MASZYNY I MIKROSKOPY POMIAROWE
Metody i techniki pomiarów wielkości geometrycznych
1. Cel ćwiczenia
Celem ćwiczenia jest:
1. poznanie zasady działania długościomierza uniwersalnego, budowy układu odczytowego
składającego się ze wzorca kreskowy oraz spiralnego mikroskopu odczytowy (wzorce kodowe
długości)
2. poznanie budowy mikroskopu warsztatowego du\
y (wzorce kreskowe kąta, inkrementalne układy
pomiarowe kÄ…ta, wzorce kodowe kÄ…ta)
3. poznanie budowy mikroskopu warsztatowego małego,
4. poznanie zasady działania wysokościomierza
Zadania pomiarowe:
1. pomiar metodą beznaciskową średnicy otworu lub długości L pręta (bądz
płytki wzorcowej)
przedmiotu wskazanego przez prowadzÄ…cego,
2. obliczenie średnicę otworu w pomiarze długościomierzem wraz z niepewnością pomiaru na
długościomierzu
3. pomiar średnicy otworu z u\
yciem nasadki czujnikowej na MWD, obliczenie średnicy wraz z
niepewnością,
4. pomiar odległości osi dwóch otworów z u\
yciem okularu podwójnego obrazu na MWM,
5. obliczenie i narysowanie wzorca kodowego długości o dokładności 0,01mm i 0,001 mm oraz
określenie sygnału pomiarowego dla długości 25,14 mm oraz 17,862 mm.
6. pomiar średnicy otworu, pomiar odległości osi otworu od płaszczyzny, pomiar odległości osi
otworów za pomocą wysokościomierza
2. Literatura do ćwiczenia
[1] W. Jakubiec, J. Malinowski  Metrologia Wielkości Geometrycznych, WNT,
Warszawa 2004, wydanie 4 zmienione.
3. Wymagany zakres wiedzy
Nale\
y zapoznać się z następującą tematyką:
" Rodzaje maszyn pomiarowych długościomierze i wysokościomierze, mikroskopy
pomiarowe i projektory [1] rozdz. 6.
" Odczytywanie wskazania długościomierza z wykorzystaniem spirali Archimedesa
[1] rozdz. 4.2.2
" Budowa i zasada działania nasadki czujnikowej [1] rozdz. 6.
" Budowa i zasada działania głowicy podwójnego obrazu [1] rozdz. 6.
" Mikroskopy warsztatowe małe [1] rozdz. 6.4.1.
" Mikroskopy warsztatowe du\
e [1] rozdz. 6.4.2.
" Pomiar średnicy otworu długościomierzem uniwersalnym metodą beznaciskową
[1] rozdz. 10.9.
" Pomiar mikroskopem pomiarowym średnicy otworu z wykorzystaniem nasadki
czujnikowej [1] rozdz.10.10.
" Pomiar odległości osi dwóch otworów mikroskopem pomiarowym z wykorzystaniem
okularu podwójnego obrazu [1] rozdz. 10.10.
" Zapisanie zmierzonych wyników pomiarów z podaniem niepewności pomiaru
[1] rozdz.10.
1
4. Przeprowadzenie ćwiczenia
4.1. Pomiar średnicy otworu długościomierzem uniwersalnym metodą beznaciskową.
Przeprowadzić pomiar średnicy otworu metodą beznaciskową na długościomierzu
uniwersalnym (rys.1c).
Rys.1. Długościomierz poziomy w zastosowaniu do pomiarów wymiarów: a) zewnętrznych,
b) wewnętrznych, c) wewnętrznych z u\
yciem elektronicznego wskaz
nika styku, 1  wzorzec
kreskowy, 2  wrzeciono z trzpieniem pomiarowym, 3  mikroskop odczytowy ze spiralÄ…
Archimedesa, 4  przedmiot mierzony, 5  stolik pomiarowy, 6  ciÄ™\
arek, 7  krÄ…\
ki stałe, 8 
przekładka izolacyjna.
