Instyt

ut Obra

biarek

i TBM, P

olitec

hnika

Łódz

ka

1

Autor – dr inż. Stanisław Bąbol

Instrukcja do ćwiczenia nr 4

Temat ćwiczenia

MIKROSKOPY WARSZTATOWE

Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest zapoznanie studentów z budową mikroskopów, ich wyposażenia oraz z

techniką wybranych pomiarów, wykonywanych przy użyciu tego sprzętu.

Program ćwiczenia:

Ćwiczenie obejmuje:

zapoznanie się z budową mikroskopów warsztatowych oraz ich wyposażeniem,

pomiar zarysu we współrzędnych prostokątnych,

pomiar z wykorzystaniem czujnika optycznego,

pomiar kąta z wykorzystaniem głowicy goniometrycznej,

pomiar zarysu przez projekcję.

Literatura:

1. W. Jakubiec, J. Malinowski – „Metrologia wielkości geometrycznych”, WNT,

Warszawa 2004 r.

2. A. Sadowski, E. Miernik, J. Sobol –„Metrologia długości i kąta”, WNT, W-wa 1978 r.

3. E. Krawczuk „Narzędzia do pomiaru długości i kąta”, W-wa 1977 r.

Wprowadzenie

Mikroskopy pomiarowe są zaliczane do grupy optycznych przyrządów pomiarowych. Ich

konstrukcja i bogate wyposażenie umożliwia wykonywanie pomiarów wymiarów liniowych i

kątów zarówno metodą bezpośrednią jak też pośrednią. Możliwość pomiaru współrzędnych

punktów pozwala na określenie najbardziej złożonych kształtów przedmiotu. W grupie

mikroskopów pomiarowych wyróżnia się najczęściej:

mikroskopy warsztatowe,

mikroskopy uniwersalne,

mikroskopy projekcyjne.

Najszersze zastosowanie w praktyce mają mikroskopy warsztatowe. Budowane są one w dwu

następujących typach:

mikroskop warsztatowy mały – MWM,

mikroskop warsztatowy duży – MWD.

Instyt

ut Obra

biarek

i TBM, P

olitec

hnika

Łódz

ka

2

Budowa mikroskopu warsztatowego.

Obydwa typy mikroskopów charakteryzują się podobną budową. Również zasada działania

jest niemalże identyczna. Budowę dużego mikroskopu warsztatowego (MWD) obrazuje rys.1.

Rys. 1. Schemat dużego mikroskopu warsztatowego. 1-podstawa, 2 - stół obrotowy (obrót –

pokrętło 7, blokada obrotu – pokrętło 8), 3- szklana płyta, 4- pokrętło przesuwu poprzecznego

(kierunek y), 5- pokrętło przesuwu wzdłużnego (kierunek x); 10- pochylna kolumna, 11- pokrętło

pochylania kolumny, 14 – tubus, 16 – pokrętło precyzyjnej regulacji ostrości, 17- obiektyw, 18-

głowica goniometryczna, 19- okular główny, 20- okular pomocniczy.

Na podstawie 1 znajduje się łożyskowany tocznie obrotowy stół pomiarowy 2. W stole tym

umieszczona jest szklana płyta 3 umożliwiająca wykonywanie pomiarów w tzw. „świetle

przechodzącym”, czyli przy oświetleniu przedmiotu od spodu i pomiarów z użyciem przystawki

projekcyjnej. W polu widzenia okularu widoczny jest wtedy cień przedmiotu. Stół pomiarowy

mikroskopu posiada możliwość ruchu w dwu wzajemnie prostopadłych kierunkach (najczęściej:

kierunek wzdłużny x –150 mm, kierunek poprzeczny y – 50 mm). Przesuwy w tych kierunkach

realizowane są przez obrót bębnów śrub mikrometrycznych 4 i 5.Zakresy pomiarowe tych śrub

wynoszą z reguły 25 mm (spotyka się również zakres 50 mm). W celu wykorzystania pełnych

możliwości ruchowych stolika (rozszerzenia zakresu pomiarowego), należy włożyć lub wymienić

na odpowiednią płytkę wzorcową pomiędzy powierzchnię oporową stołu, a końcówkę śruby

mikrometrycznej zmieniając w ten sposób położenie zakresu pomiarowego śrub

mikrometrycznych. Obrót stołu pomiarowego realizowany jest pokrętłem 7. Określone położenie

kątowe stołu blokowane jest pokrętłem 8. Rowki teowe stołu umożliwiają zarówno mocowanie

wyposażenia dodatkowego (np. przystawki kłowej lub pryzmowej) jak też mocowania

mierzonego przedmiotu.

