71489

Изучение конструкции и анализ действующих ошибок горизонтального оптиметра

Лабораторная работа

Физика

Цель работы: изучение метрологических характеристик горизонтального оптиметра; изучение схемы; получение навыков измерения; анализ действующих ошибок. Оптическая схема трубки оптиметра показана на рис. 3 показана шкала видимая в поле зрения трубки оптиметра.

Русский

2014-11-07

327.5 KB

7 чел.

Министерство образования и науки Украины

Севастопольский национальный технический университет

Кафедра ПС

Лабораторная работа №2

”Изучение конструкции и анализ действующих ошибок горизонтального оптиметра”.

                                                                                                

                                                                                                                 

                                                                                                                         Выполнил:

                                                                                                                        ст. гр. П-31д

                                                    Чаленков Н.И.                                                             

                                                                                                       Проверил:

                                                                                                            Недобой Л.В.

Севастополь, 2013


Изучение конструкции и анализ действующих ошибок горизонтального оптиметра

Цель работы:

- изучение метрологических характеристик горизонтального оптиметра;

- изучение схемы;

- получение навыков измерения;

- анализ действующих ошибок.

1. Назначение.

Горизонтальный оптиметр ИКР предназначается для контактных измерений наружных и внутренних линейных размеров методом сравнения  измеряемого изделия с концевыми мерами 4 и 5 -го разрядов ( I и 2-го классов), калибрами или деталями - образцами. В частности, на приборе можно производить измерения концевых плоскопараллельных мер длины (измерительных плиток), калибров, диаметров шариков, внутренних диаметров изделий и т.д.

2. Метрологическая характеристика прибора

Пределы измерения наружных размеров:

длины - 350 мм,

диаметра - 225 мм.

Пределы измерения внутреннего диаметра:

с помощью дуг - 135-150 мм ,

с помощью электроконтактной головки - I - 13,5 мм ;

Пределы 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

-от 60 до ± 100 мкм ±   0,0003 мм

Габаритные размеры прибора 600 х 400 х 340 мм

Вес прибора - 400 Н.

3. Принцип действия и оптическая схема прибора

В основу оптической схемы прибора положен принцип телескопической  автоколлимационной трубы.

Зеркало, которое служит для получения автоколлимационного изображения, связано  с измерительным стержнем и при перемещении стержня отклоняется на соответствующий угол.

Оптическая схема трубки оптиметра показана на рис. 1. В нее входят: зеркало 1 , объектив 2, призма 3 полного внутреннего отражения, сетка 4 и окуляр 5.

Осветительную систему составляют зеркало б в оправе и призма 7 , установленная на рамке окуляра.

Сетка 4 представляет собой стеклянную плоскопараллельную пластину со шкалой и индексом, деления шкалы нанесены на одной половине пластинки, а индекс - на другой. Шкала со стороны окуляра закрыта призмой так , что через окуляр можно видеть только индекс и изображение шкалы , отраженное от зеркала 1. Сетка установлена в фокальной плоскости объектива.

Лучи света, отражаясь от зеркала 6 , через призму 7 освещают шкалу, переходя призму 3 и объектив 2 , они параллельным пучком падают на зеркало I , отражаются от него и снова попадают в объектив 2, проходят призму 3 , сетку 4 , окуляр 5 и попадают в глаз наблюдателя. При установке окуляра по глазу наблюдатель видит одновременно изображение шкалы и индекс нанесенный на сетке.

При осевом перемещении измерительного штифта 8 трубки оптиметра зеркало I отклоняется на некоторый угол φ, вследствие чего изображение шкалы в поле зрения окуляра перемещается  относительно неподвижного индекса.

Между величиной перемещения измерительного штифта и величиной перемещения   изображения существует следующая зависимость: перемещение штифта на величину h (рис.2) вызывает наклон    зеркала на угол φ, величина которого определяется из соотношения

где b - длина плеча, равная расстоянию от оси вращения зеркала 0 до точки касания штифта А,

Луч МN при отражении от зеркала отклоняется на угол 2φ точка М вследствие этого перемесится в точку М1. Из треугольника MNM1 имеем:

где: H - величина перемещения луча при наклоне зеркала на угол φ;

MN - фокусное расстояние объектива.

Так как в обоих случаях речь идет о малых углах , то значение tgφ и tg2φ можно заменить величинами φ и 2 φ. После некоторых преобразований получим искомую величину передаточного отношения:

На рис. 3 показана шкала, видимая в поле зрения трубки оптиметра. Шкала имеет 200 делений, расположенных симметрично по обе стороны от нуля (по 100 делений с каждой стороны).

Механические и оптические соотношения всей системы оптиметра подобраны таким образом , что видимое в окуляр смещение шкалы па одно деление соответствует осевому перемещению измерительного штифта на 0,001 мм.

Трубки оптиметров изготовляются двух типов: с цветными шторками в поле зрения окуляра и без них. Шторки 9 (рис.1) облегчают работу на оптиметре только при массовом контроле. При пользовании шторками нет надобности производить расчет по шкале, достаточно установить, где находится индекс - внутри или вне ограниченного шторками поля.

