биофизика. Биофизика реферат. Цель работы Научиться проводить измерения линейных размеров тела штангенциркулем и микрометром. Освоить методику расчета погрешностей прямых и косвенных измерений. Приборы и принадлежности
 Скачать 19.04 Kb.
|
|
Измерение тел штангенциркулем и микрометром. Цель работы Научиться проводить измерения линейных размеров тела штангенциркулем и микрометром. Освоить методику расчета погрешностей прямых и косвенных измерений. Приборы и принадлежности Штангенциркуль, микрометр, набор твердых тел для измерения. Краткая теория Измерение - это сравнение измеряемой величины с другой величиной принятой за единицу (сравнение с эталоном). Измерения бывают прямые и косвенные. Прямое измерение - это сравнение измеряемой величины с эталоном непосредственно или при помощи измерительного прибора. Косвенное измерение - это определение величины из результатов прямых измерений других величин, которые связаны с определяемой величиной некоторой функциональной зависимостью. Никакое измерение не может дать точного значения. Всякое измерение дает лишь приближенный результат, то есть имеет погрешность. Истинное значение, как правило, остается неизвестным. Для оценки абсолютной погрешности нужно сделать как минимум два измерения. Для увеличения точности результатов обычно делают несколько измерений. Погрешности, допускаемые при измерениях, могут быть систематическими и случайными. Систематические погрешности - это погрешности, обусловленные одной и той же причиной, которая чаще всего известна заранее. Обычно при многократных измерениях систематическая погрешность имеет одно и то же значение, то есть систематическая погрешность повторяется. Систематические погрешности в большинстве случаев можно устранить. Любой измерительный прибор имеет систематическую приборную погрешность. Если приборная погрешность не дана, то ее берут равной половине цены деления шкалы измерительного прибора, если шкала прибора непрерывная (линейка) или равной цене деления шкалы, если шкала дискретная (секундомер). Случайные погрешности - это погрешности, вызванные большим числом причин, которые или неизвестны, или действуют при каждом измерении по-разному. Случайные погрешности можно свести к минимуму, но полностью их устранить нельзя. Случайные погрешности всегда присутствуют в эксперименте и служат причиной разброса результатов отдельных измерений, при их многократном повторении. Грубые ошибки или промахи - это разновидность случайных погрешностей. Неправильный отсчет по прибору, неправильная запись отсчета, нарушение условий испытания (например выход из строя прибора), все это грубые ошибки или промахи. В большинстве случаев промахи хорошо заметны, так как соответствующие им значения резко отличаются от других. При обработке результатов измерений эти значения следует отбросить. Доверительный интервал - это интервал, в который попадает истинное значение измеряемой величины с заданной вероятностью. Надежность или доверительная вероятность результата серии измерений - это вероятность того, что истинное значение измеряемой величины попадает в данный доверительный интервал. Относительная погрешность является мерой точности измерений. Относительная погрешность показывает какую долю от результата измерения может составлять абсолютная погрешность. Штангенциркуль – это линейный измерительный инструмент служащий для измерения наружных и внутренних размеров деталей включая глубину, с точностью 0,1 мм. Измерить диаметр сверла, самореза и размеры других небольших деталей с достаточной точностью линейкой не получится. В таких случаях нужно использовать штангенциркуль, который позволяет измерять линейные размеры с точностью до 0,1 мм. С помощью штангенциркуля можно выполнить измерение толщины листового материала, внутреннего и внешнего диаметров трубы, диаметр высверленного отверстия, его глубину и другие измерения. Штангенциркули бывают с отсчетом измеряемой величины по линейке и нониусу, циферблату часового типа и цифровому индикатору. Разновидность штангенциркуля с линейкой для измерения глубины отверстий профессионалы еще называют «Колумбус». Устроен классический штангенциркуль следующим образом. На измерительной штанге с помощью пазов установлена подвижная рамка. Для того, чтобы рамка плотно сидела, внутри установлена плоская пружина и предусмотрен винт, для жесткой ее фиксации. Фиксация необходима при проведении разметочных работ. На штанге нанесена метрическая шкала с шагом 1 мм и цифрами обозначены сантиметровые деления. На рамке нанесена дополнительная шкала с 10 делениями, но с шагом 1,9 мм. Шкала на рамке называется нониусом в честь ее изобретателя португальского математика П.