Instyt

ut Obra

biarek

i TBM, P

olitec

hnika

Łódz

ka

3

W przypadku pomiaru przedmiotu, którego zarys jest nierównoległy do powierzchni stołu (a

więc nie leży w płaszczyźnie prostopadłej do osi optycznej mikroskopu), należy, wynikłe stąd

zniekształcenie obrazu korygować pochyleniem kolumny 10 doprowadzając kierunek osi

optycznej do położenia prostopadłego do płaszczyzny zarysu. Pochylenie to wykonuje się

pokrętłem 11, a wielkość kąta pochylenia odczytuje się na skali pokrętła. Z kolumną, poprzez

ramię 12, związany jest tubus mikroskopu 14. Na boku ramienia znajduje się pokrętło

umożliwiające ruch w kierunku pionowym a określone położenie tubusu ustalone jest pokrętłem

13. Pokrętła powyższe umożliwiają zgrubne ustawienie ostrości widzenia przedmiotu

mierzonego, natomiast dokładnego ustawienia dokonuje się przy użyciu pierścienia 16. Poniżej

pierścienia znajduje się rowek umożliwiający zainstalowanie oświetlacza górnego(na rysunku

brak), który wykorzystany jest przy pomiarach w świetle odbitym. U góry tubusu, w specjalnym

gnieździe, osadzona jest głowica goniometryczna 18. Budowę głowicy goniometrycznej

przedstawiono na rys. 2.

W dolnej części tubusu znajduje się gniazdo do wkręcania wymiennych obiektywów (na

wyposażeniu mikroskopu znajdują się obiektywy o powiększeniach: x1; x1,5; x3; x5).

Powiększenie optyczne mikroskopu jest iloczynem powiększenia okularu (x10) i użytego

obiektywu, a więc może wynosić: x10; x15, x30; x50).

Mikroskop warsztatowy mały zbudowany jest podobnie. Najistotniejsze różnice to:

mniejsze wymiary gabarytowe,

mniejsze przesuwy pomiarowe stolika,

brak stołu obrotowego.

Stół pomiarowy tego mikroskopu może wykonać jedynie stosunkowo mały ruch obrotowy

wynoszący 60, wykorzystywany w celach nastawczych.

Głowica goniometryczna

Budowę głowicy goniometrycznej przedstawia rysunek 2.

a)

pokrętło obrotu płytki

okular pomocniczy okular główny

płytka głowicy goniometrycznej

korpus głowicy

część ustalająca

Instyt

ut Obra

biarek

i TBM, P

olitec

hnika

Łódz

ka

4

b)

Rys. 2. Głowica goniometryczna. a – schemat budowy, b – płytka głowicy.

Podstawowe elementy głowicy goniometrycznej mikroskopu zaznaczono na rys 2a. Z

korpusem głowicy są połączone dwa okulary: okular główny - służący do obserwacji części

środkowej płytki (kres, którymi domierzamy się do zarysu mierzonego przedmiotu. Punkt

przecięcia się poziomej kresy ze środkową kresą pionową nazywany jest krzyżem głowicy

goniometrycznej) oraz okular pomocniczy – służący do obserwacji podziałki kątowej

wykonanej co 10 w przedziale 0360

0 (pomiaru kąta obrotu płytki z wykorzystaniem noniusza).

Obydwa okulary posiadają regulację ostrości widzenia elementów odniesienia. Widok obrotowej

płytki szklanej przedstawia rys 2b. Pola widzenia w okularze głównym i pomocniczym

zamieszczono odpowiednio na rys 3a i 3b.

a) b)

30 31

0 10 20 30 40 50 60

Rys.3. Pole widzenia w okularze a – głównym, b – pomocniczym.

Noniusz do odczytu wartości kątowej (rys. 3b) posiada rozdzielczość odczytu 1, a sposób

odczytu wyniku jest następujący:

ustalenie kresy skali stopniowej znajdującej się w zakresie podziałki minutowej

noniusza (na rys. jest to kresa 300),

odczyt liczby minut wskazywanej przez tę kresę(na rys. jest to wartość 52). Wynik

odczytu - 30052

.

podziałka kątowa płytki

zbiór kres odniesienia

Instyt

ut Obra

biarek

i TBM, P

olitec

hnika

Łódz

ka

5

Mikroskopy warsztatowe najczęściej posiadają następujące wyposażenie:

głowice rewolwerowe – z wzorcami łuków, gwintów i.t.p.,

nożyki pomiarowe,

przystawka projekcyjna,

czujnik optyczny,

głowica podwójnego obrazu,

wymienne obiektywy (x1; x1,5; x3; x5),

przystawka kłowa i pryzmowa.

