Методика поверки угломеров

Методика поверки угломеров

Кыргызский Государственный Технический Университет им. И. Раззакова

Факультет: Т и М

Кафедра: МС

Курсовая работа

По метрологии

Методика поверки угломеров

Выполнил:гр.ССМ-1-07

Стрельцов А.М.

Проверила: Шалабай Т.Л

Бишкек 2010 г,

Объём -- количественная характеристика пространства, занимаемого телом или веществом. Объём тела или вместимость сосуда определяется его формой и линейными размерами. С понятием объём тесно связано понятие вместимость. Под вместимостью понимают объём внутреннего пространства сосуда или аппарата, укладочных ящиков и т. д. Синонимом вместимости частично является ёмкость, но словом ёмкость обозначают также сосуды. Пример: сосуд ёмкостью 1 литр, объём вмещаемой воды -- 1 литр.

Принятые единицы измерения -- в СИ и производных от неё -- кубический метр, кубический сантиметр, литр (кубический дециметр) и т. д. Внесистемные -- галлон, баррель.

Слово «объём» также используют в переносном значении для обозначения общего количества или текущей величины. Например, «объём спроса», «объём памяти», «объём работ».

В изобразительном искусстве объёмом называется иллюзорная передача пространственных характеристик изображаемого предмета художественными методами.

Подобно отрезку и интервалу, объём который не включает в себя крайние точки можно назвать интервальным объёмом или открытым объёмом.

Формула объёма через плотность

Объём находится по формуле:

Единицы объёма жидкости

· 1 л = 1,76 пинты = 0,23 галлона.

Английские внесистемные

· 1 пинта = 0,57 л

· 1 галлон = 8 пинтам = 4,55 л (Имперский галлон)

Американские внесистемные

· 1 американский галлон = 3,785 л (Распространён в США)

Античные внесистемные

· Котила = 0,275 л

Древнееврейские

· Эйфа = 24 883 смі

· Омер = 1/10 эйфы

Русские внесистемные

· Бочка = 40 вёдер = 492 л

· Ведро = 4 четверти = 8 штофов = 12,3 л

· Кварта = 2 пинты = 1,23 л

· Кружка = 10 чарок = 20 шкаликов = 1,23 л

· Бутылка (винная) = 1/16 Ведра = 0,77 л

· Бутылка (пивная) = 1/20 Ведра = 0,61 л

· Мера = 4,7 ведра

· Чарка = 2 шкалика = 0,123 л

· Четверть = 4 бутылки = 3,075 л

· Шкалик (косушка) = пол чарки = 0,0615 л

· Штоф = 1,54 л

Единицы сыпучих веществ

Английские внесистемныее

· 1 бушель = 36,36872 литров = 8 галлонов.

Русские внесистемные

· Четверик = 26,238 л

· Гарнец = 3,2798 л

Колба

Колба (нем. Kolben) -- стеклянный сосуд с круглым или плоским дном, обычно с узким длинным горлышком. Разновидность технических сосудов, применяемых в химических лабораториях. Колбы различают соответственно: круглодонные, плоскодонные, остродонные. По типу горла: колбы с коническими шлифами, колбы с цилиндрическими шлифами, колбы с простым горлом под резиновую пробку. По емкости: от 5 мл до 50000 мл (50 литров). По виду материала: колбы стеклянные, кварцевые, металлические.

Измерение объема. Общие замечания

1. Размерности

В Международной системе единиц за единицу объема вещества (символ V) принят один кубометр (1 м3). Пользоваться кубометрами в лабораторной работе чрезвычайно неудобно, поэтому обычно используют литры и миллилитры.

· 1л = 1 дм3 = 0,001м3 = 1000мл

· 1мл = 1 см3 = 0,001 л = 10-6 м3

2. Уровень взгляда при определении объема

Для правильного определения объема мерную посуду следует располагать так, что нижний мениск жидкости был на уровне взгляда (см рис). Для приготовления раствора известного объема жидкость следует приливать до момента совмещения нижнего мениска с нужной отметкой. В случае непрозрачных жидкостей определение объема ведется по верхнему мениску. Следует также отметить, что наличие мениска характерно только для узких каналов.

3. Проверка мерной посуды

Мерные колбы, пипетки и бюретки перед работой необходимо проверять. Массовое производство мерной посуды без паспортизации каждой ее единицы приводит к тому, что указанная на мерной посуде вместимость часто не соответствует действительной.

