CHƯƠNG 4 : CƠ SỞ ĐO LƯỜNG
4.5. Th−ớc có du xích
Thước cú du xớch cú những đặc điểm sau:
- Độ chớnh xỏc cao hơn thước khụng cú du xớch. thước cú du xớch dễ dàng đo được cỏc kớch thước chớnh xỏc tới 0,1mm ; 0,05mm hoặc 0,02mm, dựng theo cấu tạo du xớch của từng loại thước.
Thước cú du xớch gồm cỏc loại thước cặp, thước đo chiều sõu, thước đo chiều cao.
4.5.1. Thước cặp:
a) Cụng dụng:
Thước cặp là dụng cụ đo phổ biến trong đo lường kỹ thuật, thước cặp dựng để đo cỏc kớch thước bờn ngoài (chiều dài, chiều rộng, chiều cao, đường kớnh), cỏc kớch thước bờn trong (đường kớnh lỗ, chiều rộng rúnh); thước cặp 1/10 cũn đo được chiều sõu cỏc bậc, lỗ, rúnh.
Thước cặp 1/10 đo chớnh xỏc đến phần mười của milimột nờn thường dựng để kiểm tra những kớch thước cú độ chớnh xỏc thấp.
Thước cặp 1/20; 1/50 đo chớnh xỏc tới 0,05mm và 0,02mm nờn thường dựng kiểm tra kớch thước tương đối chớnh xỏc.
b) Cấu tạo: Hỡnh 2.1 mụ tả cấu tạo một thước cặp thụng dụng gồm: thõn trước chớnh (1) mang mỏ đo cố định (4), khung trượt (2), con trượt (6); trờn thõn trước cú chia khoảng kớch thước theo milimột. trờn khung trượt (2) cú mỏ động (5), du xớch (3) và vớt (10), trờn con trượt (6 )cú vớt (7) và đai ốc (8).
Mỏ động 5 cú thể xờ dịch bằng tay hoặc di động nhỏ bằng cỏch cố định con trượt 6 nhờ vớt 7 và đai ốc 8. Vớt 10 dựng húm cố định khung trượt 2, du xớch 3 và mỏ động 5 với thước chớnh 1.
Trờn thước cặp hiện đại thay cho du xớch bằng mặt đồng hồ cơ hoặc hiện số, kết quả đo được đọc ngay trờn đồng hồ
Nguyên lý du xích:
Khoảng cỏch giữa hai vạch trờn du xớch nhỏ hơn khoảng cỏch giữa hai vạch trờn thước chớnh, cứ (n) khoảng cỏch du xớch thỡ bằng (n-1) khoảng cỏch trờn thước chớnh. Nếu gọi khoảng cỏch giữa hai vạch trờn thước chớnh là a, khoảng cỏch giữa hai vạch trờn du xớch là b (hỡnh 2.2), thỡ ta cú biểu thức: ăn -1) = bn
hay an – a = bn an – bn = a a - b = a/n
Vậy hiệu số dài mỗi khoảng trờn thước chớnh và trờn du xớch bằng tỷ số giữa độ dài mỗi khoảng trờn thước chớnh và khoảng cỏch trờn du xớch.
Tỷ số là giỏ tri của mỗi vạch trờn du xớch hay là giỏ trị của thước: Dựa trờn nguyờn lý đú người ta chế tạo du xớch của thước cặp như sau: - Khoảng cỏch giữa hai vạch trờn thước chớnh a = 1mm.
- Thước cặp 1/10 : Du xớch chia n = 10 nờn tức là giỏ trị của thước là 0.1mm
- Thước cặp 1/20 : Du xớch chia n = 20 nờn giỏ tri của thước đo là 0,05mm.
- Thước cặp 1/50 : Du xớch của thước chia n = 50
Giỏ trị của thước là 0,02mm.
Để việc đo được rừ ràng thường ở thước cặp 1/10 lấy 19mm chia du xớch ra làm 10 khoảng. Thước cặp 1/20 lấy 39mm chia du xớch ra làm 20 khoảng, nhưng giỏ trị của du xớch vẫn khụng thay đổị Cỏch đọc trị số đo trờn thước cặp: 10 a 15 20 0 5 b 10 Hình 2.2 Nguyên lý du xích 0,1mm, 10 1 n a 0,05mm, 10 1 n a 0,02mm. 50 1 n a n a
Khi đo, xem vạch “0” của du xớch ở vị trớ nào của thước chớnh ta đọc được phần nguyờn của kớch thước ở trờn thước chớnh.
