.п.

Итак, разместив объект-микрометр на предметном столике микроскопа, можно легко и просто выполнить калибровку окуляра-микрометра. Настроив резкость (фокус) при заданном объективе в микроскопе четко видны две сетки: сетка окуляра-микрометра и сетка объекта-микрометра. Поворачивая окуляр-микрометр в окулярном тубусе, и перемещая калибровочный слайд в плоскости предметного столика с помощью препаратоводителя, необходимо добиться того, чтобы штрихи-деления сеток окуляра и калибровочной линейки находились параллельно друг другу. Определив, сколько делений шкалы объекта-микрометра укладывается в шкале окуляра-микрометра для объективов большого и среднего увеличения, или, наоборот, для объективов малого увеличения, можно вычислить и непосредственно цену деления окуляра-микрометра по совершенно несложной математической формуле:

Цок= N*Цоб/K,

где Цок — цена деления окуляра-микрометра, Цоб – цена деления объектива-микрометра, N – число делений объектива-микрометра, K – число делений окуляра-микрометра.

Если лаборант все время работает за одним микроскопом, то ему вполне достаточно единожды выполнить подобную поверку-калибровку для каждого объектива, запротоколировать у себя полученные данные и использовать их в дальнейшем.

*Заметка 2. Учтите, что в случае, если микроскоп оснащен специальными объективами с механизмом коррекции на толщину покровного стекла, то все сравнительные микроскопические измерения следует выполнять при одинаковой настройке такого корректирующего устройства.

*Заметка 3. Кстати, определять линейные размеры микроэлементов образца также можно и с помощью специальной цифровой камеры для микроскопа и соответствующего программного обеспечения. Объект-микрометр также используется для калибровки цифровой камеры для каждого объектива отдельно согласно инструкции к камере.

Определение линейной меры микрообъекта с помощью координатного столика, препаратоводителя и шкалы нониуса.

Также в лабораторных микроскопах, оснащенных координатным столиком, предусмотрена возможность определения линейных размеров (длины/ширины) микрообъектов с помощью шкалы нониуса. Допустимы точные измерения от 0,1мм и приблизительные – до 0.05мм. С этой целью в окулярные тубусы микроскопа должны быть установлены окуляры с перекрестием либо с указателем. Аккуратно поворачивая винты координатного перемещения образца, добиваются совпадения точки измеряемого объекта, принимая ее за исходную точку отсчета, с перекрестием. При этом фиксируется показание шкалы нониуса. Далее перемещением препаратоводителя по оси Х или по оси У (продольным либо поперечным перемещением) передвигаются к конечной точке отсчета, после чего устанавливают и фиксируют новые показания шкалы. Подсчитав разность установленных показаний, находят соответствующие линейные размеры исследуемого препарата.

Кроме того, существуют и ряд других микроскопических измерений, выполняемых, например, с помощью специальных счетных камер. Но это уже темы для других статей.

Автор статьи (текст и фото): Галина Цехмистро

Как пользоваться микрометром

Использовать микрометр достаточно просто. При этом, если человек умеет обращаться с классическим аналоговым прибором, он без труда освоит любой тип измерителя. Чтобы гарантированно получить точные результаты, необходимо перед началом работы настроить микрометр и произвести первичную калибровку.

Проверка нулевой позиции делается в обязательном порядке. Особенно, если микрометр часто используется, работает с различным характером заготовок, применяется в широком диапазоне температур. Перед любыми настройками требуется очистить поверхность пятки и подвижной губки. Это делается следующим образом.

1. Берется лист бумаги. Если прибор применялся для исследования металлических заготовок, его можно смочить растворителем.
2. Бумага зажимается между пяткой скобы и подвижной губкой, затем медленно вытаскивается.
3. При необходимости, если на поверхности контрольных элементов заметны загрязнения, операцию повторяют. Только после этого приступают к настройке.

