pobieranie: instrukcja pomiary kątów i stożków zewnętrznych
Pobierz dokument docPrzeglądaj wersję html pliku:
POMIARY KĄTÓW I STOŻKÓW ZEWNĘTRZNYCH
Cel ćwiczenia
Celem ćwiczenia jest poznanie i praktyczne wykorzystanie metod pomiaru
kąta płaskiego oraz ocena dokładności pomiarów i wykonania w
oparciu o normy.
.Wstęp
Pomiary kątów zewnętrznych można wykonywać w oparciu o podstawowe
metody pomiarowe znane z pomiarów długości tj.:
- metoda bezpośrednia przy wykorzystaniu uniwersalnych narzędzi
pomiarowych do pomiaru kąta (kątomierz uniwersalny, kątomierz
optyczny),
v metoda bezpośrednia z odczytem różnicowym przy pomocy takich l
narzędzi jak kątomierz poziomicowy z mikroskopem (poziomica !
optyczna), głowica podziałowa optyczna (podzielnica optyczna), i
optyczny stół podziałowy,
t - metoda pośrednia przy pomocy liniału sinusowego, wałeczków
pomiarowych dla kątów (pochyleń, zbieżności) zewnętrznych itp.
Pomiary kątów metodą bezpośrednią
l Zasadę pomiaru kąta przy pomocy kątomierzy uniwersalnych
przedstawiono na rys. 4.1 i rys. 4.2. Zakresy pomiarowe oraz uzyskiwana
dokładność dla kątomierza uniwersalnego i optycznego jest taka sama
tzn. odpowiednio O - 360° i ± 5'. Zasada pomiaru jest prosta i nie
wymaga komentarzy.
Należy pamiętać jednak aby podczas pomiaru przed zablokowaniem
położenia kątowego ramienia ruchomego kątomierza sprawdzić
prawidłowość przylegania ramion kątomierza do powierzchni mierzonego
kąta.
Rys. 4.1. Pomiar kąta płytki przy pomocy kątomierza uniwersalnego
z noniuszem (a) noniusz kątomierza (b):
l - tarcza z podziałką kątową a0 =l°,
2- ramię ruchome,
3- ramię stałe,
4- mierzony przedmiot,
5- zacisk blokujący przesuw ramienia ruchomego,
6- zacisk blokujący obrót ramienia ruchomego,
noniusz kątowy Δn = ± 5'; γ = 2,
poprzeczka ramienia stałego.
Rys. 4.2. Pomiar kąta przy pomocy kątomierza uniwersalnego z odczytem
optycznym (a) oraz obraz podziałki w okularze odczytowym (b)
Pomiary kątów metodą bezpośrednią z odczytem różnicowym przy
pomocy poziomicy optycznej
Zasadę pomiaru kąta przy pomocy poziomicy optycznej przedstawiono na
rys.4.3.
Przebieg pomiaru kąta należy przeprowadzić w następujący sposób:
- ustawić poziomicę na płycie pomiarowej i obracając tarczą 3
doprowadzić do ustawienia pęcherzyka wskaźnika 4 pomiędzy dwoma
wskazami,
- dokonać odczytu kąta y pochylenia płyty pomiarowej w okularze 8,
- ustawić mierzony przedmiot na płycie pomiarowej i dokonać pomiaru
wg rys.4.3 kąta (3 powtarzając czynności wykonywane przy pomiarze
kąta pochylenia płyty.
l Przed przystąpieniem do tego pomiaru wstępnie ustawić na
podziałce | zewnętrznej poziomicy wartość kąta uzyskaną z pomiaru
kątomierzem uniwersalnym.
- wynikiem pomiaru kąta a będzie różnica:
Uwaga! Przy odczytywaniu wskazań przyrządu należy uwzględnić znak.
Pomiary wielkości kątowych metodami pośrednimi (pomiary pochylenia i
zbieżności)
Pomiar kąta przy pomocy liniału sinusowego
l Zasadę pomiaru kąta przy pomocy liniału sinusowego przedstawiono na
irys. 4.4.