4. Конструкция

Трубка оптиметра.

В коленчатой металлической трубке оптиметра установлены измерительная головка с колебательной системой зеркала и оптические   детали автоколлимационной системы .

Измерительная головка с колебательной системой помещается нижний части цилиндрического колена трубки; наружу выступает только часть измерительного штифта, на котором крепится наконечник.

В верхней части   головки установлено зеркало, опирающееся нижней плоскостью оправы на три шарика, два из них неподвижны образуют ось качения зеркала , третий укреплен на верхнем конце измерительного штифта , который может перемещаться вдоль своей оси. Двумя пружинами   зеркало притягивается к шарикам, поэтому когда измерительный штифт перемещается вдоль оси, зеркало, следуя за ним, поворачивается на некоторый угол. Натяжение пружин создает измерительное усилие на изделие 200 ± 20Н.

Штатив.

Штатив  представляет собой стальной вал 1 (рис. 4), укрепленный на массивном основании 2 . На валу справа и слева расположены два передвижных кронштейна 3 и 4 , которые в требуемом положении укрепляются   зажимными винтами.

Для установки прибора по горизонту служат регулировочные винты 5 и уровень 6, для крепления трубки оптиметра и пиноли винты 7 и 8.

Поворот кронштейнов предотвращается шпонками,  скользящими по осевому пазу вала. В правом кронштейне закрепляется трубка оптиметра,  в ловом - пиноль.

Предметный столик.

Между кронштейнами на колонке укреплен предметный столик 9 с механизмами для его перемещения. Позади столика расположена стойка с передвижным упором 10, закрепленным гайкой 11.

Столик имеет следующие движения:

- вертикальное - подъем и опускание производятся посредством реечного закрепления вращением маховика 12,  столик закрепляется в любом положении винтом 13, это движение служит для ввода измеримого изделия на линию измерения в вертикальной плоскости;

- перпендикулярное к линии измерения в горизонтальной плоскости - движение производится посредством реечного зацепления и винта 14 и служит для ввода измеряемого изделия на линию измерения горизонтальной плоскости;

- вращательное вокруг вертикальной оси - движение производится - рукояткой 15;

- вращательное вокруг горизонтальной оси, перпендикулярной линии измерения  движение производится с помощью головки эксцентрика 15 со стопором.

Пиноль.

Пиноль 19 представляет собой стальную трубку, внутри которой вдоль оси плавно перемещается стержень с пружиной что обеспечивает точность отсчета по шкале трубки оптиметра. Стержень закрепляется зажимным винтом 20, на конце измерительный штифт с наконечником 21.

Измерительный штифт пиноли соединен со стержнем особым шарниром так, что он может отклоняться от оси на небольшой угол, устанавливаться и удерживаться в требуемом положении с помощью двух пружин и установочных винтов 22 и 23. Перемещение наконечника пиноли вдоль оси производиться с помощью микрометрического винта 24.      

Измерение деталей 5.

Методика измерений

Оптиметр является прибором,  реализующим относительный метод измерения. Процесс измерения на нем деталей включает следующие операции:

а) если номинальный размер и допуск не известны.

1. Измерение детали прибором,  реализующим абсолютный метод
измерения с погрешностью, не превышавшей диапазон показаний
оптиметра.

2. Составление блока концевых мер размером "А" по результатам измерений.

3. Настройку трубки оптиметра на ноль по блоку концевых мер.

4. Измерение деталей и определение показаний "а" по трубке оптиметра.

5. Нахождение действительных размеров контролируемых деталей.

R=A-a

б) если номинальный размер и допуск известны.

1. Набрать блок концевых мер размером "А", соответствующим середине поля допуска .

2. Выполнить пункты 3,4,5 пункта "а".

6.Результаты измерений.

 

Измерение наружного диаметра кольца с помощью штангенциркуля:

D=51.7 мм.

Измерение наружного диаметра кольца с помощью горизонтального оптиметра:

D=0.02+51.7=51.7 мм.

Измерение внутреннего диаметра кольца с помощью штангенциркуля:

d=25.5 мм.

Измерение внутреннего диаметра кольца с помощью горизонтального оптиметра:

d=25.3 мм.

