Принцип работы
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3
ИЗМЕРЕНИЕ РАЗМЕРОВ С ПОМОЩЬЮ КАТЕТОМЕТРА В-630
Цель работы:
1. Изучение конструкции и принципа работы катетометра В-630.
2. Определение размеров с помощью катетометра В-630.
Общие сведения
Назначение
Катетометр В-630 предназначен для бесконтактного измерения вертикальных координат изделий, расположенных в местах, труднодоступных для непосредственного измерения.
Катетометр В-630 должен эксплуатироваться при температуре (20+2) С, относительной влажности воздуха (65+20) %, атмосферном давлении от 84 до 107 кПа от (630 до 800 мм рт.ст.).
Исполнение катетометра УХЛ категории 4.1. ГОСТ 15150-69.
По способу защиты человека от поражения электрическим током катетометр относится к классу 1 ГОСТ 12.2.007.-75.
Технические характеристики
Таблица 1
| Наименование, единица измерения | Величина | |
| По ТУ | Фактическая | |
| Предел микрометрической | ||
| подачи | ||
| каретки но вертикали, не | ||
| менее | ||
| Увеличение визирной трубы | 3,9+0,2 | 3,9 |
| для рас- | ||
| стояния, равного 1м от | ||
| объектива трубы | ||
| до объекта измерения | ||
| Увеличение визирной | 15,4+0,8 | 15,6 |
| трубы, установ | ||
| ленной па бесконечность | ||
| Диаметр выходного зрачка, | 2,9+0,15 | 2,88 |
| мм | ||
| Удаление выходного зрачка, | 16,2+0,8 | 16,1 |
| мм | ||
| Предел допускаемой погрешности ка- | при L-600 | |
| тетометра мкм, не более | +(10+ЬЛ00) |
L - интервал расстояний от переднего торца объектива трубы до объекта измерения в мм.
Предел измерения по вертикали, мм 0-630
Интервалы расстояний от защитного стекла до объекта, мм:
с насадочными линзами 280-480
420-810
700-1810
без посадочных линз 1810- ос
Поворот колонки вокруг оси 0-360°.
Цена наименьшего деления отсчетного устройства, мм, не более 0,01.
Цена деления ампулы круглого уровня 5' +1'.
Вероятность безотказной работы за время 2500 час. На менее 0,96.
Установленная календарная продолжительность безотказной эксплуатации,
лет, не менее 5.
Установленный полный ресурс, ч, не менее 15000.
Установленный полный срок службы, лет, не менее 10.
Габаритные размеры, мм, не более
ширина 460
длина 480
высота 1400
Масса, кг, не более 72.
Напряжение питания лампы катетометра, В 3,5+0,35. Напряжение питающей сети, В, 220+22. Частота, Гц, 50+1.
Драгоценных материалов катетометр не содержит.
Сведения о применении в катетометре цветных металлов и сплавов приведены приложении.
Принцип работы
Принцип работы прибора основан на сравнении измеряемой длины (расстояния между двумя точками объекта) с миллиметровой шкалой прибора путем последовательного визирования визирной трубы на начало и конец измеряемого отрезка.
Оптическую систему прибора составляет визирная труба, отсчетный микроскоп и система блока уровня (рис.1).
Визирная труба состоит из объектива 6, 7, 8, сменных насадочных линз 3,4,5, фокусирующей линзы 9, сетки 10, окуляра. 11, 12, 13, который служит одновременно окуляром отсчетного микроскопа, зеркал 2 и защитного стекла 1.
Миллиметровая шкала 21 освещается отраженным светом от склеенного с ней зеркала 22. Шкала подсвечивается лампой 28.
Лучи, отражаясь от зеркала 24, установленного под углом 45, проходят через параллельные грани призмы 19 и микрообъектив 20,23.
Затем изображение шкалы, освещенное отраженным от зеркала 22 светом, через призму 19 проектируется микрообъективом на масштабную сетку 18, отражается от призмы 17: проходит оборачивающую систему линз 14, 16 и попадает на призму сетки окуляра.
