Теоретична частина. Технічними вимірами називаються виміри різних фізичних величин за допомогою спеціальних технічних методів і засобів.

Технічними вимірами називаються виміри різних фізичних величин за допомогою спеціальних технічних методів і засобів.

Наука про виміри, методи та засоби забезпечення їх єдності та способи досягнення необхідної точності називається метрологією.

Виміри можуть бути прямими і непрямими, абсолютними та відносними.

Прямий вимір – вимірювання, при якому шукане значення величини знаходять безпосередньо з дослідних даних (наприклад, вимір довжини за допомогою лінійних мір або температури фізичного об'єкта термометром). Прямі виміри становлять основу більш складних непрямих вимірів.

Непрямий вимір – вимірювання, при якому шукане значення величини знаходять на підставі відомої залежності між цією величиною і величинами, що піддають прямим вимірам (наприклад, тригонометричні методи виміру кутів, при яких гострий кут прямокутного трикутника визначають за обмірюваними довжинами катетів і гіпотенузи). У низці випадків непрямі виміри дозволяють одержати більш точні результати, ніж прямі.

Абсолютний вимір – вимірювання, заснований на прямих вимірах однієї або декількох основних величин та (або) використанні значень фізичних констант. При лінійних і кутових абсолютних вимірах, як правило, знаходять одну фізичну величину (наприклад, діаметр вала за допомогою штангенциркуля).

Відносний вимір – вимір відносини величини до однойменної величини, що має значення одиниці, або вимір величини стосовно однойменної величини, прийнятої за вихідну. Відносні виміри засновані на порівнянні вимірюваної величини з відомим значенням міри. Шукану величину при цьому знаходять алгебраїчним підсумовуванням розміру міри та показань приладу.

Як ми вже відзначали, при абсолютних вимірах значення вимірюваної величини оцінюють безпосередньо за показниками вимірювального інструмента.

До цієї групи інструментів відносяться штангенінструменти, з ноніусною шкалою, і мікрометричні інструменти, у яких для збільшення передатного відношення використана гвинтова пара. Ці інструменти широко використовують для контролю зовнішніх і внутрішніх розмірів, глибин і висот пазів. При оснащенні цих інструментів спеціальними губками та вставками, їх можна використати для контролю розмірів різьблення, листів, труб, зубчастих коліс та ін.

1.4. Опис і устрій вимірювальних інструментів

Штангенциркуль. Складається зі: штанги 1, жорстко з'єднаної з вимірювальною губкою 2 (рис. 1.1). По штанзі, як по напрямній, може переміщатися рамка 4 з іншою вимірювальною губкою 3, на якій нанесена допоміжна шкала 6. Фіксація рамки здійснюється затискачем 5. Деякі конструкції штангенциркулів постачені лінійкою глибиноміра 7. Для здійснення мікроподачі на штанзі встановлена рамка зі стопором і гвинтом 8.

Рис. 1.1. Штангенциркуль

Виміри штангенциркулем базуються на застосуванні ноніуса 6 (допоміжної шкали) для більш точного відліку дробових ділень основної шкали, розташованої на штанзі 1. Ноніус виконується з різною ціною поділу: 0,1; 0,05; 0,02 мм. Вона, як правило, зазначена на пересувній рамці 4. Для відліку за допомогою ноніуса спочатку визначають за основною шкалою ціле число міліметрів перед нульовим поділом ноніуса. Потім додають до нього число часток по ноніусі відповідно до того, який штрих шкали збігається зі штрихом основної шкали (рис. 1.2). Відлік розміру виконують за формулою:

, (1.1)

де i₁ й n₁ – ціна ділення й число цілих ділень основної шкали, пройдених нульовою рискою ноніуса;

i₂ й n₂ – ціна ділення й порядковий номер риски ноніуса, що збігається з рискою основної шкали.

Рис. 1.2. Шкала ноніуса

Мікрометр. Мікрометричні вимірювальні інструменти засновані на перетворенні кутових переміщень у лінійні за допомогою гвинтової пари. Існують мікрометри для зовнішніх вимірів і мікрометричні інструменти для виміру отворів (мікрометричні глибиноміри та мікрометричні нутроміри).

Конструкція мікрометра показана на рис. 1.3.а.

Рис. 1.3. Мікрометр

У скобу 1 запресована нерухома п'ята 2 і стебло 5. Усередині стебла 5 з однієї сторони є мікрометричне різьблення із кроком 0,5 мм, а з іншої гладкий циліндричний отвір, що забезпечує точний напрямок переміщення гвинта 3. На гвинт насаджений барабан 6 з'єднаний із тріскачкою 7. Тріскачка забезпечує постійне зусилля виміру. Стопор 4 слугує для закріплення гвинта в потрібному положенні.

Основна шкала складається із двох рядів ділень 1 (рис. 1.3.б), з відносним зсувом 0,5 мм. Допоміжна кругова шкала 2 звичайно має 50 ділень. Мікрометри випускають із наступними межами вимірів, мм.: 0-25; 25-50; 50-75; 75-100 і так далі до 1000 мм.