Как пользоваться микрометром: что это такое, устройство, из чего состоит

Устройство и принцип функционирования

Нутромеры – это инструменты для нахождения внутренних размеров (диаметров отверстий, пазов и т. д.). Они рассчитаны на случаи, когда недоступно применение других инструментов в виде рулетки либо линейки или они недостаточно точны. Рассматриваемые приборы применяют в автосервисах, механосборочных цехах, слесарных мастерских, например, для замера цилиндров двигателя.

Общепринятой классификации данных устройств не создано, однако нутромеры дифференцируют на основе различных параметров. Так, по конструкции их подразделяют на шариковые, цанговые и др., по варианту отсчетного устройства – на индикаторные и др., по контакту с определяемой поверхностью – на кромочные и др. Наиболее известна и обширно распространена классификация, основанная на совокупности конструктивных особенностей нутромеров и их назначении:

Конструкция микрометрических моделей, включает соединенные колпачком микрометрический винт и барабан, стебель со сферическим наконечником, предохранительный колпачок, стопор. К тому же их комплектуют несколькими удлинителями и мерой. Головку вариантов с верхним значением измерений более 1250 мм оснащают индикатором часовой конструкции с интервалами делений в 0,01 мм. Рассматриваемые приборы производят на основе ГОСТ 17215. Встречается пять типоразмеров таких моделей с различными рабочими диапазонами: от 50 до 2500 мм. Варианты с часовым индикатором представлены еще в трех типоразмерах с диапазоном от 1250 до 10000 мм. Устройства данного типа ввиду хороших метрологических параметров (точность и погрешность равны около 0,01 и 0,006 мм соответственно) обычно применяют для точной проверки размеров.
Индикаторные нутромеры включают два основных узла: индикатор с часовым циферблатом и измерительную часть, представленную двумя стержнями (подвижным, служащим для монтажа сменных вставок, и находящимся в корпусе неподвижным). Кроме того, в корпусе размещена система подвижных рычагов. Индикаторные приборы подходят для отверстий диаметром от 6 мм и имеют погрешность в 0,025-0,15 мм. Движение стержня и цена деления составляют 1-10 и 0,001-0,01 мм соответственно.

Первые простейшие модели нутромеров появились около XVII в. Данные инструменты были выполнены в виде циркулей с отогнутыми наружу концами ножек. Современные начальные модели, называемые штихмассами, представлены трубками либо стержнями с наконечниками сферической формы. Они рассчитаны на крупные отверстия диаметром 100-2500 мм.

Принцип их функционирования состоит в передаче величины перемещения подвижного стержня на отсчетное устройство посредством передаточного механизма. Нутромеры оснащают передаточными механизмами различного типа, что также определяет сферу применения. Так, варианты с рычажными, конусными и клиновыми передачами рассчитаны на небольшие отверстия. Конусные модели (кромочные со стрелочной головкой либо шкалой с нониусом, цанговые, шариковые в трех типоразмерах) применяют для малых отверстий (от 0,2, от 0,95, 3-18 мм соответственно). Большинство индикаторных нутромеров оснащают передаточными устройствами рычажного либо клинового типа. Рабочий диапазон для них составляет от 3 до 1000 и от 18 до 50 мм соответственно.

Еще одним классификационным признаком для нутромеров является количество точек соприкосновения с поверхностью.

Только пассиметры имеют три наконечника, один из которых подвижен. Такие устройства имеют рабочий диапазон от 19 до 120 мм. Кроме того, для дифференциации нутромеров используют форму контактной поверхности (плоская, кромочная и др.).

Отдельно следует отметить электронные модели. Они представлены модификациями микрометрических нутромеров, оснащенными электронной головкой с цифровым отсчетом. Как и для механических аналогов, принцип измерения такими приборами основан на сравнении с мерой, в качестве которой в данном случае применяется высокоточное кольцо.

Как выбрать электронный штангенциркуль

Чтобы подобрать лучший инструмент, не стоит полагаться только на рейтинги и рекомендации консультантов. Нужно самостоятельно владеть базовыми знаниями, которые помогут разобраться с основными параметрами цифровых штангенциркулей.

Результат замера у цифрового штангенциркуля выводится на электронное табло

Основные разновидности

Электронный измерительный инструмент считается лучшим по сравнению с механическими штангенциркулями из-за скорости работы и простоты пользования. Человеку не приходится присматриваться к разметке, что особо проблематично людям с плохим зрением. Данные выводятся в виде цифр на электронный дисплей.

