Οδηγοί

Οδηγός Αγοράς για Μικρόμετρα

Μικρόμετρα

Οδηγός αγοράς και σωστής χρήσης για μετρήσεις ακριβείας.

Τι είναι το μικρόμετρο

Το μικρόμετρο αποτελεί μαζί με το παχύμετρο το πιο διαδεδομένο όργανο μέτρησης ακριβείας. Χρησιμοποιείται ευρέως στην μηχανολογία. Ο τρόπος λειτουργίας του είναι τέτοιος ώστε η δύναμη μέτρησης να είναι πάντα η ίδια. Αυτό επιτυγχάνεται με την καστάνια η οποία γυρίζει στον «αέρα» μόλις η δύναμη μέτρησης φτάσει το όριο που έχει οριστεί από τον κατασκευαστή. Για αυτόν τον λόγο το μικρόμετρο αποτελεί πιο αξιόπιστο όργανο μέτρησης από το παχύμετρο.

(Πηγή: A. Hebra, «The Physics of Metrology» (Springer, 2010), κεφ. 1 · A.W. Marshall, «Micrometers, Slide Gauge & Calipers», κεφ. IV.)

Βασική αρχή

Σταθερή δύναμη μέτρησης

Η καστάνια (ratchet) ή ο μηχανισμός τριβής αποδεσμεύεται σε προκαθορισμένη δύναμη, ώστε κάθε μέτρηση να γίνεται με την ίδια πίεση — ανεξάρτητα από τον χειριστή. Αυτό μειώνει το σφάλμα και κάνει τις μετρήσεις να έχουν επαναληψιμότητα.

(Πηγή: A.W. Marshall, «Micrometers, Slide Gauge & Calipers», κεφ. V «Details of Micrometer Construction».)

Τύποι μικρομέτρων

Τα μικρόμετρα είναι είτε ψηφιακά είτε αναλογικά.

Εξωτερικά

Για μετρήσεις εξωτερικές, π.χ. αξόνων.

Εσωτερικά (τρύπας)

Εσωτερικά ή αλλιώς τρύπας (π.χ. κυλίνδρων).

Ειδικών χρήσεων

Διαφόρων ειδών πέλματα όπως δισκία, πυράκια, μπίλιες, μύτες και πολλά άλλα.

3 επαφών

Για μετρήσεις υψηλής ακρίβειας σε κυλίνδρους και τρύπες με μεγάλη ευκολία και ταχύτητα.

Μικρομετρικές κεφάλες

Χωρίς το «πέταλο», ιδανικές για αυτοσχέδιες και εξειδικευμένες ανάγκες μέτρησης.

(Πηγή: A.W. Marshall, «Micrometers, Slide Gauge & Calipers», κεφ. IV & VII · εικόνες κατηγοριών: organametrisis.gr.)

Πώς διαβάζουμε τη μέτρηση

Πατήστε κάθε μέθοδο για περισσότερες λεπτομέρειες.

Μέτρηση 0,01 mm›

Στα μικρόμετρα εκατοστού του χιλιοστού (0,01 mm) η μέτρηση γίνεται όπως στην παρακάτω εικόνα.

Παράδειγμα ανάγνωσης

Στον βραχίονα (sleeve) διαβάζουμε τα ολόκληρα και μισά mm που έχουν αποκαλυφθεί: π.χ. 7 mm.
Στο τύμπανο (thimble) διαβάζουμε τη γραμμή που συμπίπτει με τη γραμμή αναφοράς: π.χ. 32 → 32 × 0,01 = 0,32 mm.
Άθροισμα: 7 + 0,32 = 7,32 mm.

Προσοχή: αν δεν έχει αποκαλυφθεί το μισό χιλιοστό, η ίδια ένδειξη τυμπάνου δίνει 7,82 mm — γι' αυτό ελέγχουμε πάντα αν έχει περάσει η γραμμή του μισού mm.

(Πηγή: A. Hebra, «The Physics of Metrology» (Springer, 2010), κεφ. 1.)

Με βερνιέρο — 0,001 mm›

Η κλίμακα βερνιέρου (3) στο σχεδιάγραμμα κάνει δυνατή την μέτρηση σε 0,001mm.

Όπως και στα παχύμετρα διαβάζουμε τον βερνιέρο για την μέτρηση του τελευταίου ψηφίου (στην περίπτωση αυτή τα μικρά μm) βλέποντας ποιά γραμμή του βερνιέρου συμπίπτει με την γραμμή των εκατοστών (0,01mm).

Ανάγνωση μικρομέτρου με βερνιέρο 0,001 mm

(Πηγή: A.W. Marshall, «Micrometers, Slide Gauge & Calipers», κεφ. III «Vernier scales» & κεφ. VI «How to read the micrometer».)

Με counter — 0,001 mm›

(Πηγή: A.W. Marshall, «Micrometers, Slide Gauge & Calipers», κεφ. VII «Examples of modern micrometers».)

Παράγοντες σφάλματος

Πατήστε κάθε παράγοντα για λεπτομέρειες.

Θερμική διαστολή από γυμνό χέρι›

Διαστολή μικρομέτρων λόγω θερμότητας από το χέρι

Η παραπάνω γραφική παράσταση δείχνει την διαστολή μικρομέτρων διαφορετικού μεγέθους όταν κρατιόνται με γυμνό χέρι. Η μεταφορά θερμότητας από το χέρι στο σώμα του μικρομέτρου μπορεί να προκαλέσει αρκετά μεγάλο σφάλμα λόγω της διαστολής. Για αυτόν τον λόγο κάποια μικρόμετρα έχουν πλαστική «χειρολαβή». Διαφορετικά συνιστάται η χρήση γαντιών.