Pomiar z u\
yciem wskaz
nika elektronicznego (zwanego często  magicznym okiem ) polega
na odczytaniu mikroskopem spiralnym dwóch poło\
eń wzorca kreskowego, odpowiadającym
dotknięciom  bez nacisku  kulistej końcówki pomiarowej ze ściankami otworu.
Niepewność pomiaru oblicza się według wzoru na błędy graniczne u podanego
w  Metrologii Wielkości Geometrycznych . Wartości współczynników A i B dobrać z tabeli
10.7/241 [1].
u = (A + BL)µm ;
L => wymiar zmierzony podany w mm.
" Odczytać średnicę końcówki pomiarowej dk.
" Odczytać poło\
enie x1 wzorca na długościomierzu.
" Odczytać poło\
enie x2 wzorca na długościomierzu.
" Obliczyć średnicę przedmiotu D = I x2  x1I +dk [mm]
" Zapisać wynik pomiaru wraz z niepewnością pomiaru.
4.2. Pomiar średnicy otworu mikroskopem warsztatowym du\
ym z wykorzystaniem
nasadki czujnikowej.
Przeprowadzić pomiar średnicy otworu mikroskopem warsztatowym z wykorzystaniem
nasadki czujnikowej (rys. 2)
2
Rys.2 Nasadka czujnikowa: a) schemat optyczny, b) widok w okularze głowicy
goniometrycznej; 1  trzpień pomiarowy, 2  zwierciadło, 3  płytka z trzema parami
kresek, 4  z
ródło światła, 5  głowica goniometryczna
Wskazania mikroskopu x2 i x1 odczytuje się w dwóch poło\
eniach trzpienia pomiarowego o
średnicy końcówki dk, gdy widoczne w okularze podwójne kreski (bisektory) nasadki
obejmujÄ… symetrycznie pionowÄ… liniÄ™ krzy\
a głowicy goniometrycznej (rys. 2b).
" Odczytać średnicę końcówki pomiarowej dk.
" Odczytać poło\
enie x1 nasadki na mikroskopie warsztatowym.
" Odczytać poło\
enie x2 nasadki na mikroskopie warsztatowym.
" Obliczyć średnicę przedmiotu D = I x2  x1I +dk [mm]
" Zapisać wynik pomiaru wraz z niepewnością pomiaru.
Przy pomiarze na mikroskopie warsztatowym du\
ym niepewność pomiaru u oblicza się
zgodnie ze wzorem:
u = (A + BL)µm ;
L => wymiar zmierzony podany w mm.
4.3. Pomiar odległości osi dwóch otworów mikroskopem pomiarowym
z wykorzystaniem okularu podwójnego obrazu.
Przeprowadzić pomiar odległości osi dwóch otworów (rys.3) mikroskopem pomiarowym
z wykorzystaniem okularu podwójnego obrazu.
3
Rys.3 Pomiar odległości osi dwóch otworów
Na stoliku kładzie się przedmiot z dwoma otworami. Współrzędne x i y odczytujemy ze śruby
mikrometrycznej, gdy widoczne dwa obrazy (rys. 4a) otworu doprowadzimy ruchem stolika,
a\
do pokrycia się ze sobą (rys. 4b). W ten sposób uzyskujemy pokryty obraz podwójny na
osi optycznej mikroskopu. Czynność powtarzamy dla drugiego otworu.
Rys.4 Obraz otworu przed i po pokryciu
" Odczytać poło\
enie x1 osi pierwszego otworu mikroskopie warsztatowym.
" Odczytać poło\
enie y1 osi pierwszego tworu mikroskopie warsztatowym.
" Odczytać poło\
enie x2 osi drugiego otworu mikroskopie warsztatowym.
" Odczytać poło\
enie y2 osi drugiego otworu mikroskopie warsztatowym.
" Obliczyć odległość osi otworów.
" Zapisać wynik wraz z niepewnością pomiarów.
Pomiar odległości osi otworów wykonuje się metodą pośrednią.