Важно! Электронный измерительный инструмент можно подключать к компьютеру для переноса данных или распечатки их через принтер.

Электронные штангенциркули разделяются на несколько видов, каждый из которых отличается исполнением и областью применения:

ТИП 1 и 2. Цифровой инструмент этой группы предназначен для выполнения наружных и внутренних замеров. По конструкции штангенциркули бывают одно- и двухсторонние. У них может присутствовать или отсутствовать глубиномер.
ТИП 3. Электронные модели этой группы способны делать замеры большого диапазона.
Разметочные. Простейший вид штангенциркулей, которые используют для разметки заготовок.
Специальные. Электронными штангенциркулями этой группы замеряют наружные и внутренние канавки, уступы и другие сложные элементы.

Осуществляя выбор лучшего цифрового устройства, в первую очередь задумываются о задачах, которые собираются решать с помощью инструмента. Отсюда определяются, какими характеристиками должен обладать цифровой инструмент. Основными из них являются:

диапазон замера;
размер погрешности;
цена деления;
в каких условиях способен работать цифровой прибор: влажность, диапазон температур.

Если осуществлять выбор электронного устройства для пользования в быту, то диапазона измерений хватит от 0-125 до 0-150 мм. При этом цены деления хватит 0,01 мм. Для профессионального пользования требования будут выше. Диапазон измерений от 300 мм. Цена деления – 0,01, 0,02, 0,05 и 0,1 мм.

Качество исполнения

Штангенциркуль является измерительным высокоточным инструментом. Для него важна точность замера, которая часто зависит от качества исполнения электронного устройства. При покупке нужно тщательно провести осмотр

Внимание обращают на следующие нюансы:

Внешний вид. Цифровая модель должна соответствовать фотографии на упаковке, а также изображению, которое производитель размещает на официальном сайте. Номер на корпусе должен означать страну-изготовителя.
Исполнение подвижной рамки. Элемент должен свободно и плавно перемещаться по линейке. Лучшей считается рамка из нержавейки или сплавов цветных металлов.
Губки. Именно этот элемент во многом отвечает за точность замера. На губках должна быть идеальная шлифовка поверхности, отсутствие зазубрин, люфта и других дефектов. В сомкнутом состоянии между губками не должен оставаться зазор, а на электронном дисплее высвечиваться значение 0.
Точность. Параметр должен соответствовать указанным производителем характеристикам. Для этого проводят контрольный замер детали с известными точными размерами.
Комплектность. С цифровым штангенциркулем должен идти технический паспорт, в котором стоит отметка о гарантии, поверке, инструкция. Плюсом будет, если производитель предусмотрел чехол, батарейки.

Кейс обеспечивает хорошую сохранность электронного устройства

Если, осуществляя выбор штангенциркуля, при осмотре обнаружили большие несоответствия, от такой цифровой модели лучше отказаться.

Дополнительные функции

Производитель наделяет свои электронные устройства дополнительными функциями. Они направлены на упрощение работы, делают цифровой инструмент лучшим среди конкурентов.

К дополнительным функциям относятся:

Автоматическое включение цифрового прибора при перемещении губок и самостоятельное отключение в случае его неиспользования. Функция ускоряет рабочий процесс за счет отсутствия необходимости выполнять лишние действия. Автоматическое отключение экономит заряд батареек.
Функция переключения единиц измерения позволяет выводить на электронный экран результат в дюймах и миллиметрах.
Функция переключения относительный/абсолютный режим позволяет выставить в требуемой точке 0 и отсюда продолжать делать замер.
Функция MODE. При запуске цифровой инструмент переходит в режим быстрой работы, предоставляется возможность выполнять замеры минимального или максимального значения.

Дополнительной функцией считается вывод данных на компьютер. Некоторые дешевые цифровые модели лишены этого приоритета.

Принцип измерения и что меряют микрометром

В основе принципа работы рассматриваемого устройства лежит некое понятие, как винтовая пара. Применяться винтовая пара начала достаточно давно, и служила для настройки прицелов корабельных пушек. Вскоре после этого на основании винтовой пары был изобретен измерительный прибор, который получил названием микрометр. Он так называется, так как позволяет измерить деталь до сотой и даже тысячной доли миллиметра.

