Найпростіші вимірювачі лінійних величин - студопедія
Ноніус є лінієчку, яку можна переміщати уздовж масштабної лінійки. Він служить для відліку десятих часток меншого поділу масштабу. Ноніуси бувають лінійними і кутовими. Найпростішими приладами, в яких використовуються ноніуси, є штангенциркуль, кутомір і ін. Вимірювання довжини виробляють масштабними лінійками. Величина похибкою зважування такої лінійки називається ціною одного поділу. Зазвичай ціна одного поділу лінійки дорівнює 1 мм. Щоб знайти ціну поділки, необхідно всю довжину лінійки або шкали, виражену в одиницях довжини, розділити на кількість поділів, нанесених на лінійці.
Лінійний ноніус має шкалу С, m поділок якої рівні m-1 розподілам шкали масштабної лінійки А. Ноніус може переміщатися по лінійці А (див. Рис.1). Якщо а - ціна поділки ноніуса, в - ціна ділення масштабної лінійки, m - число поділок на ноніус, то зв'язок між зазначеними поділами лінійки і ноніуса наступна:
Отримана з формули (1) різниця в - а = в / m називається точністю ноніуса, тобто точність ноніуса дорівнює відношенню ціни ділення масштабної лінійки до числа поділів на ноніус. Точність ноніуса часто буває рівною 1/10 мм, в цьому випадку в = 1 мм, m = 10.
Вимірювання за допомогою ноніуса роблять у такий спосіб: до нульової поділки шкали лінійки прикладають один кінець вимірюваного тіла (В), до іншого кінця тіла - ноніус (С) (см.ріс.2). З рис.2 видно, що шукана довжина тіла В
де k - ціле число поділок масштабної лінійки в мм, вкладається в вимірюваної довжині, DL - відрізок довжини L. представляє частки міліметра.
Позначимо через n. то розподіл ноніуса, яке збігається з будь-яким якимось розподілом масштабної лінійки, тоді
З формул (2) і (3) знаходимо шукану довжину L = kв + n (в / m).
Якщо покласти в = 1 мм, m = 10 поділок (що зазвичай і буває), то шукана довжина буде
Таким чином, довжина вимірюваного тіла дорівнює цілому числу k мм масштабної лінійки плюс десяті частки числа n. Число n показує той номер поділки ноніуса, який збігається з деяким розподілом масштабної лінійки.
На рис.2 наведено приклад відліку довжини: L = (9 + 6/10) мм = 9,6 мм, тому що k = 9, n = 6.
Лінійний ноніус використовується в інструменті, який називається штангенциркулем.
Штангенциркулем ь представляє собою масштабну лінійку (рис. 3) найменшим розподілом в 1 мм, на якій закріплені дві подвійні ніжки: одна - нерухома, інша - поєднана з рухомою рамкою. На рухомий рамці наноситься шкала ноніуса. Якщо ніжки штангенциркуля зведені разом, то нулі масштабної лінійки і ноніуса збігаються.
Вимірюється тіло поміщають між ніжками штангенциркуля. За масштабної лінійці відраховують кількість цілих міліметрів до початку шкали ноніуса. Десяті частки міліметра визначають по поділу ноніуса, що співпала з розподілом масштабної лінійки.
За допомогою штангенциркуля можна виміряти не тільки зовнішні, але і внутрішні розміри, наприклад діаметр трубки. Для цього користуються верхніми гострими виступами ніжок штангенциркуля, які опускають в вимірюваний отвір і розсовують до зіткнення їх зі стінками отвору, а потім роблять відлік точно так же, як і при вимірюванні зовнішніх розмірів тіла. В даному випадку до отриманого значення додають 10 мм (розмір ніжок).
У деяких штангенциркулем ціна ноніуса становить 0,05 мм, в цьому випадку кількість поділок шкали ноніуса дорівнюватиме 20.
Для вимірювання з точністю, більшою 0,1 мм, користуються приладами, дія яких заснована на використанні мікрометричного вінта.Рассмотрім один з таких приладів - мікрометр. Пристрій мікрометра наведено на малюнку 4.
На барабані з ноніусом може бути нанесено 100 рівних поділок (якщо хід гвинта 1 мм), або 50 ділень, якщо хід гвинта 0,5 мм. Під ходом (кроком) гвинта розуміють один повний оборот барабана. Ціна поділки ноніуса становить 0,01 мм.
Найбільш поширений мікрометр, у якого ціна ділення лінійної шкали стебла в = 0,5 мм. Верхня і нижня ризики шкали зрушені відносно один одного на півміліметра, цифри проставлені тільки для поділів нижньої шкали, тобто нижня шкала являє собою звичайну міліметрову шкалу.
Для того, щоб мікрометричний гвинт пересунувся на 1 мм, необхідно зробити два оберти барабана. Таким чином, крок мікрометричного гвинта дорівнює 0,5 мм. У такого мікрометра на барабані є шкала, яка містить 50 поділок. Так як крок гвинта в = 0,5 мм, а число поділок барабана m = 50, то точність мікрометра
Для вимірювання мікрометром, предмет поміщають між опорною п'ятою і мікрометричним гвинтом (мікрогвинт). Для того щоб вимірюваний тіло не деформувалося під дією мікровінта, барабан обертають за допомогою тріскачки, яка має холостий хід, тобто продовжує обертатися, коли гвинт вже нерухомий. Цим досягається нормальний і щоразу однаковий тиск на вимірюваний тіло.
Числове значення вимірюваного предмета знаходять за формулою: L = kв + n (в / m) (5)
де k - число найменших поділок шкали, в - ціна найменшого ділення шкали ноніуса, m - число всіх поділів на шкалою барабана, n - номер ділення барабана, яке в момент відліку збігається з віссю шкали стебла
Так як в даній роботі застосовується мікрометр, у якого в = 0,5 мм, m = 50, то формула 5 набирає вигляду:
L = (0,5k + n / 100) мм (6)
На рис. 4 відлік по мікрометра показує: k = 25, n = 37, отже, L = (0,5 · 25 + 37/100) мм = 12,87 мм.