Передача изображения пузырька уровня осуществляется через призменное устройство, состоящее из призм 31, 32, 29. Лучи от концов пузырька уровня отражаются от скошенных граней призм 31, 32 и через призму 29 направляются в прямоугольную призму 33, преломляются в ней, входят в объектив 34, затем через призму сетки окуляра попадают в поле зрения окуляра. Изображения концов пузырька уровня видны в поле зрения окуляра разрезанными вдоль пополам. Когда пузырек уровня установится посредине ампулы, изображения его концов совместятся. При наклоне оси уровня изображения концов пузырька видны несовмещенными.
Таким образом, в поле зрения окуляра (рис.2) видны одновременно изображения измеряемого объекта, шкалы, масштабной сетки и концов пузырька уровня.
Визирная труба, блок уровня и отсчетный микроскоп ориентированы на одной каретке. Визирование на выбранные точки измеряемого объекта осуществляется перемещением каретки по колонке вдоль миллиметровой шкалы, а также вращением колонки вокруг вертикальной оси.
Масштабная сетка разделена в вертикальном и горизонтальном направлении на десять частей. Отсчетный микроскоп установлен так, что десять горизонтальных биссекторов сетки укладываются между двумя штрихами миллиметровой шкалы: следовательно, в вертикальном направлении каждому биессктору соответствует одна десятая миллиметра. В горизонтальном направлении десятая часть биссектора равна одной сотой миллиметра. Тысячные доли миллиметра (микроны) оцениваются на глаз в долях делений.
1.4. Конструкция
Катетометр состоит из основания, колонки и измерительной каретки с визирной трубой и отсчетным микроскопом (рис. 4.3).
Внутри основания 18 на специальных шариках установлена колонка 3. Колонку можно поворачивать вокруг вертикальной оси с помощью рукояток 16. Микрометрическая подача колонки осуществляется вращением винта 20 при закрепленном винте 21 и отпущенном винте 17. В вертикальное положение установка колонки производится регулируемыми опорами 17 по круглому уровню 2, с ампулой АШ5' - ГОСТ 2386-73.
Внутри колонки вмонтирована 630-миллиметровая стеклянная шкала в оправе, видимая в отраженном свете. Сбоку на колонке укреплена направляющая планка, предотвращающая разворот каретки при ее движении.
Измерительная каретка 8, несущая визирную трубу 13 и отсчетный микроскоп, перемещается по колонке на шарикоподшипниках, расположенных под углом 120°. Грубое перемещение каретки по вертикали производится от руки при открепленном винте 7, точное - с помощью микрометрического винта 4 при закрепленном винте 7. Каретка, уравновешена противовесом, расположенным внутри колонки. Противовес соединен с кареткой стальным тросом 10, переброшенным через направляющий ролик 9.
Визирная труба имеет фокусирующую линзу, с помощью которой осуществляется наводка на резкость изображения выбранных точек измеряемого объекта. Фокусирующая линза перемещается вращением маховичка 11. Внизу на тубусе визирной грубы жестко укреплен высокоточный цилиндрический уровень 14, с ампулой АЦКНП4" - 14*124 ГОСТ 2386-73. Уровень согласован с визирной осью визирной трубы так, что при совмещении изображений концов пузырька уровня, как показано на рис.4, визирная ось принимает строго горизонтальное положение. Установка визирной трубы в вертикальной плоскости по уровню производится микрометрическим винтом 15.
Наводка на резкость изображений масштабной сетки, штрихов шкалы, измеряемого объекта и пузырька уровня, наблюдаемых в одном поле зрения, производится окуляром 6. Окуляр имеет диоптрийную шкалу с пределами наводки +5 диоптрий.
Сменные насадочные линзы 12 позволяют вести наблюдение объекта, расположенного на расстоянии 280-1810 мм от защитного стекла. Линзы устанавливаются в специальную прорезь визирной трубы в зависимости от выбранного расстояния до объекта.