Подвижный барабан соединен с винтом, который служит для зажима детали. Перемещение барабана позволяет производить измерительные манипуляции, так как именно по тому, где остановится этот элемент, зависят размеры измеряемой детали. На барабане нанесена шкала, имеющая 50 делений. Шаг микровинта при этом составляет 0,5 мм, а один оборот барабана также равен расстоянию в 0,5 мм. Чтобы получить итоговый результат размера детали, необходимо сложить полученные значения.

Это интересно!Сила затягивания винта играет очень большую роль, так как малейшее перетягивание приведет к тому, что нарушится целостность резьбы, и прибор станет непригодным к измерениям. Отсутствие трещотки также приводило бы к деформациям мелких и хрупких измеряемых деталей (например, проволока).

Рассматриваемый тип измерительного прибора применяется для измерения следующих деталей:

Диаметры поршней, а также размеры коленвала
Расстояние между зубьями шестерней, зубчатых колес и цепей
Толщину стенок труб
Толщину листовых конструкций
Толщину проволоки
Размеры резьбы
Диаметр сверла
Внутренние диаметры разных изделий

Для проведения измерений тех или иных деталей, требуется применение соответствующих видов микрометров. Какие они бывают, подробно описано ниже. При любом раскладе, микрометр всегда поможет определить размер тех или иных деталей с максимально-высокой точностью. Для того чтобы убедиться в этом, рассмотрим виды инструментов по типу отображения показаний.

Пошаговая инструкция по использованию микрометра

Процесс измерения сводится к вращению барабана до соприкосновения пятки и плоской измерительной поверхности винта с габаритами предмета.

Чтобы не оставить без внимания ни один нюанс проведения измерений, приведем подробную инструкцию по использованию микрометра.

При пользовании цифровым микрометром трудности в снятии показаний обычно не возникают. Поэтому при описании процесса будем рассматривать прибор классической конструкции.

Этап первый. Проверка показаний

Желательно осуществлять не только при покупке нового прибора, но и каждый раз перед проведением измерений.

Для проверки показаний микрометра с диапазоном измерений от 0 до 25 мм нужно вращать барабан до смыкания измерительных плоскостей при отсутствии детали. Чтобы проверить показания микрометров с большим диапазоном, нужно использовать концевую меру, входящую в комплект прибора.

Барабан должен полностью закрыть шкалу, нанесенную на стебле. Говоря более точно, торец барабана должен остановиться четко на нулевой отметке стебля. А нулевая отметка шкалы барабана должна остановиться напротив продольного штриха.

Если неточность показаний обнаружена в магазине, от покупки стоит отказаться. Если показания сбились в процессе эксплуатации, можно пойти одним из двух путей решения проблемы:

Если микрометр предназначен для домашнего использования, можно провести регулировку самостоятельно.
Если микрометр производственный и его показания считаются официальными при изготовлении, контроле и сдаче деталей, регулировку следует поручить специально уполномоченным лицам или организациям.

Самостоятельная регулировка проводится по следующему алгоритму:

Микрометрический винт фиксируется стопорным устройством при соединенных измерительных плоскостях или при зажатой между ними концевой мере.
Барабан разъединяется с микрометрическим винтом. Для этого следует воспользоваться специальным ключом, входящим в комплект прибора. В некоторых моделях достаточно просто отвернуть трещотку вращением против часовой стрелки.
Нулевой штрих на барабане совмещается с продольным штрихом на стебле.
Проводится сборка прибора в обратном порядке.
Осуществляется новая проверка показаний.
В случае необходимости регулировка повторяется.

https://youtube.com/watch?v=refwC-OgWIo

Этап второй. Фиксация детали измерительными поверхностями

Для получения точного результата измерений и предотвращения поломки микрометра вследствие неправильного обращения следует придерживаться простых рекомендаций:

Удерживая деталь вплотную к пятке, вращением барабана подвести измерительную плоскость микрометрического винта близко к габариту детали. Не следует прилагать усилий.
Дальнейшее вращение можно осуществлять только через трещотку. Серия щелчков трещотки подскажет, что измерительные поверхности соприкоснулись с деталью, а показания прибора соответствуют измеряемому габариту.

Этап третий. Снятие показаний

Показания начинают снимать с крупного разряда, а заканчивают — мелким.

Цены делений у разных микрометров могут отличаться, поэтому перед снятием показаний нужно ознакомиться с прибором. Для полной уверенности в правильности проведения измерений желательно прочитать паспорт.

