Министерство образования и науки Российской Федерации
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Юго-Западный государственный университет»
Кафедра электроснабжения
Лабораторная работа №3
«Измерение размеров детали относительным методом на вертикальном оптиметре»
Выполнил ст.гр. СП-91
Белогрудов М.В.
Отчёт проверил доцент Паточкин Е.А.
Курск 2011 г.
Цель работы: раскрытие понятия относительного метода измерения, освоение методики выбора измерительного прибора по точности измерения, изучение конструкции вертикального оптиметра, его метрологических характеристик, приобретение кавыка измерения на вертикальном оптиметре.
Понятие об относительном методе измерения.
Существует два метода измерения линейных, диаметральных и других размеров: абсолютный и относительный.
При относительном (сравнительном) методе измерений производится оценка значения отклонения измеряемой величины от известного размера установочной меры или образца.
2. Назначение, установка, техническая характеристика, подготовка к работе, установка на нуль и техника измерений с помощью вертикального оптиметра.
2.1. Назначение вертикального оптиметра.
Вертикальный оптиметр относится к рычажно-оптическим приборам и предназначен для контактных измерений наружных линейных размеров методом сравнения измеряемого объекта с концевыми мерами или деталями-образцами. В частности, на приборе можно производить измерения калиоров, диаметров шариков, толщин листов, диаметров проволок и т.д. Прибор нормально работает в помещении с температурой 20 ± 2°С и относительной влажностью, более 70%.
Основные технические данные вертикального оптиметра ИКВ. Пределы измерений: Длина (высота)... 0-180 мм
Диаметра ... 0-15о мм
Диапазоны измерения:
По шкале ... ±0,1 мм Цена деления шкалы ... 0,001 мм.
Погрешность прибора для любого деления шкалы: в интервалах от 0 до + 60 мкм, . . . ±0,0002 мм
в интервалах от 0 до + 100 мкм, . . . ± 0,0003 мм.
Габаритные размеры прибора 300x300x500 мм
Масса прибора . . . 18 кг
2.2. Принцип действия и оптическая схема вертикального оптиметра
В основу оптической схемы прибора положен принцип телескопической автоколлимационной трубы.
Зеркало, которое служит для получения автоколлимационного тержня отклоняется на соответствующий угол.
Наблюдаемое в поле зрения окуляра автоколлимационное изображение шкалы, расположенной в фокальной плоскости объектива перемещается относительно неподвижного индекса, величина перемещения изображения шкалы пропорциональна величине перемещения измерительного стержня.
В вертикальном оптиметре линия измерения расположена вертикально. Контактной измерительной поверхностью служит поверхность наконечника, надеваемого на измерительный штифт трубки оптиметра. Измеряемое изделие устанавливается на предметный столик. Отсчеты при измерениях производятся в процессе наблюдения в окуляр трубки оптиметра.
При установке проектиционной насадки шкала и индекс проецируется не экране (матовое зеленое стекло). Отсчеты по шкале и индексу производятся с расстояния нормального зрения (примерно 250 мм). Это облегчает работу и позволяет вести наблюдение одновременно нескольким наблюдателям.
Оптическая схема трубки оптиметра показана на рис. 11. Пучок лучей от источника света А, расположенного вне прибора, зеркален Б направляется в щель, находящуюся в корпусе трубки, преломляется в треугольной призме и проходит через шкалу нанесенную на прозрачной пластине 2. Пластина 2 находится в фокальной плоскости объектива 3. Главная оптическая ось объектива проходит через, центры сечения пластины 2 и зеркала 5. Шкала на пластине 2 нанесена не расстояние Б от главной оптической оси.
На схеме сплошной линией показан ход одного из лучей пучка. Расходящийся пучок лучей входит в призму 4 полного внутреннего отражения и, отразившись от нее под углом 90°, попадает в объектив 3. Объектив 3 преобразует пучок расходящихся лучей в пучок параллельных лучей, попадающих на зеркало 5. Зеркало 5 прижимается пружиной б к измерительному стержню 7 прибора. При измерении детали стержень 7 смещаясь поворачивает зеркало вокруг оси, проходящей через центр шарику 8 на какой-либо угол.
Таким образом, пучок параллельных лучей попадает на зеркало под углом к перпендикуляру к плоскости зеркала проведенному к точке падения. Следовательно, угол между лучок падающим и лучом отражению будет равен 2α. Ход одного из лучей отраженного пучка показан штрих-пунктиром.
Отраженный пучок параллельных лучей, проходя через объектив, превращается в сходящийся пучок лучей, который в фокальной плоскости объектива дает изображение шкалы. Изображение шкалы на пластине 2 будет смещено относительно самой шалы как по оси Z, так и по оси Х.
По оси X изображение шкалы будет смещено на постоянную величину равную смещению скалы относительно главной оптической оси объектива. Это смещение дает возможность наблюдать в окуляр изображение шкалы отдельно от самой шкалы. При наблюдении в окуляр изображение шкалы будет перемещаться в правой части пластины 2. Левая же часть пластины, со стороны, обращенной к наблюдателю, заэкранирована.
Прибор настраивается на нуль по блоку концевых мер или по установочной мере (образцу). После удаления установочной меры к замены ее измеряемым объектов, изображение шкалы, наблюдаемое в окуляр, смещается по оси Z . Величина смещения при контроле объекта измерения соответствует разности размеров проверяемого объекта и установочной меры.
Смещение шкалы по оси Z , т.е. будет изменяться при изменении угла α, т.е. при изменении размера детали. Соотношение между смещением измерительного стержня S и смещением t изображения шкалы по отношению к неподвижному указателю находим из упрощенной схемы хода лучей, изображенной на рис.11
