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

61710. Дружба – великое чудо 28.9 KB
  Здравствуйте ребята Улыбнитесь друг другу порадуйтесь сегодняшнему дню. На доске эпиграф: Дружба главное чудо всегда Сто открытий для всех нас таящее И любая беда не беда Если рядом друзья настоящие Дорогие ребята...
61711. Религия. Искусство 24.33 KB
  Цель урока сформировать у учащихся комплекс знаний о понятии религия и искусство. Искусство. Искусство надо понимать как минимум в трёх значениях: Искусство в широком смысле...
61712. Права и обязанности 37.91 KB
  Где бы ты не жил в какие бы общественные группы не включался какие бы роли не исполнял ты человек личность Значит у тебя есть права личные права человека Они принадлежат каждому от рождения и их нельзя отнимать.
61713. Мир моды. Die Welt der Mode 36.61 KB
  Guten Tag! Setzt euch. Wer hat heute Klassendienst? Der wievielte ist heute? Welcher Tag ist heute? Heute arbeiten wir an das neue Thema Die Welt der Mode.
61715. Какие бывают растения? 22.05 KB
  Цель урока: Познакомить детей с названиями групп растений деревья кустарники травы с растениями относящимися к той или иной группе. Знания внешнего облика растений поможет вам конкретнее разобраться какие бывают растения.
61716. Земноводные 17.52 KB
  Цели: 1. Познакомить учащихся с классом земноводных, их характерными особенностями, средой обитания. 2. Продолжить формирование выделять существенные и отличительные признаки разных групп.
61717. Наши ближайшие соседи 17.69 KB
  Слайд 2 Государственные границы Это линии раздела между территориями государств. Слайд 3 Норд вег значит путь на север. Слайд 6 Берега Финляндии омывают Ботнический и Финский заливы Балтийского моря.
61718. Целостный педагогический процесс 45.77 KB
  1.Образовательная (дидактическая). Раскрыть сущность целостного педагогического процесса, его признаки и компоненты. Познакомить с педагогической задачей как единицей педагогического процесса. Раскрыть принципы педагогического процесса.