Перед проверкой мерную посуду тщательно моют и высушивают. Высушенную мерную посуду, используемую на "выливание" (пипетки и бюретки), перед проверкой смачивают чистой водой: наливают ее в проверяемую посуду и дают постоять 1-2 мин, после чего выливают, как и при обычном использовании.

Проверка мерной посуды заключается в определении массы чистой воды, не содержащей примесей и растворенного воздуха налитой в посуду до метки (мерные колбы) или вылитой из нее (пипетки и бюретки) при данной температуре и атмосферном давлении. Для проверки микропипеток и микробюреток вместо воды применяют ртуть. По найденной массе воды или ртути определяют истинную вместимость мерной посуды, используя таблицы плотности воды или ртути для измеренных температуры и давления.

При проверке пипеток воду из них спускают в бюкс с крышкой и взвешивают. Не выливая воду из бюкса, спускают в него снова полную пипетку и взвешивают. Так поступают и в третий раз. Из трех значений массы воды берут среднее.

При проверке бюреток измеряют массу всего ее объема, а затем - массу воды через каждые 10 мл. Для точной калибровки проверяют массу каждого миллилитра.

Мерные цилиндры, мензурки и другая посуда

1. Мерные цилиндры

Мерные цилиндры - цилиндрические сосуды (рис.1, а) различной вместимости с нанесенными на наружной стенке делениями, указывающими объем в миллилитрах. Чтобы отмерить необходимый объем жидкости, ее наливают в мерный цилиндр до тех пор, пока нижний мениск не достигнет уровня нужного деления. Мерные цилиндры обычно калибруют на наливание (за ноль принимается дно), объем слитой жидкости из таких цилиндров будет несколько меньше номинального, за счет смачивания жидкостью поверхности стекла.

Рис.1,2 Мерные цилиндры, мензурки и другая мерная посуда

а -- мерные цилинды; б -- мензурка; в,г -- кружки; д -- конус Имгоффа; е -- мерная склянка для вакуумного фильтрования; ж -- мерный баллон

Цилиндры изготавливают из стекла и прозрачных полиэтилена или полипропилена. Стеклянные цилиндры могут иметь пластмассовое основание. Объемы летучих кислот, органических растворителей или едких растворов газов обычно измеряют при помощи мерных цилиндров с притертой стеклянной пробкой, пробкой из фторопласта или полиэтилена. Такие цилиндры удобны и для оценки размеров объемов жидких гетерофазных систем. Погрешность при определении объемов жидкостей с помощью мерных цилиндров лежит в пределах 1-10%.

2. Мензурки

Мензурки (от лат. mensura - мера, мерка) - сосуды конической формы, у которых, как и у мерных цилиндров, на наружной поверхности нанесены деления для измерения объемов жидкости в миллилитрах (рис.1,2, б). Мензурки применяют для измерения объема осадков, образующихся при отстаивании суспензий. Осадок собирается в нижней части мензурки. Их используют также для определения объемов двух несмешивающихся жидких фаз, одна из которых, большей плотности, присутствует в малом количестве. Мензурки калибруют на отливание.

3. Другая мерная посуда

В лабораторной практике при дозировании малолетучих жидкостей применяют стеклянные мерные кружки (рис.1, в,г). Изучение процессов седиментации, оседания частиц из жидких систем, производят в ряде случаев с использованием конусов Имгоффа (рис.1, д). Когда необходимо установить объем фильтрата при вакуумном фильтровании, применяют цилиндрические мерные склянки (рис.1, е). Боковой тубус склянки присоединяют к водоструйному насосу, а в ее горло вставляют воронку Бюхнера при помощи шлифа или резиновой пробки.

Мерный баллон типа ж служит для измерения скорости потока жидкости, протекающей по резиновому шлангу. В нижней части баллона на резиновый шланг устанавливают зажим Гофмана или стеклянный кран, закрывая который набирают нужный объем жидкости в течение фиксируемого времени.

Мерные колбы используют для приготовления растворов определенной концентрации (рис.1,2). Они имеют узкое горло с одной или несколькими метками, означающими границу отмеряемого объема. Вместимость мерных колб колеблется от 5 мл до 2 л. На каждой колбе указана вместимость (в мл) и температура, при которой проводилась ее калибровка, обычно это 20 °С.

Рис.1,3 Мерные колбы, мензурки

а - с пробкой; б - Штоманна; в - Кольрауша; г - с градуированным горлом

Мерные калибруются на вливание, т.е. объем жидкости до метки соответствует вместимости колбы. Смачивание стенок и растекание жидкости по внутренней поверхности колбы не играют никакой роли. Выпускаются мерные колбы и на выливание. Такие колбы (колбы Штоманна) имеют на горле две кольцевые отметки, так как объем вылитой жидкости будет несколько меньше отмеренной (рис.1,3, б).