Нуниша. Штанга и рамка имеют измерительные губки для наружных и внутренних измерений. К рамке дополнительно закреплена линейка глубиномера. Измерения выполняются зажимом между губками детали. После зажима рамка фиксируется винтом для того, чтобы она не сместилась. Количество миллиметров отсчитывается по шкале на штанге до первой риски нониуса. Десятые доли миллиметров отсчитываются по нониусу. Какой штрих по счету слева на право на нониусе совпадет с любой из рисок шкалы на штанге, столько и будет десятых долей миллиметра. Для измерения толщины или диаметра детали нужно развести губки штангенциркуля, вставить в них деталь и свести губки до соприкосновения с поверхностью детали. Надо проследить, чтобы плоскости губок при смыкании были параллельны плоскости измеряемой детали. Внешний диаметр трубы измеряется точно так же, как и размер плоской детали, только нужно, чтобы губки прикасались к диаметрально противоположным сторонам трубы. Для того, чтобы измерять внутренний размер в детали или внутренний диаметр трубы, у штангенциркуля есть дополнительные губки для внутренних измерений. Их заводят в отверстие и раздвигают до упора в стенки детали. При измерении внутренних диаметров отверстий добиваются максимального показания, а при измерении в отверстии параллельных сторон, добиваются минимальных показаний. В некоторых типах штангенциркулей губки не смыкаются до нуля и имеют собственную толщину, которая обычно на них выбита, например, число «10», хотя первая риска нониуса стоит на нулевой отметке. В случае измерения внутренних отверстий таким штангенциркулем к считанным показаниям по шкале нониуса добавляется 10 мм. С помощью штангенциркуля типа колумбус, имеющего подвижную линейку глубиномера можно измерять глубину отверстий в деталях. Для этого нужно полностью выдвинуть линейку глубиномера из штанги, вставить ее до упора в отверстие. Подвести до упора в поверхность детали торца штанги штангенциркуля, при этом не допуская выхода линейки глубиномера из отверстия. Штангенциркуль не предназначен для нанесения разметочных линий на материалах и деталях. Но если губки штангенциркуля для наружных измерений заточить на мелкозернистом наждачном круге, придав им острую форму, как показано на фотографии, то разметку штангенциркулем производить будет довольно удобно. Снимать лишний металл с губок нужно очень аккуратно и медленно, не допуская цветов побежалости металла губок от сильного разогрева, иначе можно их испортить. Чтобы ускорить работу, для охлаждения губок, можно периодически окунать их на непродолжительное время в емкость с холодной водой. Для того, чтобы отмерять полоску листового материала с параллельными сторонами, нужно раздвинуть губки штангенциркуля ориентируясь по шкале на заданный размер, одной губкой вести по торцу листа, а второй процарапать линию. Так как губки штангенциркуля закалены, они не истираются. Можно размечать как мягкие материалы, так и твердые (медь, латунь, сталь). Остаются хорошо видные риски. С помощью заточенных остро губок штангенциркуля можно легко наметить линию окружности. Для этого в центре делается неглубокое отверстие диаметром около 1 мм, в него упираясь одной из губок, второй прочерчивают линию окружности. Получить размер изделий с точностью 0,01 мм можно выполнив измерения микрометром. Их много модификаций, но самый распространенный это гладкий микрометр типа МК-25, обеспечивающий диапазон измерений от 0 до 25 мм с точностью 0,01 мм. Микрометром удобно измерять диаметр сверла, толщину листового материала, диаметр провода. Микрометр представляет собой скобу, с одной стороны которой находится опорная пятка, а с другой имеется стебель и высокоточная резьба, в которую закручивается микровинт. На стебле нанесена метрическая шкала, по которой выполняется отсчет миллиметров. На микровинте имеется вторая шкала с 50 делениями, по которой отсчитываются сотые доли мм. Сумма этих двух величин является измеренным размером. Для того, чтобы выполнить измерение микрометром, деталь размещают между пяткой и торцом микрометрического винта и вращают по часовой стрелке за ручку трещотки (находится на торце барабана микрометрического винта) до тех пор, пока трещотка не издаст три щелчка. На стебле нанесено две шкалы с шагом 1 мм – основная оцифрованная через каждых 5 мм и дополнительная, сдвинутая относительно основной на 0,5 мм. Наличие двух шкал позволяет повысить точность измерений. Отсчет показаний выполняется следующим образом. Сначала считывают, сколько целых, незакрытых барабаном, миллиметров получилось по оцифрованной, нижней шкале на стебле. Далее проверяют по верхней шкале наличие риски, расположенной правее от риски нижней шкалы. Если риски не видно, то переходят к снятию показаний со шкалы на барабане. Если риска просматривается, значит, к целому числу полученных миллиметров добавляется еще 0,5 мм. Показания на барабане отсчитывают относительно прямой линии, нанесенной вдоль стебля между шкалами. Например, размер измеренной детали составляет: 13 мм по нижней шкале, на верхней шкале открытой метки, правее открытой на нижней шкале нет, значить 0,5 мм добавлять не нужно, плюс 0,23 мм по шкале барабана, в результате сложения получаем: 13 мм+0 мм+0,23 мм=13,23 мм. Микрометр с цифровым отсчетом результатов измерений применять удобнее и позволяет измерять с точностью до 0,001 мм. Губки штангенциркуля с диапазоном измерений от 0 до 125 мм имеют длину 40 мм и поэтому позволяют измерять трубы с внешним диаметром до 80 мм. В случае необходимости измерять трубу большего диаметра или при отсутствии под рукой штангенциркуля можно воспользоваться народным способом. Обвить трубу по окружности одним витком не растягивающейся нитки или проволоки, измерять длину этого витка с помощью простой линейки, а затем разделить полученный результат на число Π=3,14. |