Микрометр: как читать и пользоваться инструментом точных измерений

Что такое микрометр?

Микрометр — измерительный прибор для невероятно точных измерений. Большинство микрометров измеряют с точностью до одной тысячной доли дюйма (0.001")! Такая точность необходима, когда даже малейший зазор вызывает проблемы.

Микрометр (микрометрическая винтовая штанга) — прибор с калиброванной винтовой парой, широко используемый для точного измерения компонентов в машиностроении, механической обработке и механических ремеслах, наряду с штангенациркулями (верньерами), циркулями с часами и цифровыми штангенациркулями.

Обычно в форме штангенациркуля (противоположные концы, соединенные рамой). Шпиндель — высокоточная винтовая пара. Измеряемый объект помещается между шпинделем и тупой ножкой (анвилом).

Шпиндель двигается вращением щелкающей гайки (ратчета) или барабана (thimble), пока объект не будет легко зажат между шпинделем и тупой ножкой.

Микрометры также используются в телескопах и микроскопах для измерения видимого диаметра небесных тел или микроскопических объектов. Микрометр для телескопа изобретен ~1638 Уильямом Гаскойном, английским астрономом.

Символ микрометра

Микрометр (микрон) — метрическая единица длины = 0.001 мм ≈ 0.000039 дюйма. Символ: мкм (μm). Используется для измерения толщины/диаметра микроскопических объектов: микроорганизмы, коллоидные частицы.

Компоненты микрометра

Микрометр состоит из:

• Рама (Frame): С-образный корпус, держащий тупую ножку и шток в постоянном взаимном положении. Толстый для минимизации флексии, расширения, сжатия, искажающих измерение. Тяжелый — высокая теплоемкость, предотвращает нагрев рукой. Часто покрыт изолирующими пластиковыми пластинами для снижения теплопередачи.
• Тупая ножка / Анвил (Anvil): блестящая деталь, к которой движется шпиндель, на ней лежит образец.
• Шток / Барабан (Sleeve / Barrel / Stock): неподвижный круглый компонент с линейной шкалой, иногда с верньером. В некоторых приборах шкала на плотно сидящем подвижном цилиндрическом штоке над фиксированным барабаном — позволяет обнуление смещением штока.
• Контргайка / Замок барабана (Lock nut / Thimble lock): роговистая деталь (или рычаг) для фиксации шпинделя, например при временном удержании измерения.
• Винт (Screw): сердце микрометра (см. «Принцип работы»). Внутри барабана. В немецком название — Messschraube («измерительный винт»).
• Шпиндель (Spindle): блестящий цилиндрический компонент, который барабан движет к тупой ножке.
• Барабан (Thimble): компонент, который вращает большой палец. С градуированными марками.
• Ратчет / Упор (Ratchet stop): устройство на конце ручки, ограничивающее усилие за счет проскальзывания на калиброванном моменте.

Виды микрометров

Несколько типов для измерения разных объектов/пространств. Большинство доступны в комплектах для диапазонов размеров.

1. Наружный микрометр (Outside Micrometer)

Для измерения наружных размеров — внешний диаметр (OD). Выглядит и работает как С-образная зажимная клещ (C-clamp), открывается/закрывается вращением внутреннего винта. Объект зажимается между тупой ножкой (стационарный конец) и шпинделем (подвижный). После фиксации используйте нумерацию на барабане (ручке) для считывания.

2. Внутренний микрометр (Inside Micrometer)

Для измерения внутренних размеров — внутренний диаметр (ID). Выглядит как ручка с барабаном посередине. При вращении барабана расширяется как штора. Растягивается до касания концов внутренней поверхности трубы. Считывание по барабану.

3. Глубиномер микрометрический (Depth Micrometer)

Для измерения глубины отверстия, впадины, паза. Имеет основание, совмещаемое с верхним краем впадины. Барабан на стержне, выходящем из основания. При вращении стержень с измерительным стержнем опускается. Вращайте до касания дна. Считывание по барабану.

Когда использовать микрометр?

Когда нужна очень точная мера. Разные конструкции для разных задач: внешний размер трубы/инструмента/объекта; внутренняя ширина трубы/подшипника/полого объекта; глубина отверстия/впадины.

Инструменты для случаев, когда точность — главный фактор. Часто для машин с движущимися частями. Детали, движущиеся одна в другую (поршень), должны оставаться в строгой прямой линии. Малейший люфт → отказ.

Также для подшипников. Трубопроводы — особенно для газов с малыми молекулами (гелий). Микрометры — предпочтительный инструмент для измерения толщины листового металла.

Как читать микрометр?

Важно проверить: английская (дюймовая) или метрическая система перед измерениями. Используйте инструмент с теми же единицами, что и ваша работа.

После установки микрометра в нужное положение, измерение берется путем сложения чисел на шпинделе и барабане — дает точную меру.

Способ поиска чисел зависит от типа и конструкции микрометра. Инструкция по чтению идет от производителя с инструментом.