• Pomiar polega na takim dobraniu wysokości stosu płytek h aby
różniła wskazań W] - w-, czujnika wynosiła zero. Wartość
mierzonego kąta oblicza się z zależności:
W przypadku gdy w1 – w2 ≠ O należy obliczyć poprawkę c
wysokości stosu płytek z proporcji przedstawionych na rys. 4.5
Rys.4.3. Pomiar kąta przy pomocy poziomicy optycznej (a) oraz obraz
podziałki z noniuszem w okularze odczytowym (b)
1 - podstawa pomiarowa (ramię ruchome),
2 - korpus poziomicy,
3 - podziałka zewnętrzna (wstępne ustawienie wartości mierzonego
kąta),
4 - poziomica podłużna,
5 - poziomica poprzeczna (nie występuje we wszystkich wykonaniach),
6 - śruba dokładnego ustawienia kąta,
7 - osłona pokrętła śruby 6,
8 - okular mikroskopu odczytowego,
9 - śruba blokująca,
10 - wskaż podziałki zewnętrznej.
∆w = w 1- w2
Wartość mierzonego kąta należy wtedy wyznaczyć z zależności:
Metodę tę można stosować do pomiaru kąta zewnętrznego jak i do
pomiaru i kąta wewnętrznego.
Rys. 4.4. Pomiar kąta przy pomocy liniału sinusowego:
1- liniał sinusowy,
2 - stos płytek wzorcowych, 3 - czujnik, 4 - statyw czujnika,
5 - mierzony przedmiot, L - rozstaw wałeczków liniału.
Rys. 4.5. Schemat pomocniczy do wyznaczenia poprawki c
Przy obliczaniu poprawki c należy zwrócić uwagę na jej znak
algebraiczny tzn. jeżeli wskazanie czujnika przesuwanego od położenia
w1 do w2 maleje (w1 > w2 ) to poprawka ma znak minus, gdy w1 < w2-
poprawka ma znak plus.
Dobór stosu płytek h rozpocząć od wartości wstępnie obliczonej z
zleżności:
gdzie: αw - wynik wstępnego pomiaru kąta α np. kątomierzem
uniwersalnym
Pomiar kąta rozwarcia stożka przy pomocy wałeczków pomiarowych i
stosów płytek wzorcowych
Zasadę pomiaru kąta rozwarcia stożka tym sposobem przedstawia rys. 4
Rys. 4.6. Pomiar kąta rozwarcia stożka l - wałeczki pomiarowe, 2 -
stosy płytek wzorcowych, 3 - mierzony stożek.
Przebieg pomiaru kąta rozwarcia stożka przy pomocy wałeczków
pomiarowych
- ustawić mierzony przedmiot na płycie pomiarowej lub stoliku
urządzenia pomiarowego (np. długościomierza),
- dobrać dwa jednakowe wałeczki pomiarowe o średnicy ok. 5 mm,
- dokonać pomiaru wymiaru M1.
Uwaga! W przypadku trudności podejścia końcówek pomiarowych
narzędzia dokonać pomiaru wymiaru M 1 na wysokości h0 o wartości
możliwie najmniejszej. Wysokość h0 określić przy pomocy dwóch
stosów płytek wzorcowych o tej samej wartości.
- zestawić dwa stosy płytek wzorcowych o wartościach h możliwie
największych,
- dokonać pomiaru wymiaru M2
Zbieżność stożka określić z zależności:
• Pochylenie określić z zależności:
| Pomiaru wymiarów M1 i M2 można dokonać bezpośrednio przy pomocy
mikrometru lub metodą różnicową przy pomocy passametru lub
długościomierza Abbego. W przypadku dokonywania pomiaru passametrem
wykonać pomiary M1 i M2 przy pomocy suwmiarki lub mikrometru, a
uzyskane wyniki potraktować jako wymiary nastawcze dla passametru.
Wybór narzędzia do pomiaru wymiarów M1 i M2 zależy od wymaganej
dokładności pomiaru.