Xem vạch nào của du xớch trựng với vạch của thước chớnh ta đọc được phần lẻ của kớch thước theo vạch đú của du xớch (tại vị trớ trựng nhau).
Kớch thước đo xỏc định theo biểu thức sau: Trong đú:
L: Là kớch thước đọ
M: Là số vạch của thước chớnh nằm phớa trỏi vạch “O” của du xớch. K: Là vạch của du xớch trựng với vạch của thước chớnh
: Là giá trị của th−ớc . Trờn hỡnh 2.3 M: Vạch số 35 mm trờn thước chớnh . K: Vạch thứ 8 trờn du xớch a = 1 mm n = 20.
Vậy kớch thước đo được là :
c) Cỏch đo:
Trước khi đo cần kiểm tra xem thước cú chớnh xỏc khụng. Thước chớnh xỏc Khi hai mỏ đo của thước khớt vào nhau thỡ vạch “0” của du xớch trựng với vạch “0” của thước chớnh.
Khi đo, giữ cho hai mặt phẳng của thước song song với kớch thước cần đo; đẩy nhẹ mỏ động vào gầm sỏt vạch đo ; vặn vớt 7 hóm con trượt 6 với trục chớnh, vặn đai ốc 8 cho mỏ động từ từ tiếp xỳc với vật đọ
Chỳ ý:
- Phải kiểm tra xem mặt vật đo cú sạch khụng, cú “bavia” khụng ; đo trờn tiết diện trũn phải đo theo hai chiều , đo trờn chiều dài phải đo ở 3 vị trớ thỡ kết quả đo mới chớnh xỏc.
- Trường hợp phải lấy thước ra khỏi vị trớ đo mới được đo trị số đo, thỡ vặn vớt 10 hóm cố định khung trượt 2 với kớch thước chớnh là 1.
- Khi đo kớch thước bờn trong (chiều rộng rónh, đường kớnh lỗ…) nhớ cộng thờm kớch thước của hai mỏ đo và trị số đo trờn thước (thường kớch thước của hai mỏ đo a = 10mm). Phải đặt hai mỏ thước đỳng vị trớ đường kớnh lỗ và cựng đo theo hai chiều (hỡnh 62).
n a k m L n a n a k m L 35,4 mm 20 1 8 35 Hỡnh 2.3 Đọc trị số trờn thước cặp
d) Cỏch bảo quản:
Khụng được dựng thước để đo khi vật đang quay, khụng đo cỏc mặt thụ, bẩn. Khụng ộp mạnh hai vỏ đo vào vật đo, làm như vậy kớch thước đo được khụng chớnh xỏc và thước bị biến dạng.
Cần hạn chế việc lấy thước ra khỏi vật đo để đọc trị số trỏnh cho mỏ thước đo bị mũn.
Thước đo xong phải đặt đỳng vị trớ ở trong hộp, khụng đặt thước lờn trờn những dụng cụ khỏc hoặc đặt cỏc dụng cụ khỏc lờn thước.
Luụn giữ cho thước khụng bị bụi bẩn bỏm vào thước, nhất là bụi đỏ mài, phoi gang, dung dịch tướị
Hàng ngày hết ca làm việc, phải lau chựi thước bằng giẻ sạch và bụi dầu mỡ bảo quản.
4.5.2. Panme đo ngoài
a) Cụng dụng: Panme là dụng cụ đo cú cụng dụng tương tự như thước căp, pan me đo ngoài dựng đo cỏc kớch thước : Chiều dài, chiều rộng, độ dày, đường kớnh ngoài của chi tiết.