Мерные колбы могут иметь пришлифованные стеклянные пробки, а также резиновые, фторопластовые или полиэтиленовые пробки.

Для приготовления раствора нужной концентрации в мерную колбу сначала насыпают или наливают через воронку растворяемое вещество, а затем наполняют колбу до половины растворителем и осторожно встряхивают круговыми движениями, придерживая рукой колбу за дно. Перемешивание продолжают до полного растворения вещества. После этого колбу оставляют на 5-10 мин для выравнивания ее температуры с окружающей федой, затем приливают растворитель, не доводя до метки на 5-10 мм, и высушивают горло над меткой свернутым в трубочку куском фильтровальной бумаги. Наконец доливают растворитель по каплям до метки, стараясь не замочить внутреннюю часть горла. Наполненную колбу закрывают пробкой и осторожно перемешивают содержимое, переворачивая колбу; держать ее следует при этом двумя руками: левой за основание, а правой - за горло с пробкой. (для точных измерений колбу следует термостатировать при 20°C)

Для приготовления растворов твердых веществ строго определенной концентрации применяют мерные колбы Кольрауша (рис.1,3, в) с расширенной верхней частью горла. В такую мерную колбу удобно насыпать через воронку с короткой трубкой измельченное в ступке твердое вещество.

Колба с градуированным горлом (рис.1,3, г) удобна для приготовления растворов двух жидкостей с точно известными объемами, когда надо измерить уменьшение или увеличение общего объема смеси жидкостей после их растворения.

Общие сведения

Углы различных изделий контактным методом измеряют простейшим угломерным инструментом -- угломерами с нониусом и оптическими.

Согласно ГОСТ 5378--66 угломеры с нониусом изготовляют двух типов: УН --для измерения наружных и внутренних углов; УМ -- для измерения наружных углов. Оптическими угломерами по ГОСТ 11197--73 измеряют наружные углы. Основные параметры и размеры угломеров приведены в табл. 1 ГОСТ 5378--66. Основные технические данные оптических угломеров приведены в ГОСТ 11197--73.

Угломер типа УН (рис. 1) состоит из основания / с градусной шкалой, на которой закреплена линейка 2. По основанию перемещается сектор 4 с нониусом 9 и стопором 3. К сектору съемной державкой 8 крепится угольник 5, к которому державкой 7 присоединена съемная линейка 6. Так можно измерить углы от 0 до 50°. Для измерения углов от 50 до 140° угольник 5 снимают и вместо него в державку 8 вставляют линейку 6. При измерении углов от 140 до 230° в державку 8 устанавливают угольник 5 со снятой державкой 7 и без линейки.

Внутренний угол определяют вычитанием от 360° показаний шкалы при снятой державке 8. Таким образом предел измерения угломером равен 0--320°,

Углы, измеряемые угломером в пределах от 0 до 180° принято называть наружными, а углы свыше 180° -- внутренними, причем их отсчет также ведется от 0 до 180°. Поэтому пределы измерения угломера типа УН часто указывают раздельно: для наружных углов 0--180°, для внутренних 40--180°.

Угломер типа УМ также состоит из основания с закрепленной на нем линейкой. Подвижная линейка вращается на оси вместе с нониусом, снабженным узлом микрометрической подачи. На подвижной линейке державкой можно закрепить угольник. Угломером можно измерять углы от 0 до 180°. Углы от 0 до 90° измеряют при установленном угольнике, а углы свыше 90° -- без угольника. В последнем случае к отсчету по шкале угломера следует прибавлять 90°.

Рисунок 1,2

Отсчет по угловому нониусу производят аналогично отсчету по нониусу штангенинструмента. На угломере с нониусом целое число градусов отсчитывают по шкале основания слева направо по отношению нулевого штриха нониуса, число минут отсчитывают по штриху нониуса, совпавшему со штрихом основной шкалы.