Вывод:

Закрепил лекционный материал, касающийся конструктивного исполнения                      механизма прибора, его точности, а так же приобрел навыки настройки и измерения на приборе.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

31030. ВНЕШНЯЯ ПОЛИТИКА РОССИИ ВО ВТОРОЙ ПОЛОВИНЕ XIX в 13.9 KB
  Сложившийся против России англоавстрофранцузский блок так называемая Крымская система был нацелен на сохранение ее политической изоляции и военностратегической слабости обеспеченной решениями Парижского конгресса. дальневосточное направление во внешней политике России постепенно изменяло свой периферийный характер. добровольным вхождением Мерва территория пограничная с Афганистаном в состав России.
31031. РЕВОЛЮЦИЯ 1905-1907 гг. 44 KB
  Причины Нерешенность аграрного вопроса: малоземелье крестьян при господствующем помещичьем землевладении Противостояние самодержавия и либеральнонастроенных слоев общества вызванное отсутствием политических гражданских свобод Высокая степень эксплуатации рабочих Поражение России в РусскоЯпонской войне Неравноправие народов национальных окраин империи Задачи: Свержение самодержавия Введение демократических свобод Сокращение рабочего дня Равноправие всех народов По задачам буржуазный характер по движущим силам...
31032. НЭП 19.38 KB
  Ленин заставил ЦК послать обоих т. Крестьяне по Ленину должны набраться терпения: большевики восстановят промышленность вернут долг и будет всем светлое будущее аля Ленин: коммунистическое производство и распределение. Ленин Троцкий Платформа рабочей оппозиции Коллонтай Шляпников Платформа демократического централизма Бубнов Осинский Сапронов Профсоюзы школа коммунизма. Приняли ленинский проект о профсоюзах.
31033. Внешняя политика Советского государства в 1920-е годы 112.85 KB
  после падения Советской власти в республиках Прибалтики правительство РСФСР заключило Договоры о мире с буржуазными правительствами Эстонии Литвы Латвии признававшими их независимость и самостоятельность. Ленин ставил вопрос не только о соревновании государств представлявших разные системы собственности но и о необходимости экономического сотрудничества между странами путем предоставления концессий заключения торговых договоров и соглашений. В местечке недалеко от Генуи Рапалло Россия заключила Рапалльский договор с Германией в...
31034. Внешняя политика СССР в 1933-41гг 17.83 KB
  Внешняя политика СССР в 1933-41гг. У СССР также виды на Маньчжурию. пакт о ненападении Германии на СССР но А. 1934 вступление СССР в Лигу Наций 1935 договоры о взаимопомощи с Францией и Чехословакией.
31035. Глобальные социально-экономические изменения в 1930-х 23.4 KB
  Теперь он занимается лишь воспитанием своих членов в духе преданности делу Ленина Сталина производственной и культурновоспитательной работой. Со страниц газет и журналов с помощью радио советских людей убеждали в том что благодаря умелому руководству партии и Сталина страна сделала небывалые успехи в построении социализма что эти успехи могли бы быть еще больше если бы не подрывная деятельность бесчисленных врагов. В общественное сознание внедряется идея торжества марксизмаленинизма олицетворением которого стала личность Сталина....
31036. СССР в годы перестройки (1985 1991 гг.) 267 KB
  Подобная смена власти еще более подрывала авторитет и доверие к ее представителям не только со стороны граждан СССР но и мирового общественного мнения. Холодная война нанесла удар по идее естественных союзников выдвинув на первый план в США концепцию империи зла в СССР тезис о кровавом империализме . С периодом холодной войны совпало существование биполярной структуры СССР США которая привела к соперничеству двух стран и непрерывной гонке вооружений. Продолжавшаяся гонка вооружений не только изматывала экономику СССР но и подрывала...
31037. СТОРОННИКИ ПЕРЕСТРОЙКИ ПРАВЫЕ РЕФОРМАТОРЫ ВЫСТУПАВШИЕ ЗА РЕФОРМЫ, НО НЕ В ГОРБАЧЕВСКОМ ВАРИАНТЕ 52.5 KB
  АЛЬТЕРНАТИВЫ ПОЛОГЕТЫ СТАРОЙ ПОЛИТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ БЕЗ ВСЯКИХ РЕФОРМ СТОРОННИКИ ПЕРЕСТРОЙКИ ПРАВЫЕ РЕФОРМАТОРЫ ВЫСТУПАВШИЕ ЗА РЕФОРМЫ НО НЕ В ГОРБАЧЕВСКОМ ВАРИАНТЕ Полозков Чебриков Валентин Зорин глава ВС СССР Лукьянов член Политбюро Шенин а также члены ГКЧП Горбачев Яковлев Рыжков и др. СССР в годы Перестройки. ОПРЕДЕЛЕНИЯ: Перестройка это политикоэкономический и социальный курс на реформирование тоталитарной системы в СССР проводимый руководством КПСС во главе с М. Горбачёвым во второй половине 1980х в СССР и...
31038. Внешняя политика СССР в годы Перестройки 48.5 KB
  Внешняя политика СССР в годы Перестройки ОПРЕДЕЛЕНИЯ: Холодная война геополитическая экономическая и идеологическая конфронтация между странами первого капиталистического лагеря и второго социалистического лагеря мира и их союзниками длившаяся с середины 1940х гг. до развала СССР. и характеризующегося отказом от удержания любой ценой в сфере своего влияния восточноевропейских и иных зависимых от СССР стран. ПЕРСОНАЛИИ: ШЕВАРДНАДЗЕ Эдуард Амвросиевич член Политбюро ЦК КПСС и по совместительству Министр иностранных дел СССР в...