2.3.2. Принцип Аббе
Принцип Аббе заключается в том, что при измерении размера методом сравнения с мерой погрешность измерения будет меньше, если меру и измеряемый размер располагать на одной прямой (последовательно, а не параллельно).
В штангенциркуле не соблюдается принцип Аббе, поскольку шкала и нониус располагаются на линии, параллельной линии измерения на детали (в штангенглубиномере принцип Аббе соблюдается). Погрешность возникает из-за того, что при параллельном расположении трудно обеспечить перпендикулярность измерительных поверхностей штангенциркуля к линии шкалы как при изготовлении, так и при использовании из-за непрямолинейности направляющих (при перемещении рамки по штанге). При измерении цилиндрических или сферических деталей, когда контакт происходит у концов измерительных губок штангенциркуля, усилие поджима создает момент сил, который выбирает зазор между рамкой и штангой. Этим нарушается перпендикулярность измерительных поверхностей, которая вносит погрешность в результат измерения.
На рис. 7 показано,
как под действием усилия измерительные
губки длиной
поворачиваются на величину
,
зависящую от зазора
между штангой и рамкой из-за непрямолинейности
базовой поверхности. С некоторым
приближением (если принять подобные
равнобедренные треугольники как
прямоугольные) погрешность от такого
перекоса можно выразить как
.
Рис. 7. Принцип Аббе при измерении штангенинструментом
Полученное выражение
показывает, что для уменьшения влияния
перекоса надо стремиться делать как
можно меньше соотношение
,
т.е. по возможности короче измерительные
губки и длиннее рамку.
Погрешности, связанные с нарушением принципа Аббе, имеют место во всех случаях, когда в приборе перемещается измерительный узел, а отсчет производится по линии, параллельной линии перемещения.
Необходимо отметить, что на погрешность измерения штангенинструментом оказывает влияние то, что измерительное усилие обеспечивается при измерении рукой без всякого приспособления. Это, в свою очередь, приводит как к деформации деталей, так и к деформации измерительного средства.
2.4. Поверка штангенинструмента
В качестве мер для поверки точности штангенинструмента используют концевые меры длины соответствующей точности.
Несколько специфична методика поверки больших штангенциркулей, у которых начало отсчета не от нулевого деления. Для этих штангенциркулей используют вспомогательную рамку, которую накладывают на штангу. При этом рамка выполняет роль неподвижной губки.
3. Задание и последовательность выполнения работы
Задание — измерение штангенциркулем размера диаметра и погрешности формы.
Объект измерения — втулка с отверстием.
Средство измерения — штангенциркуль.
1. Подготовка работы.
2. Подготовка измерительного средства.
3. Проверка совпадения штрихов штанги и нониуса.
4. Измерение детали.
1. Измерение размера диаметра детали:
сближают губки штангенциркуля;
вводят губки для внутренних измерений в отверстие детали;
сдвигают рамку до контакта губок с поверхностью отверстия;
покачивают штангенциркуль то в диаметральной, то в осевой плоскости; постоянно поджимая рукой рамку, находят положение, при котором в осевой плоскости будет наибольший размер; зажимают рамку с нониусом и снимают штангенциркуль с детали, отсчитывают показания штангенциркуля.
2. Измерение погрешностей формы отверстия — для этого все действия для измерения диаметра, указанные выше, выполняют четыре раза, в сечениях I–I и II–II (около обоих торцов) в направлениях а и б, как указано в схеме измерения.
3. Обработка результатов измерения путем вычитания из больших измеренных размеров меньших получают отклонение формы в следующем порядке:
овальность в сечении I–I:
овальность в сечении II–II:
.конусообразность в направлении а:
.конусообразность в направлении б:
.
Рис. 8. Схема измерения