Przebieg ćwiczenia
Przebieg ćwiczenia obejmuje pomiary tego samego kąta przy pomocy
narzędzi i metod o różnej dokładności. Wykonanie ćwiczenia należy
rozpocząć od pomiaru wartości kąta przy pomocy kątomierza
uniwersalnego z noniuszem lub z odczytem optycznym. Następnie należy
wykonać pomiar kąta przy pomocy poziomicy optycznej. W przypadku
uzyskania różniących się wskazań (najczęściej spotykany przypadek
z uwagi na zróżnicowaną dokładność urządzeń pomiarowych) należy
sprawdzić czy zróżnicowanie wyników pomiarów zostało spowodowane
różną dokładnością narzędzi pomiarowych lub metod czy błędami
grubymi pomiarów lub niesprawnością metrologiczną narzędzi. W
przypadku poprawnie wykonanych pomiarów i sprawności metrologicznej
użytych narzędzi uzyskane wyniki pomiarów winny spełniać
przynajmniej jeden z podanych warunków :
gdzie: W1 - wynik pomiaru narzędziem o dokładności Δ1
W2 - wynik pomiaru narzędziem o dokładności Δ3 (Δ1 > Δ2)
Następnie należy wykonać pomiar przy pomocy liniału sinusowego
wyznaczyć dokładność pomiaru Δ3 i porównać z wynikami uzyskanymi
z poziomicy optycznej opisanym wyżej sposobem, przy czym jeżeli Δ3
spełnia warunek Δ3 < Δ2 to w zależnościach [1)] i [2)] wskaźnik
(1) zastępuje wskaźnikiem (2), a wskaźnik (2) wskaźnikiem (3)
jeżeli Δ3 > Δ2 to tylko wskaźnik (1) zastępujemy wskaźnikiem (3).
W dalszej kolejności należy wykonać pomiar kąta przy pomocy
wałeczków, wyznaczyć dokładność pomiaru i przeprowadzić wyżej
opisaną analizę porównania wyników z wynikami uzyskanymi z pomiarów
poziomicą optyczną lub z wynikami uzyskanymi z liniału sinusowego. Na
podstawie najdokładniejszych wyników pomiarów należy określić
klasę dokładności wykonania mierzonego kąta oraz jego zbieżność.
W tym celu należy posłużyć się tablicami C. l do C.3.
instrukcja pomiary kątów i stożków zewnętrznych
POMIARY KĄTÓW I STOŻKÓW ZEWNĘTRZNYCH
Cel ćwiczenia
Celem ćwiczenia jest poznanie i praktyczne wykorzystanie metod pomiaru
kąta płaskiego oraz ocena dokładności pomiarów i wykonania w
oparciu o normy.
.Wstęp
Pomiary kątów zewnętrznych można wykonywać w oparciu o podstawowe
metody pomiarowe znane z pomiarów długości tj.:
- metoda bezpośrednia przy wykorzystaniu uniwersalnych narzędzi
pomiarowych do pomiaru kąta (kątomierz uniwersalny, kątomierz
optyczny),
v metoda bezpośrednia z odczytem różnicowym przy pomocy takich l
narzędzi jak kątomierz poziomicowy z mikroskopem (poziomica !
optyczna), głowica podziałowa optyczna (podzielnica optyczna), i
optyczny stół podziałowy,
t - metoda pośrednia przy pomocy liniału sinusowego, wałeczków
pomiarowych dla kątów (pochyleń, zbieżności) zewnętrznych itp.
Pomiary kątów metodą bezpośrednią
l Zasadę pomiaru kąta przy pomocy kątomierzy uniwersalnych
przedstawiono na rys. 4.1 i rys. 4.2. Zakresy pomiarowe oraz uzyskiwana
dokładność dla kątomierza uniwersalnego i optycznego jest taka sama
tzn. odpowiednio O - 360° i ± 5'. Zasada pomiaru jest prosta i nie
wymaga komentarzy.
Należy pamiętać jednak aby podczas pomiaru przed zablokowaniem
położenia kątowego ramienia ruchomego kątomierza sprawdzić
prawidłowość przylegania ramion kątomierza do powierzchni mierzonego
kąta.