Оптический угломер (рис. 1.2) имеет цилиндрический корпус, которым жестко скреплена основная линейка 6 со сквозным продольным пазом. Сменная линейка / может поворачиваться относительно основной и перемещаться в продольном направлении. При больших углах поворота конец сменной линейки входит в паз основной. На верхней крышке 3 установлена отсчетная лупа 5 увеличением 16х. Линейка / может быть зафиксирована в продольном направлении поворотом рычага 2. Установленный угол этой линейки фиксируется поворотом кольца 4 с накаткой. Прилагаемая к угломеру съемная подставка <S, фиксируемая винтом 7, имеет плоскую и призматическую рабочие поверхности. Шкала угломера нанесена на стеклянной пластине 9 и состоит из четырех секторов по 90° с ценой деления 1°. На стекле другой стеклянной пластины 10 нанесены прямая и обратная минутные шкалы с ценой деления 5'. В поле зрения лупы 5 одновременно видны обе минутные шкалы и часть градусной шкалы. Целое число градусов отсчитывают по делению шкалы, находящемуся в пределах минутной шкалы, минуты отсчитывают по минутной шкале относительно градусной шкалы. На рис. 2, б показано поле зрения окуляра.

Способы эксплуатации угломеров

Углы всевозможных сложных контуров, уступов и выемок измеряют путем различных комбинаций отдельных измерительных звеньев угломера.

Перед измерением необходимо проверить нулевую установку угломера, для чего измерительные поверхности линейки основания и съемной линейки совместить и при отсутствии просвета между ними проверить, совпал ли нулевой штрих нониуса и основания.

Одной из измерительных поверхностей является поверхность основания угломера, которая совпадает с диаметральной плоскостью шкалы основания. Второй измерительной поверхностью угломера, соприкасающейся с измеряемым изделием, в зависимости от значения измеряемого угла, могут служить измерительные поверхности линейки, угольника или сектора. Угломеры оснащены устройством точной подачи.

При работе с угломером деталь устанавливают между измерительными поверхностями инструмента, предварительно настроенного на измеряемый размер. Окончательную установку до исчезновения просвета (если он окажется) производят при помощи микрометрической подачи, после чего положение инструмента стопорят гайкой и делают отсчет показании по основной шкале и по шкале нониуса.

Измерение углов угломером типа УН показано на рис..А (рис. 3, а --измерение внутреннего угла; рис. 3, б, в --измерение наружных углов).

Рис. 3

Для измерения углов от 0 до 50° инструмент собирают полностью; к сектору присоединяют угольник, к которому державкой прикрепляют линейку. При измерении наружных углов от 0 до 50° показания снимают по правой части шкалы. Углы от 50 до 140° измеряют, удалив угольник и поставив вместо него в державку линейку так, чтобы линейка была прижата к измерительной поверхности сектора угломера. Углы от 140 до 230° измеряют угломером с угольником без линейки, а углы от 230 до 320° измеряют без угольника и линейки.

Измерение углов от 0 до 90° угломером типа УМ производят при установленном угольнике, а углов свыше 90° -- без угольника. В последнем случае к отсчету по шкале угломера следует прибавить 90°.

Правильность наладки измерительного инструмента на заданный угол и отсчета его значения можно проверить, ориентируясь на один из углов, кратный прямому: 90°, 180° и 270°. Убедившись, в какой квадрат попал измеряемый угол, можно примерно оценить его значение, а затем сделать правильный отсчет по основной шкале и нониусу.

Угломер типа УН имеет ряд преимуществ перед другими: широкие пределы измерения, возможность измерять как наружные, так и внутренние углы, возможность перемещения подвижной части с помощью зубчатого сектора и трубки.

Недостатки угломера: сравнительно сложное устройство, наличие большого количества звеньев, затрудняющих измерения и увеличивающих погрешность.

В отличие от угломера УН угломер УМ прост по устройству и более удобен в эксплуатации. Порядок работы после наладки и принцип отсчета по угломеру УМ аналогичен угломеру УН.

Поверка угломеров

Угломеры поверяют по ГОСТ 13006--67.

1. При внешнем осмотре на наружных поверхностях деталей угломеров устанавливают отсутствие царапин, забоин, следов коррозии и других дефектов, влияющих на точность измерений. Острые края деталей должны быть притуплены, детали -- размагничены; штрихи шкал и цифры должны быть отчетливыми и хорошо видимыми. Штрихи нониуса должны перекрывать штрихи шкалы и при их совмещении составлять. одну линию. При совпадении первого штриха нониуса со штрихом шкалы основания последний штрих нониуса должен совпадать с соответствующим штрихом этой шкалы.

2.При опробовании необходимо убедиться, что подвижные детали угломеров надежно закреплены в требуемом положении и перемещаются плавно. Мертвый ход микрометрической подачи не должен превышать 1/4 оборота. При фиксации установленного угла стопорным устройством показания угломера не должны изменяться; у оптических угломеров допускается изменение показаний не более чем на 0,5 ширины штриха.

