Измерительными головками называют измерительные приборы , преобразующие малые перемещения измерительного щупа в большие перемещения стрелки по шкале . Измерительные головки используются в основном для относительных измерений, замера отклонений, неровностей, биений поверхностей валов.

Первоначально, в 1890 году были разработаны рычажные измерительные головки (миниметры, рычажные индикаторы ), затем зубчатые и рычажно-зубчатые головки (ортотесты ), рычажно-винтовые индикаторы . В 1937 году были разработаны пружинные измерительные головки .

Наибольшее распространение получили индикаторы часового типа, рычажно-зубчатые индикаторы, многооборотные индикаторы, микрокаторы , оптикаторы , электроконтактные измерительные головки .

Индикаторы часового типа

Индика́тор часово́го ти́па — измерительный прибор, предназначенный для абсолютных и относительных измерений и контроля отклонений от заданной геометрической формы детали, а также взаимного расположения поверхностей.

Конструкция

В цилиндрическом корпусе размещена реечно-зубчатая и шестерёнчатые передачи, преобразующие возвратно-поступательное движение измерительного стержня во вращательное движение стрелки прибора . В конструкцию индикатора входит пружина, исключающая люфты шестерёночных передач, то есть зацепление зубчатых колёс происходит всегда с одной стороной профиля зубьев . Обычно шкала прибора выполнена поворачивающейся, это удобно для установки нуля показаний при выполнении относительных измерений.

Стрелка индикатора чаще всего — многооборотная, обычно один оборот стрелки соответствует перемещению щупа на 1 мм. В некоторых моделях на приборе имеется вторая стрелка и малый циферблат, который показывает количество полных оборотов большой стрелки.

Наиболее распространены индикаторы с ценой деления 0,01 мм, поскольку большую точность трудно обеспечить реечно-зубчатой передачей. Большая стрелка такого прибора делает один оборот при смещении измерительного стержня на 1 мм, малая стрелка — при смещении на 10 мм.

На рабочем конце измерительного стержня большинства моделей находится твердосплавный шарик в сменной оправе, которым при измерении касаются измеряемой детали. Механизм индикатора имеет возвратную пружину, закрепленную между корпусом индикатора и стержнем. Эта пружина создает измерительное усилие на стержне .

Порядок работы с индикатором

Индикатор часового типа устанавливается в инструментальный штатив (наподобие лабораторного ). В основании штатива закреплена цилиндрическая штанга, по которой закрепляется подвижная муфта со стержнем, с закреплённым на конце индикатором. Зачастую штатив имеет магнитное основание. Магнитное основание позволяет устанавливать штативы на вертикальных и наклонных плоскостях измеряемых стальных деталей без дополнительного крепления.

Общий порядок работы с индикатором часового типа:

• Измерительный стержень вручную поднимается, на основание под индикатором помещается эталон .
• Измерительный стержень опускается на поверхность эталона, шкала индикатора перемещается на нулевую отметку.
• Измерительный стержень вручную поднимается, на основание под индикатором помещается измеряемая деталь.
• Измерительный стержень опускается на поверхность детали, шкала индикатора показывает насколько (в сотых долях миллиметра) размеры измеряемой детали отличаются от эталонной.

Для различных применений в машиностроении, индикаторы используются в составе специальных приспособлений , позволяющих измерять крупногабаритные детали (индикаторные скобы) , внутренние размеры (индикаторные нутромеры) и т. д.

Индикаторы часового типа выпускаются классов точности 0 и 1 . Погрешность измерений индикатором часового типа зависит от измеряемой величины. Так в диапазоне измерений 1—2 мм погрешность находится в пределах 10—15 мкм, а в диапазоне 5—10 мм погрешность увеличивается до 18—22 мкм .