(Πηγή: Mitutoyo, «Quick Guide to Precision Measuring Instruments», σ. 11 (θερμότητα από το χέρι) · W.R. Moore, «Foundations of Mechanical Accuracy» (1970), «Temperature», σ. 162 ff.)

Διεύθυνση στήριξης›

Στον παραπάνω πίνακα φαίνονται τα σφάλματα που προκύπτουν όταν το μικρόμετρο μηδενιστεί με τον πρώτο τρόπο στήριξης (κάτω και στην μέση) αλλά μετά γίνουν μετρήσεις με διαφορετικό τρόπο στήριξης. Επομένως, το ιδανικό είναι να χρησιμοποιείται ο ίδιος τρόπος στήριξης κατά την μέτρηση με αυτόν που χρησιμοποιήθηκε κατά το μηδενισμό του οργάνου.

(Πηγή: Mitutoyo, «Quick Guide to Precision Measuring Instruments», σ. 11 — «Effect of Changing Support Method and Orientation».)

Η αρχή του Abbe›

Η αρχή του Abbe δηλώνει ότι η μέγιστη ακρίβεια επιτυγχάνεται όταν ο γραμμογραφημένος άξονας μέτρησης είναι ο ίδιος με τον άξονα μέτρησης. Αυτό συμβαίνει γιατί η γωνία «θ» του κινούμενου σιαγόνα (ενός παχυμέτρου η μικρομέτρου με σιαγόνες) προκαλεί την μετατόπιση «ε» η οποία δεν μετριέται στον γραμμογραφημένο άξονα μέτρησης.

(Πηγή: Mitutoyo, «Quick Guide to Precision Measuring Instruments», σ. 11 — «Abbe's Principle».)

Σφάλματα μέτρησης›

Διάφοροι παράγοντες μπορούν να προκαλέσουν σφάλματα κατά την μέτρηση.

Σφάλμα στην μικρομετρική βίδα.
Σφάλμα επιπεδότητας & παραλληλότητας των πελμάτων.
Υπερβολική δύναμη μέτρησης.

(Πηγή: A.W. Marshall, «Micrometers, Slide Gauge & Calipers», κεφ. V & VIII · Mitutoyo, «Quick Guide to Precision Measuring Instruments», σ. 11.)

Έλεγχος παραλληλότητας μικρομέτρου με οπτικά παράλληλα

Η παραλληλότητα των πελμάτων μπορεί να μετρηθεί με οπτικά παράλληλα. Αρχικά φέρνουμε το παράλληλο σε επαφή με το ένα πέλμα και στη συνέχεια κλείνουμε με το άλλο πέλμα με την κανονική δύναμη μέτρησης. Στη συνέχεια μετράμε πόσες γραμμές φαίνονται. Η κάθε γραμμή αντιπροσωπεύει διαφορά ύψους μισού μήκους κύματος (0,32μm για κόκκινες γραμμές). Στο παρακάτω παράδειγμα η παραλληλότητα είναι περίπου 1μm. 0,32μm x 3 = 0,96μm.

Έλεγχος παραλληλότητας με οπτικά παράλληλα

(Πηγή: Mitutoyo, «Quick Guide to Precision Measuring Instruments», σ. 13 — «Testing Parallelism of Micrometer Measuring Faces».)

Έλεγχος επιπεδότητας μικρομέτρου με οπτικά παράλληλα

Η επιπεδότητα των πελμάτων μπορεί επίσης να μετρηθεί με οπτικά παράλληλα μετρώντας τον αριθμό των κόκκινων γραμμών όπως φαίνονται στο πέλμα με λευκό φως. Η κάθε γραμμή αντιπροσωπεύει διαφορά ύψους μισού μήκους κύματος (0,32μm για κόκκινες γραμμές).

Έλεγχος επιπεδότητας με οπτικά παράλληλα

(Πηγή: Mitutoyo, «Quick Guide to Precision Measuring Instruments», σ. 13 — «Testing Flatness of Micrometer Measuring Faces».)

Γενικές πληροφορίες για την χρήση μικρομέτρου

Προσεκτική επιλογή του τύπου, εύρους, ανάγνωσης κτλ αναλόγως της ζητούμενης εφαρμογής.

Αφήνουμε το μικρόμετρο και το κομμάτι προς μέτρηση να αποκτήσουν θερμοκρασία δωματίου.

Κοιτάμε τον άξονα μέτρησης με την γραμμογράφηση σε ευθεία γραμμή για να αποφύγουμε το σφάλμα parallax.

Σκουπίζουμε τα δυο πέλματα μέτρησης περνώντας ένα χαρτί ανάμεσα τους, σφίγγοντας τα και στην συνέχεια τραβώντας απαλά το χαρτί.

Χρησιμοποιούμε σωστά τον μηχανισμό σταθερής δύναμης μέτρησης.

Όταν χρησιμοποιούμε βάση στήριξης μικρομέτρου το συγκρατούμε στο κέντρο του πετάλου. Δεν σφίγγουμε υπερβολικά.

Προσπαθούμε να αποφύγουμε τις κρούσεις με άλλο αντικείμενο ή τις πτώσεις του μικρομέτρου. Επιπλέον δεν περιστρέφουμε την καστάνια με υπερβολική δύναμη. Σε περίπτωση που πιστεύετε ότι ένα όργανο έχει υποστεί κακή μεταχείριση, μπορείτε πάντα να το ελέγξετε με πρότυπα πλακίδια και οπτικά παράλληλα.

(Πηγή: A.W. Marshall, «Micrometers, Slide Gauge & Calipers», κεφ. VIII «The use of measuring instruments» · Mitutoyo, «Quick Guide to Precision Measuring Instruments», σ. 13.)