Учебники по популярным профессиям
на asv0825.ru

Граверное дело
Учебник

       

66. Аттестация линейных и угловых мер

Аттестацию штриховых мер длины (линейных шкал) осуществляют сравнением измеряемой и образцовой величин разностным методом на приборах компараторного типа.

Возможности поперечного компарирования ограничены тем, что наименьшая длина измерительных интервалов обусловлена предельным расстоянием L, на которое могут быть сближены микроскопы, и тем, что перед измерением каждого интервала нужно устанавливать новое расстояние между микроскопами, что затрудняет процесс измерения.

В случае продольного компарирования мер большой длины (более 1 м) длина стола компаратора должна более чем вдвое превышать номинальную длину мер; сравниваемые меры при этом могут находиться в различных температурных условиях, что приводит к ошибкам при измерении. От указанных недостатков избавляются, применив схему продольного компарирования с параллельным расположением мер, но такая схема сопряжена с погрешностями первого порядка из-за непрямолинейности перемещения либо микроскопов по направляющей балке, либо каретки с мерами, а поэтому требуется точная коррекция перемещения кареток.

Принцип действия штрихового компаратора заключается в измерении интервала между двумя штрихами путем сравнения его с равновеликими интервалами на образцовой шкале. При контроле шкал поверяют общую длину и миллиметровые интервалы сравнением с длиной соответствующих интервалов образцовых шкал либо путем калибрования. Сравнение общей длины с образцовой производится не менее четырех раз. При каждом измерении снимают отсчеты по термометру; наблюдают в левый микроскоп компаратора начальный штрих образцовой меры, а в правый микроскоп, — начальный штрих поверяемой меры (каждое наблюдение должно сопровождаться тремя наведениями биссектора окулярного микрометра на штрих с отсчетом по барабану микрометра); продвигают стол компаратора вдоль оси и наблюдают в обоих микроскопах соответственно конечные штрихи контролируемого интервала сначала у образцовой меры, а затем у поверяемой; повторяют наблюдения конечных штрихов; снова наблюдают начальные штрихи поверяемой и образцовой мер; производят отсчет по шкале термометра.

При контроле миллиметровых интервалов наблюдают штрихи на поверяемой и образцовой шкалах сначала в одном направлении (от начального штриха до конечного), а затем поверку ведут в обратном направлении и вычисляют среднее значение контролируемой величины с учетом влияния температуры. За окончательный результат поверки принимают среднее из результатов отдельных приемов измерений. Если во время измерения изменяется температура, то вводится температурная поправка, после чего определяется средняя квадратичная погрешность для шкал первого разряда по четырем измерениям, а для шкал второго разряда по двум измерениям.

Если необходимо определить поправки интервалов штриховых мер с высокой степенью точности, а известна лишь поправка общей длины меры, применяется метод калибровки. Существует несколько методов калибровки, которые различаются как по числу возможных комбинаций взаимных сличений интервалов, так и по точности получаемых результатов.

Простейшим способом калибровки является метод Гей-Люссака, сущность которого заключается в том, что калибруемые интервалы О—1; 1—2; 2—3; ..; n—3; n—2; n—1; п последовательно сравнивают со вспомогательным интервалом, длина которого приблизительно равна длине калибруемого интервала. В этом случае получаются n условных уравнений с n+2 неизвестными. Решение уравнения находят при условии х0 = 0 и хn = О.

Наиболее точным методом калибровки является метод Ганзена-Перара, при котором все контролируемые деления меры сравнивают со вспомогательными интервалами, равными одному, двум трем и т. д. калибруемым интервалам. При контроле приходится несколько раз снимать показания при наблюдении одного и того же штриха, поэтому точность измерения в сильной мере зависит от точности наводки, шероховатости боковых поверхностей штриха, точности его геометрических размеров (ширины, глубины, длины), ровности края и т. д.

При выполнении контрольных операций необходимо выбрать прибор, точность которого должна быть на порядок выше точности поверяемой штриховой меры. Кроме того, на точность измерения также влияет характер освещения шкалы. Шкалы и лимбы поверяются от нулевого штриха, а сетки — от центра или середины ее поля. Значение результата измерения получают как среднее 5—8-кратного измерения. Ширину штрихов в силу малого размера поверяют на компараторе до или после запуска штриха краской.

Для измерения глубины штрихов используют методы аксиального перемещения, стереоскопической, щуповой, отпечатков и др.

В связи с повышением точности угловых мер и созданием кодовых преобразователей, в которых используются многозарядные информационные диски, имеющие большое число штрихов (градаций), необходимо создавать автоматизированные контролирующие устройства, так как механизированными средствами измерить такие изделия трудно.

Например, 17-разрядный диск на одной дорожке имеет 131 972 штриха.

К погрешностям лимбов относят неточность расположения штрихов и выполнения диаметра делительной окружности, формы центрировочной окружности, длины и ширины штрихов, размера цифр и т. д. (погрешности делений).

При изготовлении лимба появляется ошибка, равная разности между номинальным и действительным размерами делений, измеренными в пределах полной окружности. Эти погрешности являются следствием неправильного расположения штрихов вдоль делительной окружности лимба (погрешности штрихов). Учитывая трудность определения погрешности штрихов, на практике определяют погрешность диаметров, которая является алгебраической суммой погрешностей положения штрихов, расположенных на концах диаметра (диаметром называется прямая, проходящая через внутренние концы двух противоположных штрихов).

Таким образом, погрешности штрихов могут быть использованы для оценки любого деления, а с помощью погрешности диаметра можно определить только суммарную погрешность двух диаметрально противоположных делений. Структура погрешностей штрихов способствует выполнению любых задач контроля точности делений лимба. Структура погрешностей диаметров из-за нечетных гармоник систематической составляющей позволяет осуществлять только косвенную оценку ошибок делений.

Следовательно, необходимо создавать оборудование, принцип действия которого основан на определении погрешности штрихов.

При нанесении штрихов из-за различных причин ширина их отличается от заданной ширины по чертежу, т. е. возникает погрешность в ширине штриха, которая может быть симметрична и асимметрична относительно оси. Методы контроля можно разделить на четыре группы: калибровки; сличения с образцовыми лимбами или многогранной призмой; сравнения с постоянной угловой скоростью; компенсационные.

В зависимости от рода измеряемого объекта компараторы разделяются на штриховые и концевые. Штриховые компараторы служат для измерения расстояния между штрихами, т. е. для контроля и аттестации штриховых мер длины. Они обычно имеют кронштейны, на которых укреплены микроскопы и салазки с установленными на них образцовой шкалой и площадкой для измеряемого объекта. По визирному микроскопу определяется необходимый размер перемещения салазок (или микроскопа) в зависимости от измеряемых параметров объекта, а по отсчетному микроскопу отсчитывается значение перемещения салазок (или микроскопа), равное измеряемой величине.

Компараторы

Рис. 113. Компараторы:
а — поперечный; б — продольный с последовательным расположением шкал; в — продольный с параллельным расположением шкал

В поперечном компараторе (рис. 113, а) меры под микроскопами располагаются параллельно, а микроскопы устанавливают на начальный и конечный штрихи измеряемого интервала и поперечно перемещая стол, переходят с образцовой меры на поверяемую. В продольном компараторе (рис. 113, б, в) меры располагают последовательно одну за другой или параллельно, а микроскопы устанавливают на соответствующие штрихи образцовой и поверяемой мер. В процессе измерения перемещают рабочий стол в продольном направлении.

Рейтинг@Mail.ru
Рейтинг@Mail.ru