2. Штангенциркуль.

На рисунке 3 изображен прибор, называемый штангенциркулем. Он состоит из массивной линейки (штанги) Ш с миллиметровыми делениями и подвижной рамки Р с нониусом и закрепляющим винтом В. На штанге и рамке имеются 2 пары ножек (губок) НН иFF.

Рис.3. Вид штангенциркуля.

С внутренней стороны ножки НН имеют плоские поверхности. Когда они сомкнуты, нули нониуса и основной шкалы совпадают. При определении линейных размеров тела с помощью штангенциркуля измеряемое тело Т зажимается между ножками НН штангенциркуля (рис.3). При этом нуль нониуса смещается вдоль основной шкалы на отрезокl, величина которого, определяемая по формуле (3), равна длине измеряемого тела. (На нониусе с достаточно крупными делениями указывается непосредственно величинаDl=mк, выраженная в соответствующих долях мм).

При измерениях размеров отверстий используются ножки FFштангенциркуля.

В штангенциркулях наиболее часто используются нониусы с точностью К = 0,1 мм и К = 0,05 мм. При этом постоянная а бывает обычно равна 1, 2 или 3. Основными характеристиками штангенциркуля являются:

1. цена деления основной шкалы a_ш,

2. цена деления нониуса a_н*,

3. полное число делений на N,

4. точность нониуса К,

5. инструментальная ошибка прибора d.

(* Совместив нули нониуса и основной шкалы, легко определить (по основной шкале) длину Nделений нониусаl_н, а затем найтиa_н;a_н=l_н/N).

Инструментальная ошибка, вызываемая износом инструмента или неточностью его изготовления, определяется следующим образом. Ножки штангенциркуля сдвигают до легкого соприкосновения и делают отсчет показаний. Взятый с обратным знаком отсчет показаний и равен инструментальной ошибке d.

Опыт 1.Определить характеристики штангенциркуля (а = 1, а = 2, а = 5). Данные занести в таблицу 1.

Таблица 1.

Паспорт штангенциркуля

N, п/п	aш, мм	aн, мм	N, дел.	К, мм	а	d, мм
1

Опыт 2. Измерение линейных размеров и определение плотности тел.

1. С помощью штангенциркуля измерить не менее 5 раз необходимые размеры тела. Измерения провести на различных расстояниях от оснований цилиндра. Результаты измерений занести в таблицу.

2. Взвесить тело.

3. По результатам измерений рассчитать:

а. Погрешности измерений с надежностью 90%.

б. Объем и плотность тела

3.Микрометр.

Рис.4. Общий вид микрометра: А – тиски, В – стопор, Д – линейная шкала, Б – барабан, М – круговая шкала, С – микрометрический винт, Т – трещетка,

Микрометр (рис.4) имеет вид тисков, в которых измеряемое тело зажимается микрометрическим винтом С. На стержне винта жестко укреплен барабан Б, на левой кромке которого нанесена круговая шкала, играющая роль нониуса и содержащаяN(обычно 50 или 100) делений. При вращении микровинта барабан перемещается вдоль линейной шкалы Д. Величина этого перемещения, соответствующая одному полному обороту барабана, называется шагом микровинта. Цена деления круговой шкалыa_ни шаг винтаhсвязаны соотношением:a_н=h/N. ВеличиныhиNвсегда подбираются так, чтоa_н= 0,01 мм:

h= 1 мм приN= 100,

h= 0,5 мм приN= 50.

Таким образом, линейная шкала служит для отсчета миллиметров, а круговая – сотых долей миллиметра.

Рис.5. Снятие отсчета по шкалам микрометра.

Приh= 0,5 мм на корпусе микрометра наносятся 2 линейных шкалы: нижняя – для отсчета миллиметров и верхняя – для отсчета половинных долей мм. Так, в случае, изображенном на рисунке 5а, суммарный отсчет по всем шкалам микрометра равен: 5мм + 0,5мм + 0,35мм = 5,85мм. В случае 5б край барабана не перешел половинную отметку, разделяющую деления 5мм и 6мм, поэтому суммарный отсчет равен 5мм + 0,35мм = 5,35мм.

Во избежание грубых ошибок при снятии отсчета по микрометру внимательно следите за положением края барабана относительно штрихов верхней шкалы!

При измерениях микрометром, источником ошибок является непостоянство давления микровинта на измеряемую деталь. Для устранения этого недостатка микрометр снабжен особым приспособлением – трещеткой Т (рис.4), связанной силами трения с микрометрическим винтом. Зажатие измеряемого предмета с помощью трещетки обеспечивает малое и достаточное для практических целей постоянство измерительного давления.

При измерениях микрометром обязательно пользуйтесь трещеткой.

Для фиксации микрометрического винта в определенном положении служит стопор В. Чтобы застопорить винт, нужно повернуть стопор до отказа по часовой стрелке. При освобождении винта стопор поворачивают до отказа против часовой стрелки.

Перед тем, как пользоваться микрометром, проверьте, освобожден ли его микрометрический винт!После этого необходимо привести в соприкосновение измерительные стержни микрометра и снять начальный отсчетN₀. Длина измеряемого предметаL=N–N₀, гдеN– отсчет по микрометру при зажатом предмете.

Опыт 3. Измерение диаметра проволоки.

1. С помощью микрометра 5 раз измерить в разных местах диаметр проволоки. Результаты измерений занести в таблицу.

2. По результатам измерений рассчитать:

а) среднее значение <d>;

б) абсолютные погрешности отдельных измерений Dd_i=d_i- <d>;

в) среднюю квадратичную погрешность среднего значения S_<d>;

г) точности D₁,D₁^*и доверительные интервалы, соответствующие надежностямa₁= 0,9 иa₂= 0,99.

3. Произвести 5 дополнительных измерений диаметра dтой же проволоки и результаты всех 10 измерений занести в новую таблицу 5.

4. В соответствии с пунктом 2 произвести те же расчеты для 10 измерений.

5. Сравнить результаты обработки пяти и десяти измерений диаметра проволоки и сделать выводы:

а) о зависимости доверительного интервала от величины надежности при заданном числе измерений;

б) о зависимости от числа измерений при заданной надежности.