P = "x2 + "y2
gdzie:
"x = x2 - x1
"y = y2 - y1
Niepewność pomiaru dla wymiaru pośredniego uzyskuje się ze wzoru:
2
2
"P ëÅ‚ öÅ‚
"P
ëÅ‚ öÅ‚
2 2
uP = Ä… Å"ux + ìÅ‚ ÷Å‚ Å" u
ìÅ‚ ÷Å‚
y
ìÅ‚ ÷Å‚
"x "y
íÅ‚ Å‚Å‚
íÅ‚ Å‚Å‚
"P 1 "x
= Å" 2"x =
"x P
2 "x2 + "y2
"P 1 "y
= Å" 2"y =
"y P
2 "x2 + "y2
Niepewność pomiaru w osi x i y oblicza się wg wzoru:
ux, y = (A + BL)µm ;
L => wymiar zmierzony podany w mm.
4
Wartości współczynników A i B dobrać z tablicy 1.
Tablica 1. Wartości współczynników A, B, C dla pomiarów mikroskopami warsztatowymi
Technika OÅ› Mikroskop warsztatowy
pomiarowa pomiarowa MWD MWM
A B C A B C
Oświetlenie
X 5 1/28 1/3000 5 1/20 1/1500
dolne i górne,
Y 5 1/14 1/1000 4 1/16 1/330
nasadka czujnikowa
Pomiar średnicy
wałka
X 8 1/9  7 1/7 
zamocowanego w
kłach
4.4. SporzÄ…dzanie sprawozdania.
" Sprawozdanie nale\
y sporządzić wg wytycznych podanych w instrukcji pisania
sprawozdania.
5. Pytania kontrolne
1. Podaj charakterystykę metrologiczną długościomierzy?
2. Wyjaśnij sposób odczytywania wskazań za pomocą mikroskopu spiralnego?
3. Podaj charakterystykę metrologiczną mikroskopów pomiarowych?
4. Opisz wzorce inkrementalne i uzasadnij ich zalety?
5. Podaj wzór na obliczenie niepewności pomiaru dla pomiaru odległości osi dwóch
otworów?
6. Opisz zasadę działania nasadki czujnikowej?
7. Opisz pomiar odległości osi otworów przy u\
yciu mikroskopu z okularem
podwójnego obrazu?
5
KARTA POMIARÓW
Ćwiczenie.2. MASZYNY I MIKROSKOPY POMIAROWE
1. Pomiar średnicy otworu długościomierzem uniwersalnym metodą beznaciskową.
Rys.1 pomiar średnicy
Wskazania na długościomierzu: x1 = x2 =
Średnica końcówki pomiarowej: dk =
Åšrednica przedmiotu:
Współczynniki do obliczenia
A = B =
niepewności
Niepewność pomiaru:
Wynik pomiaru wraz z niepewnością:
2. Pomiar średnicy otworu mikroskopem warsztatowym du\
ym z wykorzystaniem nasadki
czujnikowe
Rys.1 pomiar średnicy
Wskazania na mikroskopie: x1 = x2 =
Średnica końcówki pomiarowej: dk =
Åšrednica przedmiotu:
Współczynniki do obliczenia
A = B =
niepewności
Niepewność pomiaru:
Wynik pomiaru wraz z niepewnością:
3. Pomiar odległości osi dwóch otworów mikroskopem pomiarowym z wykorzystaniem okularu
podwójnego obrazu.
Rys.1 pomiar odległości osi
Wskazania poło\
enia pierwszego otworu
x1 = y1 =
na mikroskopie:
Wskazania poło\
enia pierwszego otworu
x2 = y2 =
na mikroskopie
Odległość osi P:
Współczynniki do obliczenia niepewności
A = B =
dla osi X
Współczynniki do obliczenia niepewności
A = B =
dla osi Y
Niepewność pomiaru w osi x i w
osi y:
Niepewność pomiaru odległości
osi:
6
Wynik pomiaru wraz z niepewnością:
7
 8