Panme đo ngoài cú nhiều cỡ, giới hạn đo của từng loại là: 0 - 25 ; 25 - 50; 50 - 75 ; 75 - 100 ; 100 - 125 ; 125 - 150 ; 150 - 175 ; 175 - 200 ; 200 - 225 ; 225 - 250 ; 250 - 275 ; 275 - 300 ; 300 - 400 ; 400 - 500 ; 500 - 600 mm. 2 mỏ đo 2 mỏ đo d = L+a L Hình 2.4 Dùng th−ớc cặp đo lỗ
a
b
Hình 2.6 Cách dọc trị số trên th−ớc panme b) Cấu tạo panme đo ngoài : như hỡnh 2.5, gồm :
Thân 1 ghép chặt với đầu đo cố định 2 và ống 3. Đầu bên phải của ống 3 có xẻ 3 r]nh và có ren trong để ăn khớp ren với phần cuối của đầu động 4, bên ngoài có ren côn để vặn đai ốc 5 để điều chỉnh độ hở giữa vít 4 và đai ốc 3.
Vít 4, một đầu là đầu đo động, một đầu lắp cố định với ống 6 bằng nắp 7 .
Trờn ống 3 cú khắc vạch 1mm và 0,5 mm. Trờn mặt cụn 6 được chia ra 50 vạch bằng nhaụ Bước ren của vớt vi cấp 4 là 0,5mm. Vỡ vậy khi ống 6 dịch xoay đi 1 vạch (xoay 1/50 vũng) thỡ vớt 4 tịnh tiến được một đoạn. Ta núi giỏ trị mỗi vạch trờn thước động (ống 6) là 0,01 mm.
Trờn panme cũn cú nỳm 8 ăn khớp với một chốt dựng để giới hạn ỏp lực đọ Khi mỏ đo 4 tiếp xỳc với
vật đo đủ ỏp lực cần thiết, ta vặn nỳm 8, cỏc răng sẽ trượt trờn nhau làm cho thước động 6 và đầu đo động 4 khụng quay và khụng tiến thờm được nữạ Đai ốc 10 dựng hóm chặt đầu đo động 4 với ống 3
cho khỏi xờ dịch khi đọc kết quả đo.
c) Cỏch sử dụng:
Cỏch đọc trị số đo trờn panme:
Dựa vào mộp thước động 6, đọc được số milimột và nửa milimột ở trờn ống cố định số 3.
Dựa vào vạch chuẩn trờn ống cố định số 3, đọc được số phần trăm milimột ở trờn mặt cụn của thước đo động 6.
Vớ dụ : Đọc trị số đo trờn panme như ở hỡnh 2.6
Trờn hỡnh 2.6a : Theo mộp ống 6 ta đọc được 6mm ở trờn ống 3. Theo vạch chuẩn trờn ống 3, ta đọc được 44 x 0,01= 0,44 mm trờn phần cụn của thước động 6. Vậy trị số đo là:
L = 6 mm + 0,44 mm = 6,44 mm. Trờn hỡnh 2.6b : Trị số đo là : L = 11,5 + 0,03 = 11,53 mm.
Khi đọc trị số cần chỳ ý phõn biệt rừ vạch milimột ở trờn ống 3 và chiều đỏnh số ở trờn mặt cụn của ống 6.
d) Cỏch đo:
Trước khi đo, phải kiểm tra xem panme cú chớnh xỏc khụng. Panme chớnh xỏc khi hai mỏ đo tiếp xỳc đều và khớt với nhau thỡ vạch “0” trờn mặt cụn của ống 6 thẳng hàng với vạch chuẩn trờn ống 3; vạch “0” trờn ống 3 trựng với mộp ống 6 (đối với loại panme 0-25 mm).
Ngoài ra cú thể dựng căn mẫu kiểm tra số đọc trờn panme cú đỳng với kớch thước căn mẫu khụng. Trong trường hợp khụng đạt được những yờu cầu trờn cú thể điều chỉnh bằng cỏch vặn nỳm 8 ra, sau đú xoay cho ống 6 để đạt được cỏc yờu cầu trờn rồi hóm nỳm 8 lạị
Khi đo tay trỏi cầm thõn panme, tay phải vặn cho đầu đo tiến sỏt vật đo đến khi gần tiếp xỳc thỡ vặn nỳm 8 cho đầu đo kết thỳc với vật đỳng ỏp lực đọ
Cần chỳ ý :
Phải giữ cho đường tõm của hai mỏ trựng với kớch thước cần đọ Trường hợp này phải lấy panme ra khỏi vị trớ đo mới đọc được trị số đo thỡ cần vặn đai ốc 10 để hóm cố định đầu đo động trước lỳc lấy panme ra khỏi vật đọ
e) Cỏch bảo quản:
Khụng được dựng panme đo khi vật đang quay, khụng đo cỏc mặt thụ, bẩn. Khụng vặn trực tiếp ống 6 để mỏ đo ỏp vào vật đo; vỡ khi mỏ đo đó tiếp xỳc với vật đo, nếu ta vặn ống 6 dễ làm cho vớt, đai ốc bị hỏng ren.