У оптических угломеров не должно наблюдаться также параллакса шкалы; поле зрения лупы должно быть зеленым (у угломеров с двумя нониусами). В поле зрения не допускаются точки, пузыри, выколки, царапины и другие дефекты размером более 0,2 видимого расстояния между штрихами нониуса.

Размагниченность деталей угломера поверяют мелкими деталями (массой около 0,1 г), изготовленными из мягкой стали.

Расстояние от верхней кромки нониуса до основания измеряют щупом класса точности 2 размером 0,22 мм. При поверке угломеров, находящихся в эксплуатации, допускается пользоваться щупом размером 0,25 мм. Щуп накладывают на верхнюю поверхность основания угломера вплотную к кромке нониуса. Край нониуса должен быть на уровне или чуть ниже поверхности щупа, что определяется на глаз.

Отклонение измерительных поверхностей угломеров от плоскостности и прямолинейности определяют методом световой щели лекальной линейкой типа ЛД класса 0. При ширине измерительных поверхностей угломеров от 2 мм и более лекальную линейку накладывают по диагонали исследуемой поверхности. При наличии у измерительной поверхности продольной прорези лекальную линейку накладывают вдоль каждой половины поверхности и, кроме того, по общим диагоналям, перекрывая прорезь. При ширине поверхности менее 2 мм измерение может быть произведено на плоской поверхности четырехгранной линейки типа ЛЧ (отклонение от плоскостности линейки ЛЧ ие должно превышать 0,001).

Просвет оценивают сравнением с образцом просвета, составленным из концевых мер класса точности 2 по ГОСТ 9038--73 и плоской стеклянной пластины типа ПИ60 по ГОСТ 2923--75, либо с помощью бруска для определения значения просвета. Отклонение не должно превышать 0,003 мм при отсчете по нониусу 2' и 5'.

5. Шероховатость поверхностей нерабочих угломеров измеряют визуальным сличением с образцами шероховатости, а измерительные поверхности съемной линейки--на профилометрепо методике, изложенной в лабораторной работе № 43 либо № 44.

Параметр Ra шероховатости измерительных поверхностей угломеров должен быть не более указанного в табл. 3 ГОСТ 13006--67.

6. Основную погрешность угломеров определяют путем их сравнения с угловыми мерами 4-го разряда или класса точности 2 или блоков угловых мер (в этом случае меры должны быть 3-го разряда или класса 1).

Основная погрешность угломеров как при зажатом, так и при незажатом стопоре не должна превышать: ±2'---у угломеров с отсчетом 2'; ±2,5' --у оптических угломеров с ценой деления минутной шкалы 5'; ±5' -- у оптических угломеров с ценой деления 10' и угломеров с отсчетом по нониусу 5'.

Показания угломеров поверяют контактным методом, совмещая измерительные поверхности линеек без просвета с измерительными поверхностями угловых мер.

Основную погрешность угломера типа УМ с отсчетом по нониусу 2' и 5' определяют съемным угольником при углах 0°; 15°10'; 30°20'; 45°30'; 60°40'; 75°50'; 90° и без съемного угольника при угле 90°.

Поверку угломера типа УН производят в двух положениях; в положении при углах 0°; 15°10'; 30°20'; 45°30'; 50° в положении при углах 50°; 60°40'; 75°50' и 90°.

Оптические угломеры поверяют в положениях: при 0° при углах 15°10'; 30°10' и 90°; при угле 45° с последовательной установкой обеих линеек, входящих в комплект; при углах 45°30'; 60°40'; 75°50'; 90°.

Оптические угломеры при угле 0° поверяют путем определения с помощью микрометра параллельности поверхностей /--/ и 2--2, а также поверхности /--/ опорной поверхности подставки на длине короткой стороны. Во втором случае при определении параллельности между опорной поверхностью подставки и измерительной поверхностью микрометра прокладывают плоскопараллельную меру.

Пример оформления и обработки результатов поверки угломера типа УН с величиной отсчета по нониусу приведен в таблице.

Из таблицы видно, что основная погрешность угломера находится в допуске.

Для определения параллельности измерительной поверхности 1--/ линейки плоскости призмы подставки в последнюю укладывают цилиндрических валик (конусность которого не превышает 0,015 мм на длине 100 мм), после чего определяют параллельность поверхности /--1 образующей валика.

ПРОТОКОЛ № 2 Поверка угломеров с нониусом и оптических

Завод-изготовитель , Основная погрешность

Заводской номер ; Отсчет по нониусу _

Предел измерения Температура окружающей среды--°С

1 СФЕРА ПРИМЕНЕНИЯ

Страницы: 1, 2