Рычажно-зубчатые индикаторы

В отличие от индикаторов часового типа, рычажно-зубчатые измерительные головки имеют в своём составе неравноплечий рычаг , малое плечо которого связано с измерительным стержнем или непосредственно с измеряемой поверхностью, а большое плечо - обычно со вторым неравноплечим рычагом и зубчатой передачей со стрелкой. Рычажно-зубчатые измерительные головки бывают однооборотными и многооборотными . Измерительные приборы выпускаются различных типов — бокового действия с непосредственным контактом измерительного рычага с измеряемой деталью и с измерительным штоком . Индикаторы выпускаются с ценой деления 0,001 и 0,002 мм , что на порядок выше чем в индикаторах часового типа. Например, индикатор Кемпинского и Монахова, содержащий две рычажные и две зубчатые пары, имеет диапазон измерения 1 мм, цену деления 1 мкм и точность на пределе измерений менее 5 мкм .

Пружинные измерительные головки

Пружинные измерительные головки выпускаются трёх основных типов: микрокаторы, микаторы (малогабаритные) и миникаторы . Пружинные индикаторы считаются наиболее точными рычажно-механическими измерительными устройствами . В качестве чувствительного элемента используется завитая пружина со стрелкой. Перемещение связанного с измерительным стержнем рычага приводит к изменению длины пружины и повороту стрелки. Основное преимущество такой конструкции, отсутствие трения при движении стрелки, позволяет достигнуть высокой точности . Цена деления микрокатора достигает 0,1 мкм . Кроме того, приборы отличаются простотой конструкции, долговечностью работы и отсутствием мёртвого хода .

Встречаются также пружинные индикаторы для более грубых измерений — дециндикаторы с ценой деления 0,05 мм.

Пружинно-оптические измерительные головки

Пружинно-оптические измерительные головки (оптикаторы), в отличие от пружинных индикаторов вместо стрелки имеют зеркало, которое формирует изображение стрелки на шкале. Оптикаторы не имеют параллакса, присущего стрелочным приборам . Пружинно-оптические головки классифицируются некоторыми источниками как оптико-механические измерительные устройства ( оптиметры ) .

Электронные индикаторы

Индикаторы часового типа и рычажно-зубчатые индикаторы с электронной цифровой шкалой называют электронными индикаторами (не путать с электронным индикатором в электронике).

Измерительные инструменты и приспособления

Измерительные головки чаще всего для измерений устанавливаются в штативы, измерительные скобы, индикаторные нутромеры , глубиномеры и т.д.

См. также

• Штангенинструмент ( штангенциркуль )
• Микро́метр
• Измерительный механизм
• Оптиметр

Примечания

Литература

• Апарин Г.А. Допуски и технические измерения. — М. : Машгиз, 1956. — 736 с.
• Васильев А.С. Основы метрологии и технические измерения. — М. : Машиностроение, 1988. — 240 с. — ISBN 5-217-00154-2 .
• Чепурин В.Н., Никифоров А.Д. Технический контроль в машиностроении: Справочник. — М. : Машиностроение, 1987. — 512 с.
• Сорочкин Б.М. и др. Средства для линейных измерений. — Л. : Машиностроение, 1978. — 264 с.
• Белкин И.М. Средства линейно-угловых измерений. — М. : Машиностроение, 1987. — 368 с.
• Шубин И.Н., Ткачев А.Г. и др. Типовые процессы в машиностроении. — Тамбов: Издательство ТГТУ, 2007. — 84 с. — ISBN 978-5-8265-0613-4 .
• Афонасов А.И. и др. Измерение деталей индикаторными приборами: Методические указания. — Томск: Издательство ТПУ, 2009. — 12 с.
• Секацкий, В.С., Мерзликина Н.В. Методы и средства измерений и контроля: Учебное пособие. — Красноярск: ИПЦ СФУ, 2007. — 286 с.
• Зайцев С.А., Грибанов Д.Д. и др. Контрольно-измерительные приборы и инструменты: Учебное пособие. — М:: ИЦ "Академия", 2002. — 464 с. — ISBN 5-7695-0988-0 .
• «Индикаторы часового типа с ценой деления 0,01 мм. Технические условия»
• «Индикаторы многооборотные с ценой деления 0,001 и 0,002 мм. Технические условия»
• «Индикаторы рычажно-зубчатые с ценой деления 0,01 мм. Технические условия»
• «Индикаторы часового типа. Головки и преобразователи измерительные. Присоединительные размеры»
• «Головки измерительные рычажно-зубчатые. Технические условия»