Rys. 4.1. Pomiar kąta płytki przy pomocy kątomierza uniwersalnego
z noniuszem (a) noniusz kątomierza (b):
l - tarcza z podziałką kątową a0 =l°,
2- ramię ruchome,
3- ramię stałe,
4- mierzony przedmiot,
5- zacisk blokujący przesuw ramienia ruchomego,
6- zacisk blokujący obrót ramienia ruchomego,
noniusz kątowy Δn = ± 5'; γ = 2,
poprzeczka ramienia stałego.
Rys. 4.2. Pomiar kąta przy pomocy kątomierza uniwersalnego z odczytem
optycznym (a) oraz obraz podziałki w okularze odczytowym (b)
Pomiary kątów metodą bezpośrednią z odczytem różnicowym przy
pomocy poziomicy optycznej
Zasadę pomiaru kąta przy pomocy poziomicy optycznej przedstawiono na
rys.4.3.
Przebieg pomiaru kąta należy przeprowadzić w następujący sposób:
- ustawić poziomicę na płycie pomiarowej i obracając tarczą 3
doprowadzić do ustawienia pęcherzyka wskaźnika 4 pomiędzy dwoma
wskazami,
- dokonać odczytu kąta y pochylenia płyty pomiarowej w okularze 8,
- ustawić mierzony przedmiot na płycie pomiarowej i dokonać pomiaru
wg rys.4.3 kąta (3 powtarzając czynności wykonywane przy pomiarze
kąta pochylenia płyty.
l Przed przystąpieniem do tego pomiaru wstępnie ustawić na
podziałce | zewnętrznej poziomicy wartość kąta uzyskaną z pomiaru
kątomierzem uniwersalnym.
- wynikiem pomiaru kąta a będzie różnica:
Uwaga! Przy odczytywaniu wskazań przyrządu należy uwzględnić znak.
Pomiary wielkości kątowych metodami pośrednimi (pomiary pochylenia i
zbieżności)
Pomiar kąta przy pomocy liniału sinusowego
l Zasadę pomiaru kąta przy pomocy liniału sinusowego przedstawiono na
irys. 4.4.
• Pomiar polega na takim dobraniu wysokości stosu płytek h aby
różniła wskazań W] - w-, czujnika wynosiła zero. Wartość
mierzonego kąta oblicza się z zależności:
W przypadku gdy w1 – w2 ≠ O należy obliczyć poprawkę c
wysokości stosu płytek z proporcji przedstawionych na rys. 4.5
Rys.4.3. Pomiar kąta przy pomocy poziomicy optycznej (a) oraz obraz
podziałki z noniuszem w okularze odczytowym (b)
1 - podstawa pomiarowa (ramię ruchome),
2 - korpus poziomicy,
3 - podziałka zewnętrzna (wstępne ustawienie wartości mierzonego
kąta),
4 - poziomica podłużna,
5 - poziomica poprzeczna (nie występuje we wszystkich wykonaniach),
6 - śruba dokładnego ustawienia kąta,
7 - osłona pokrętła śruby 6,
8 - okular mikroskopu odczytowego,
9 - śruba blokująca,
10 - wskaż podziałki zewnętrznej.
∆w = w 1- w2
Wartość mierzonego kąta należy wtedy wyznaczyć z zależności:
Metodę tę można stosować do pomiaru kąta zewnętrznego jak i do
pomiaru i kąta wewnętrznego.
Rys. 4.4. Pomiar kąta przy pomocy liniału sinusowego:
1- liniał sinusowy,
2 - stos płytek wzorcowych, 3 - czujnik, 4 - statyw czujnika,
5 - mierzony przedmiot, L - rozstaw wałeczków liniału.
Rys. 4.5. Schemat pomocniczy do wyznaczenia poprawki c
Przy obliczaniu poprawki c należy zwrócić uwagę na jej znak
algebraiczny tzn. jeżeli wskazanie czujnika przesuwanego od położenia
w1 do w2 maleje (w1 > w2 ) to poprawka ma znak minus, gdy w1 < w2-
poprawka ma znak plus.