В качестве примера возьмем наиболее широко распространенный гладкий микрометр МК25 с ценой деления 0,01 мм:

Снимаем показания шкалы стебля. Цена деления — 0,5 мм

Важно помнить: если деление не видно, искомый размер определяется предыдущим открытым делением.
Снимаем показания шкалы барабана. В рассматриваемом приборе цена деления барабана — 0,01 мм. Цифры на барабане показывают сотые доли миллиметра.
Суммируем показания шкал стебля и барабана.

Цифры на барабане показывают сотые доли миллиметра.
Суммируем показания шкал стебля и барабана.

Мы довольно подробно рассмотрели, как пользоваться микрометром. Видеоурок по его использованию поможет более наглядно раскрыть тонкости проведения измерений.

Комплектация микрометра

Универсальный измерительный инструмент лучше всего подходит для использования в быту. В комплект устройства может входить до пяти разных сменных пяток, благодаря чему можно производить измерения предметов различных форм и размеров. Данный тип микрометра состоит из нескольких основных элементов.

Специальный стебель, на поверхности которого расположены шкалы, являющиеся основой нумерации. Эта деталь имеет два вида шкалы: основная, которая уже пронумерована и указывает на количество целых миллиметров, и дополнительная шкала — показывает не целые, а количество половин миллиметров.
Качественный инструмент оснащён прочной скобой из жёсткого материала. Проблема некачественных микрометров в том, что при незначительном повреждении и деформации скобы, ухудшается точностью измерения прибора.
Устройство включает в себя эталон — специальный элемент, предназначенный для осуществления систематических проверок точности настроек прибора. Стоит сразу отметить, что далеко не каждый микрометр включает в комплект данную деталь.
Прибор имеет пятку. Данный конструктивный элемент бывает двух типов: встроенный в корпус микрометра и съёмный. Однако последний вариант встречается только у тех приборов, которые имеют широкий измерительный диапазон.
Для точного измерения десятых и сотых долей миллиметров в прибор встроен специальный барабан. Кроме того, торцовая часть этого элемента также используется в качестве указателя для шкалы, расположенной на стебле устройства.
Устройство также состоит из стопорного механизма, который выполнен в форме винтового зажима. Данный элемент необходим для того, чтобы фиксировать прибор в период настройки его параметров либо в процессе снятия показаний.

Электронные версии микрометров имеют табло, которое может настраиваться одновременно на несколько разных систем отсчёта, к примеру, сразу на дюймы и миллиметры. А также табло показывает индикатор заряда батареи. Если прибором, в процессе проведения замеров, не пользоваться более пяти минут, срабатывает автоматическое выключение системы, позволяющее экономить заряд.

Способы проведения измерений

Измерение микрометром можно осуществлять двумя основными способами.

Относительный метод. Предполагает измерение различных предметов и границ, располагающихся близко к измеряемой детали, размеры которой потом предстоит вычислить посредством математических расчётов.
Абсолютный метод. В этом случае измерение осуществляет путём прикладывания разъёма микрометра непосредственно к предмету, который предстоит измерить. Чтобы зафиксировать измеряемую деталь, выставляются специальные зажимы, которые есть у прибора. После чего размеры этого предмета считываются со шкал, которые расположены на стебле устройства.

Важно помнить, что перед тем как начать пользоваться микрометром, необходимо дать время прибору немного побыть в одном температурном режиме. Как правило, достаточно около трёх часов

Настройка прибора

Перед началом проведения измерений необходимо подготовить микрометр и настроить его, чтобы избежать возникновения погрешностей в процессе вычисления размеров. Процедура настройки включает в себя несколько обязательных этапов:

Вначале необходимо проверить прочность крепления пятки прибора.
Также проверяется жёсткость крепления стебля микрометра в скобе.
Всё конструктивные элементы устройства следует тщательно протереть мягкой тряпочкой.
Далее нужно проверить нулевые данные. Как правило, у большинства моделей инструмента для этой цели соединяются винт устройства и верхняя часть пятки так, чтобы было несколько щелчков трещотки — в пределах трёх — пяти щелчков. Если всё делать правильно, показания микрометра должны оказаться на уровне 0.00.

После настройки можно приступать к проведению измерений.

Рейтинг цифрового измерителя 2018

Если потребитель ищет отличный цифровой микрометр с трещоткой, тогда он будет выбирать между Mitutoyo 293 — 340 — 30 и Mahr Federal 40EWR. Хотя оба они построены по самым высоким стандартам, модель Mitutoyo обладает большей степенью точности. Из диапазона измерения около 200 мм микрометр Митутойо является точным до невероятно тонких 3 микрометров. 40EWR с точностью до 7 микрометров для аналогичного диапазона.

