Ćw. 24
Pomiary długości i średnicy przy użyciu suwmiarki oraz śruby
mikrometrycznej z dokładnością od 0,1mm do 0,01mm
Cel ćwiczenia:
Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z budową i zasadą pomiaru przy użyciu śruby
mikrometrycznej oraz suwmiarki. Dodatkowym zadaniem jest wyznaczenie gęstości stali,
mosiądzu i aluminium z uwzględnieniem rachunku błędu.
Opis przyrządów: Suwmiarka
Suwmiarka służy do pomiaru liniowego wymiarów niewielkich przedmiotów. Składa się ona
z podziałki metalowej zaopatrzonej w dwie prostopadłe szczęki. Jedna jest stała druga
ruchoma. Na szczęce ruchomej naniesiona jest skala noniusza. (rys. 1)
Rys. 1
Jeśli między wewnętrznymi powierzchniami pomiarowymi t.j. szczękami (3) znajdzie się
przedmiot mierzony, to jego wymiar można odczytać według położenia pokrywających się
kresek podziałki milimetrowej i noniusza. Jeżeli przyrząd jest w dobrym stanie, kreska
zerowa podziałki noniusza pokrywa się z kreską zerową podziałki głównej, przy dosuniętych
szczękach.
1
 Skala noniusza posiada odstęp 9 mm podzielony na 10 równych części. (Rys.2). Przesuwając
noniusz tak, aby jego pierwsza kreska była przedłużeniem kreski 1mm skali głównej,
uzyskamy odstęp 0,1 mm między zerem skali głównej i zerem skali noniusza. Jeżeli p-ta
kreska skali noniusza pokrywa się z p-tą kreską skali głównej, odstęp między zerem skali
głównej i zerem noniusza wynosi p/10 mm. Długość mierzona równa jest więc liczbie
podziałek odczytanych na skali głównej oraz skali noniusza.
W użyciu są również noniusze kątowe, w których 29 części skali głównej podzielona jest na
30 podziałek noniusza.
.
Rys. 2
1- podziałka główna
2- podziałka noniusza
Śruba mikrometryczna
Przyrządy mikrometryczne dzieli się na przyrządy ogólnego i szczególnego
przeznaczenia. Do przyrządów mikrometrycznych ogólnego przeznaczenia zalicza się
mikrometry zewnętrzne (z powierzchniami pomiarowymi płaskimi lub kulistymi) oraz
mikrometry wewnętrzne (szczękowe i średnicówki). Do przyrządów mikrometrycznych
szczególnego przeznaczenia należą mikrometry do drutu, blach, rur, gwintów, kół zębatych i
inne. Mikrometry pozwalają przeważnie na przeprowadzenie pomiarów z dokładnością do
0,01mm. Pomiaru dokonuje się przez zaciśnięcie na mierzonym przedmiocie biegunów
kowadełka i wrzeciona za pomocą pokrętła i sprzęgiełka. Nieruchoma tuleja z podziałką
wzdłużną współpracuje z obrotowym bębnem z podziałką poprzeczną (rys. 3).
2
Rys.3
Mikrometry pozwalają przeważnie na przeprowadzenie pomiarów z dokładnością do 0,01mm.
Pomiaru dokonuje się przez zaciśnięcie na mierzonym przedmiocie biegunów kowadełka i
wrzeciona za pomocą pokrętła i sprzęgiełka. Nieruchoma tuleja z podziałką wzdłużną
współpracuje z obrotowym bębnem z podziałką poprzeczną. (Rys.3)
Działanie mikrometru oparte jest na zasadzie proporcjonalności przesunięcia liniowego śruby,
obracającej się w nieruchomej nakrętce, do kąta obrotu. Jeżeli skok gwintu wrzeciona wynosi
P= 0,5 mm, a na bębnie wykonano n= 50 działek, to wartość działki elementarnej bębna
wynosi: 0,01mm.
Wyznaczenie średnicy drutu
a. Wyznaczyć skok śruby mikrometrycznej, tzn. wykonać pełny obrót bębna śruby i odczytać
na podziałce milimetrowej odległość o jaką przesunie się wrzeciono.
b. Zanotować jakiemu przesunięciu odpowiada obrót śruby o jedną podziałkę
3
c. Wyznaczyć położenie punktu zerowego, tzn. sprawdzić czy punkt zerowy skali na bębnie
śruby zgadza się z położeniem kreski znajdującej się na tulei śruby. Jeżeli jest przesunięty
należy uwzględnić poprawkę.
d. Odkręcić śrubę i wprowadzić drut między szczęki. Dokręcić śrubę do oporu. Odczytać
przesunięcie na skali milimetrowej i skali bębna śruby di. Pomiar powtórzyć sześć razy,
Obliczyć wartość średnią średnicy drutu dsr.
e. Wyznaczyć odchylenie standardowe S pomiaru średnicy drutu z wyrażenia (1)
S2 = Ł(dsr-di)2 / n(n-1) (1)
f. Wyznaczyć wartość błędu pomiaru średnicy "d z wyrażenia (2)
"d = tą S/(n-1)0.5 (2)
gdzie: n- liczba pomiarów, tą - współczynnik Studenta odczytany z tablic (instrukcja 17), dla
r = (n-1) stopni swobody, ą = 0.05
g. wartość rzeczywista średnicy drutu zawarta jest w przedziale d = dsr ą "d
Wyznaczenie objętości walca
Objętość walca wyznaczamy z wyrażenia (3)
V= Ą/4 D2h (3)
gdzie: D  średnica walca, h  wysokość walca
Przeprowadzenie pomiarów
a. Wykonujemy 6 pomiarów średnicy walca D, przy użyciu suwmiarki z noniuszem
b. Obliczamy średnią arytmetyczną z 6 pomiarów średnicy walca oraz wartość
odchylenia standardowego S2 według wzoru (1).
D
c. Podobnie wykonujemy 6 pomiarów wysokości h walca.
d. Obliczamy średnią arytmetyczną z 6 pomiarów wysokości walca oraz wartość
odchylenia standardowego S2 według wzoru (1).
h
4
e. Błąd pomiaru objętości walca "V wyznaczamy z wyrażenia (4)
"MV = V [S2 (2/D)2 + S2 (1/h)2 ]0.5 (4)
D h
gdzie: V  objętość walca wyznaczona na podstawie wyrażenia (1), pozostałe
symbole wprowadzono wcześniej.
f. Wyznaczyć szerokość przedziału, w którym znajduje się wartość rzeczywista
objętości walca.
g. Na podstawie masy i objętości walca wyznaczyć jego gęstość.
Wnioski końcowe
Wnioski końcowe powinny nawiązywać do wielkości wyznaczanych w ćwiczeniu oraz
uwzględnić wnioski wynikające z rachunku błędu.
5