Khụng nờn lấy thước ra khỏi vị trớ đo mới đọc để giảm bớt ma sỏt giữa mặt của đầu đo với vật đo, trừ trường hợp cần thiết
Cỏc mặt đo của thước cần phải giữ gỡn cẩn thận, cần trỏnh những va chạm làm sõy sỏt hoặc biến dạng mỏ đọ Trước khi đo, phải lau sạch vật đo và mỏ đo của panmẹ
Hình 2.7 Đọc trị số trên pan me
Hình 2.8 Cấu tạo của panme đo trong
Khi dựng xong phải lau chựi panme bằng giẻ sạch và bụi dầu mỡ (nhất là hai mỏ đo), nờn siết đai ốc 10 để cố định mỏ đo động và đặt panme vào đỳng vị trớ ở trong hộp. Nếu dựng lõu ngày, ren của vớt 4 và đai vớt 3 của panme bị mũn làm giảm độ chớnh xỏc. Để khử độ “giơ” giữa vớt và đai ốc ta điều chỉnh đai ốc 5 thụng qua ren cụn làm đai ốc 3 khớt lại (hỡnh 2.6).
4.5.3. Panme đo trong
a) Cụng dụng: Panme đo trong dựng để đo đường kớnh lỗ, chiều rộng rónh từ 50 mm trở lờn.
b) Cấu tạo: Panme đo trong cú cấu tạo như hỡnh 2.8, gồm : Thõn 1 trờn cú lắp đầu đo cố định 6, nắp 8, vớt hóm 7. Phớa phải của thõn 1 cú ren trong để lắp vớt vi cấp 2. Vớt 2 được giữ cố định với ống 3 bằng nắp 4 và trờn đú cú đầu đo động 5. Panme đo trong khụng cú bộ phận khống chế ỏp lực đọ
Đ ể mở rộng phạm vi đo, mỗi panme trong
bao giờ cũng kốm theo những trục nối cú chiều dài khỏc nhau hỡnh 2.8c. Như vậy chỉ dựng một panme đo trong cú thể đo được nhiều kớch thước khỏc nhau như : 75 – 175 ; 75 – 600 ; 150 – 1250 mm v.v..
c) Cỏch đo: Cỏch đo, đọc trị số đo trờn panme đo trong cũng giống như panme đo ngoàị Nhưng cần chỳ ý, khi panme cú lắp trục nối thỡ kết quả đo bằng trị số đọc trờn panme cộng thờm chiều dài trục nốị
Khi đo, cần chỳ ý giữ panme ở vị trớ cõn bằng,
nếu đặt lệch, kết quả đo sẽ kộm chớnh xỏc. Trỏnh vặn quỏ mạnh để khụng làm hỏng panmẹ
4.5.4. Panme đo sõụ
a) Cụng dụng: Panme đo sõu dựng để đo chớnh xỏc chiều sõu cỏc rónh, lỗ bậc và bậc thang.
b) Cấu tạo: Panme đo sâu có cấu tạo cơ bản
t−ơng tự panme đo ngoàị Chỉ khác thân 1 thay bằng cần ngang có mặt đáy phẳng để đọ
Panme đo sâu có những đầu đo thay đổi để đo các độ sâu khác nhau : 0 – 25 ; 25 – 50 ; 50 – 75 ; 75 – 100 mm (hình 2.9).