Настройка на ноль

Настроить микрометр на ноль можно при помощи специального ключа, который поставляется в комплекте с прибором. В общем случае необходимо:

• до предела выдвинуть передвижную губку, до ее касания пятки скобы;
• вращать барабан до достижения номинального усилия прижатия (срабатывания трещотки);
• проверить, чтобы центральная линия шкалы стебля совпадала с нулевой отметкой на барабане.

Если этого не происходит, необходимо провести калибровку. Алгоритм, как отрегулировать микрометр, достаточно прост. В сжатом состоянии, когда трещотка прокручивается, нужно зафиксировать передвижную губку зажимом. Затем специальным ключом ослабляется крепление в барабане. После того, как трещотка освобождена, деталь со шкалой поворачивают до выставления на ноль. Затем крепление барабана снова закручивается.

Порядок измерений

Измерять микрометром нужно аккуратно, не прилагая чрезмерных усилий. Деталь зажимается между неподвижной пяткой скобы и передвижной губкой. Затем нужно крутить винт барабана до срабатывания трещотки. После этого передвижную губку рекомендуется зафиксировать зажимом, чтобы случайное смещение заготовки не вызвало повреждение резьбовых элементов внутри микрометра.

Определение показаний

Некоторые типы микрометров предлагают данные об измеренной величине в наглядном виде. Прежде всего, это цифровые решения. Но большинство устройств имеет тот же метод отображения результата, как и у классического аналогового, гладкого прибора.

Определить значение измеряемой величины можно так.

1. По шкале стебля измеряются целые значения — это количество рисок по нижней части шкалы.
2. Верхняя разметка показывает половинные значения. Если здесь видна риска, к величине целых прибавляется еще 0.5.
3. По круговой шкале барабана определяют сотые доли. Это значение в точке касания центральной риски шкалы стебля.

Таким образом, значение измеряемой величины складывается из трех частей: целые по нижней шкале стебля, половины единиц по верхней, количество сотых по барабану.

Как измерять трубу большого диаметра

Губки штангенциркуля с диапазоном измерений от 0 до 125 мм имеют длину 40 мм и поэтому позволяют измерять трубы с внешним диаметром до 80 мм. В случае необходимости измерять трубу большего диаметра или при отсутствии под рукой штангенциркуля можно воспользоваться народным способом. Обвить трубу по окружности одним витком не растягивающейся нитки или проволоки, измерять длину этого витка с помощью простой линейки, а затем разделить полученный результат на число Π=3,14.

Несмотря на простоту, такой способ измерения диаметра трубы позволяет обеспечить точность 0,5 мм, что для домашнего мастера вполне достаточно. Для более точного измерения нужно намотать больше витков.

Электронный микрометр – в чем преимущество?

Мы уже упомянули, что электронный микрометр – это всего лишь немного усовершенствованный механический инструмент, но что же нам это дает на практике? Использование электронной индикации и возможности более точной калибровки привело к увеличению точности и удобству замеров этим прибором. Так он может показывать размеры с точностью до 1 мкм с погрешностью до 0,1 мкм. Многие инструменты обладают встроенной калибровкой.

Электронное табло, которым оснащен этот инструмент, может быть настроено на несколько систем отсчета, например, миллиметры или дюймы. Также там производитель размещает полезные индикации, вроде уровня заряда батареи. Для снижения энергопотребления механизм запрограммирован на определенное время бездействия, после которого самостоятельно отключается, чаще всего это 5 минут.

Этот мерительный инструмент используется для того, чтобы точно определять шаг и профиль резьбы. Конструктивно он представляет собой пакет металлических шаблонов, каждый из которых в точности повторяет конфигурацию той или иной резьбы. Резьбомеры, которые предназначены для определения шага метрических резьб, имеют маркировку М60° , а те мерительные приспособления, которые предназначаются для определения количества ниток на дюйм, при измерении дюймовых и цилиндрических трубный резьб, маркируются как Д55 .