Другими словами, если нужна выдающаяся точность, лучше Mitutoyo 293 — 340 — 30 не бывает. Но если не нужны более 7 микрометров точности для измерений, полностью подойдут соотношением цены и производительности MahR Federal’s 40EWR, поэтому этот прибор больше будет частить в запросах.

Микрометр гладкий

В быту чаще всего приходится сталкиваться именно с микрометром гладким. Он наиболее универсален и чаще других встречается в домашних наборах инструментов. Кроме того, умея пользоваться этим инструментом, каждый с легкостью сможет воспользоваться и прибором другого типа.

Устройство

Все механизмы расположены на скобе. На ней жестко закреплена пятка, она служит неподвижным упором в процессе выполнения измерений. На противоположном конце скобы жестко закреплен стебель, он выполнен в виде полого цилиндра.

На стебле нанесена шкала, цена ее деления обычно составляет 0,5 мм. Внутри стебля располагается винтовая пара. Гладкая часть микрометрического винта выходит из стебля в измерительную зону и оканчивается плоской измерительной поверхностью.

Противоположная часть микрометрического винта жестко соединена с барабаном. На барабане нанесена шкала, позволяющая отсчитывать сотые или тысячные доли миллиметра. На практике мы чаще сталкиваемся с микрометрами, имеющими цену деления 0,01 мм.

На внешнем торце барабана размещена трещотка. Она ограничивает крутящий момент, прикладываемый рукой человека при вращении винта. Это позволяет избежать неверных показаний прибора при упругой деформации элементов винтовой пары. Кроме того, трещотка не даст повредить механизм микрометра приложением чрезмерных усилий.

Как мы видим, устройство микрометра довольно простое.

Класс точности

Вопреки распространенному заблуждению, класс точности микрометра определяет не цену деления, а допускаемую погрешность. Например, для МК25 первого класса предел погрешности составляет ±2 мкм (±0,002 мм), а второго класса — уже ±4 мкм (±0,004 мм).

Маркировка

ГОСТ 6507–90 определяет условные обозначения микрометров. Например, уже упомянутый гладкий микрометр с диапазоном измерения от 0 до 25 мм первого класса имеет обозначение «Микрометр МК25−1 ГОСТ 6507–90 ».

ГОСТ — документ, требующий неукоснительного соблюдения. В литературе могут встречаться обозначения этого же микрометра, написанные через пробел (микрометр МК 25) или через дефис (МК-25). Однако единственно верным является слитное написание (МК25).

Микрометр с цифровой индикацией

Имеющиеся в продаже микрометры с цифровой индикацией обладают рядом преимуществ:

Наличие электронной начинки в составе прибора и цифровой индикации существенно упрощает процесс измерения и сокращает время, затрачиваемое на считывание показаний.
Явным преимуществом производимых согласно ГОСТ 6507–90 цифровых приборов является цена деления 0,001 мм, а также небольшой предел допускаемой погрешности.
Современные цифровые модели позволяют проводить не только абсолютные, но и относительные измерения. В любом положении из диапазона измерений можно выставить нулевое значение. Такая функция полезна при техническом контроле, разбраковке деталей, сложных измерениях.
Контроль и разбраковку деталей можно проводить еще быстрее, если занести в память прибора пределы допуска. Продвинутые модели обладают такой функцией.
Приборы последних лет имеют разъем, позволяющий выводить статистику измерений на компьютер. Эта функция полезна как для анализа серии измерений, так и для составления различных отчетов.
Цифровые инструменты универсальны для жителей любой страны мира, поскольку позволяют использовать метрическую или английскую систему измерений.

Есть у цифровых приборов и свои недостатки. Главный из них — меньшая надежность. Любая цифровая техника требует бережного отношения. Классический механический микрометр при случайном падении на пол с большой долей вероятности не пострадает, хотя и для него это плохо. А вот цифровой при таком обращении может отказаться продолжать работу, что потребует ремонта или даже покупки нового прибора.

Также следует помнить, что дешевый цифровой прибор неизвестного производителя может выдавать существенные ошибки в результатах. И ошибки эти могут быть гораздо более критичными, чем ошибки, выдаваемые дешевой механической моделью. Разумеется, речь здесь идет о приборах, фактически не соответствующих ГОСТу. Хотя даже изготовленные по ГОСТу цифровые модели порой демонстрируют загадочное поведение или отказываются работать спустя месяц после начала эксплуатации.