Khi sử dụng, đặt thanh ngang lên mặt r]nh hoặc bậc, vặn núm cho đầu đo tiếp xúc với đáy r]nh. Cách đọc số đo giống nh− đọc panme đo ngoài nh−ng cần chú ý là số ghi trên các ống
trong và ống ngoài đều ng−ợc chiều so với số ghi trên panme đo ngoàị
4.6. Đồng hồ so
a) Cụng dụng,
Đồng hồ so được dựng nhiều nhất trong việc kiểm tra sai lệch hỡnh dạng hỡnh học của chi tiết gia cụng như độ cong, độ cụn, độ ụvan v.v… đồng thời cú thể kiểm tra vị trớ tương đối giữa cỏc chi tiết lắp ghộp với nhau hoặc giữa cỏc mặt trờn chi tiết như độ song song, độ vuụng gúc, độ đảo, độ khụng đồng trục,…
Đồng hồ so cũn được dựng trong việc kiểm tra hàng loạt khi kiểm tra kớch thước chi tiết bằng phương phỏp so sỏnh.
b) Cấu tạo: Đồng hồ so được cấu tạo theo nguyờn tắc chuyển động của thanh răng và bỏnh răng, trong đú chuyển động lờn xuống của thanh đo được truyền qua hệ thống bỏnh răng làm quay kim đồng hồ ở trờn mặt số.
Hệ thống truyền động của đồng hồ so được đặt trong thõn 1, nắp 2 cú thể quay được cựng với mặt số lớn 4 để điều chỉnh vị trớ mặt số khi cần thiết (hỡnh 2.10).
Mặt số lớn của đồng hồ chia ra 100 vạch ; thường giỏ trị mỗi vạch bằng 0,01 mm nghĩa là khi thanh đo 9 dịch chuyển lờn xuống một đoạn 0,01 mm thỡ kim lớn 3 quay đi một vạch. Khi kim 3 quay hết một vũng (100 vạch ) thỡ thanh đo 9 di
chuyển một đoạn L = 0,01 100 = 1 mm lỳc đú kim nhỏ 6 trờn mặt số 7 quay đi
một vạch. Giỏ trị mỗi vạch trờn vạch số nhỏ là 1mm.
Thanh đo 9 cú lắp đầu đo 10, nú xuyờn qua thõn đồng hồ và dịch chuyển lờn xuống trong ống 8. 1:Vỏ bảo vệ 2: Mặt kính bảo vệ 3: Kim đồng hồ lớn 4: Mặt số đồng hồ lớn 5: Núm điều chỉnh 6: Kim đồng hồ nhỏ 7: Mặt số đồng hồ nhỏ 8: ống tr−ợt 9: Thanh đo 10: Đầu đo Sơ đồ nguyờn lý của đồng hồ so như ở hỡnh 2.10b. Thanh đo 9 chuyển động lờn xuống thụng qua đoạn thanh răng (trờn thanh 9) làm quay bỏnh răng Z1 = 16 răng, bỏnh răng Z2 = 100 răng, lắp cựng trục với Z1 quay làm quay Z3 = 10 răng và kim lớn 3 quaỵ Trờn trục của bỏnh răng Z4 cú lắp kim đồng hồ nhỏ 6. Lũ xo 12 cú tỏc dụng giữ cho kim đồng hồ luụn ở vị trớ cõn bằng ; lũ xo 11 giữ cho thanh đo luụn đi xuống tạo ỏp lực đo trong đồng hồ so khoảng 80 ~ 200 gam.
c) Cỏch sử dụng:
Hình 2.9 Panme đo chiều sâu
Hình 2.10 Đồng hồ so
Trước hết gỏ đồng hồ lờn giỏ đỡ vạn năng hoặc lờn đồ gỏ riờng (hỡnh 2.11), sau đú tuỳ theo từng trường hợp sử dụng mà điều chỉnh cho đầu đo tiếp xỳc với vật cần kiểm trạ
Điều chỉnh mặt số lớn cho kim đồng hồ chỉ đỳng vị trớ số “0”. Di chuyển đồng hồ so cho đầu đo của đồng hồ tiếp xỳc suốt trờn mặt khi cần kiểm tra ; vừa di chuyển đồng hồ vừa theo dừi chuyển động của kim. Đồng hồ quay bao nhiờu vạch tức là thanh đo đó di chuyển bấy nhiờu phần trăm milimột, từ đú suy ra độ sai của