Dobór stosu płytek h rozpocząć od wartości wstępnie obliczonej z
zleżności:
gdzie: αw - wynik wstępnego pomiaru kąta α np. kątomierzem
uniwersalnym
Pomiar kąta rozwarcia stożka przy pomocy wałeczków pomiarowych i
stosów płytek wzorcowych
Zasadę pomiaru kąta rozwarcia stożka tym sposobem przedstawia rys. 4
Rys. 4.6. Pomiar kąta rozwarcia stożka l - wałeczki pomiarowe, 2 -
stosy płytek wzorcowych, 3 - mierzony stożek.
Przebieg pomiaru kąta rozwarcia stożka przy pomocy wałeczków
pomiarowych
- ustawić mierzony przedmiot na płycie pomiarowej lub stoliku
urządzenia pomiarowego (np. długościomierza),
- dobrać dwa jednakowe wałeczki pomiarowe o średnicy ok. 5 mm,
- dokonać pomiaru wymiaru M1.
Uwaga! W przypadku trudności podejścia końcówek pomiarowych
narzędzia dokonać pomiaru wymiaru M 1 na wysokości h0 o wartości
możliwie najmniejszej. Wysokość h0 określić przy pomocy dwóch
stosów płytek wzorcowych o tej samej wartości.
- zestawić dwa stosy płytek wzorcowych o wartościach h możliwie
największych,
- dokonać pomiaru wymiaru M2
Zbieżność stożka określić z zależności:
• Pochylenie określić z zależności:
| Pomiaru wymiarów M1 i M2 można dokonać bezpośrednio przy pomocy
mikrometru lub metodą różnicową przy pomocy passametru lub
długościomierza Abbego. W przypadku dokonywania pomiaru passametrem
wykonać pomiary M1 i M2 przy pomocy suwmiarki lub mikrometru, a
uzyskane wyniki potraktować jako wymiary nastawcze dla passametru.
Wybór narzędzia do pomiaru wymiarów M1 i M2 zależy od wymaganej
dokładności pomiaru.
Przebieg ćwiczenia
Przebieg ćwiczenia obejmuje pomiary tego samego kąta przy pomocy
narzędzi i metod o różnej dokładności. Wykonanie ćwiczenia należy
rozpocząć od pomiaru wartości kąta przy pomocy kątomierza
uniwersalnego z noniuszem lub z odczytem optycznym. Następnie należy
wykonać pomiar kąta przy pomocy poziomicy optycznej. W przypadku
uzyskania różniących się wskazań (najczęściej spotykany przypadek
z uwagi na zróżnicowaną dokładność urządzeń pomiarowych) należy
sprawdzić czy zróżnicowanie wyników pomiarów zostało spowodowane
różną dokładnością narzędzi pomiarowych lub metod czy błędami
grubymi pomiarów lub niesprawnością metrologiczną narzędzi. W
przypadku poprawnie wykonanych pomiarów i sprawności metrologicznej
użytych narzędzi uzyskane wyniki pomiarów winny spełniać
przynajmniej jeden z podanych warunków :
gdzie: W1 - wynik pomiaru narzędziem o dokładności Δ1
W2 - wynik pomiaru narzędziem o dokładności Δ3 (Δ1 > Δ2)
Następnie należy wykonać pomiar przy pomocy liniału sinusowego
wyznaczyć dokładność pomiaru Δ3 i porównać z wynikami uzyskanymi
z poziomicy optycznej opisanym wyżej sposobem, przy czym jeżeli Δ3
spełnia warunek Δ3 < Δ2 to w zależnościach [1)] i [2)] wskaźnik
(1) zastępuje wskaźnikiem (2), a wskaźnik (2) wskaźnikiem (3)
jeżeli Δ3 > Δ2 to tylko wskaźnik (1) zastępujemy wskaźnikiem (3).
W dalszej kolejności należy wykonać pomiar kąta przy pomocy
wałeczków, wyznaczyć dokładność pomiaru i przeprowadzić wyżej
opisaną analizę porównania wyników z wynikami uzyskanymi z pomiarów
poziomicą optyczną lub z wynikami uzyskanymi z liniału sinusowego. Na
podstawie najdokładniejszych wyników pomiarów należy określić
klasę dokładności wykonania mierzonego kąta oraz jego zbieżność.
W tym celu należy posłużyć się tablicami C. l do C.3.