Do pomiarów w trakcie ćwiczenia zostanie wykorzystany czujnik optyczny oraz przystawka

projekcyjna.

Czujnik optyczny

Schemat czujnika optycznego przedstawia rysunek 4. Rys 4a wyjaśnia zasadę działania

czujnika. Mierzony przedmiot dosuwa się do końcówki pomiarowej 1 za pomocą pokręteł śrub

mikrometrycznych mikroskopu (przedmiot mierzony powinien być zamocowany do stołu

specjalnymi dociskami). Za poprawne położenie pomiarowe przedmiotu uważa się stan, kiedy

podwójne kresy (bisektory) naniesione na płytkę 3 obejmą symetrycznie kresę domiarową

głowicy goniometrycznej (rys 4b). W tym położeniu końcówka pomiarowa zajmuje położenie

pionowe. W korpusie czujnika (w osi źródła światła 4) znajdują się dwa pokrętła regulacyjne:

pokrętło regulacji ostrości widzenia trzech par kres (od strony oświetlacza) oraz pokrętło zmiany

kierunku nacisku mierniczego (po stronie przeciwległej).

Czujnik optyczny pozwala na stykowe domierzanie się do zarysu mierzonego przedmiotu, co

pierścieniowym obiektywu.

a) b)

Rys. 4. Czujnik optyczny. a) schemat optyczny, b) widok w okularze głowicy

goniometrycznej; 1 -trzpień pomiarowy, 2- zwierciadło, 3 - płytka z trzema parami kres, 4 -

źródło światła, 5- głowica goniometryczna.

Mierzony przedmiot

1

2

3

4

5

Instyt

ut Obra

biarek

i TBM, P

olitec

hnika

Łódz

ka

6

Przykład pomiaru z zastosowaniem czujnika optycznego przedstawia rys. 5. W przypadku

pomiaru średnicy otworu, ostateczny wynik pomiaru zależny jest od średnicy kulki pomiarowej

dk. Oznaczając odpowiednio przez a1 i a2 odczyty z bębnów śrub mikrometrycznych w położeniu

1 i 2, mierzone wartości oblicza się z zależności:

D = a1 – a2 +dk a = a1 – a2 (1)

a) b)

Rys. 5. Przykład pomiaru za pomocą czujnika optycznego. a) średnicy otworu, b) wymiaru a.

Pomiar zarysu we współrzędnych prostokątnych

Pomiar ten polega na określeniu wartości współrzędnych prostokątnych punktów

charakterystycznych mierzonego zarysu (rys.6). Punkty te naprowadza się na środek krzyża

głowicy goniometrycznej i odczytuje wskazania bębnów śrub mikrometrycznych. Na podstawie

tych wskazań określa się współrzędne prostokątne mierzonych punktów w przyjętym układzie

współrzędnych. W przypadku zaokrąglenia naroży przedmiotu lub usytuowania krawędzi

przedmiotu pod dowolnym kątem, odczytu współrzędnych należy dokonać po naprowadzeniu

środka krzyża na punkty przecięcia poszczególnych krawędzi (rys.6 szczegół A).

Rys.6. Schemat pomiaru zarysu we współrzędnych prostokątnych.

D

dk

1 2

Szczegół A

A

2(x2,y2

)

1(x1,y1

)

3(x3,y3

)

4(x4,y4

)

y

x 5(x5,y5

)

a

1

2

Instyt

ut Obra

biarek

i TBM, P

olitec

hnika

Łódz

ka

7

Pomiar kąta z wykorzystaniem głowicy goniometrycznej

Pomiary kątów z wykorzystaniem głowicy goniometrycznej są często wykonywane w

praktyce pomiarowej. Wpływa na to zarówno prostota pomiaru, jak też fakt, że inne metody

pomiaru kąta nie mogą być w wielu przypadkach zastosowane, np.: pomiar kąta zarysu gwintu. W

celu wykonania pomiaru należy:

domierzyć się poziomą (lub pionową) kresą krzyża głowicy goniometrycznej do

ramion (położenie A i B rys.7 ) mierzonego kąta,

odczytać wartości kątowe w okularze pomocniczym głowicy (rys. 3b),

obliczyć, w oparciu o uzyskane wyniki, wartość mierzonego kąta.

Rys.7. Schemat pomiaru kąta z wykorzystaniem głowicy goniometrycznej.

4. Pomiar zarysu za pomocą przystawki projekcyjnej.

Istota pomiaru za pomocą przystawki projekcyjnej polega na:

porównaniu obrazu mierzonego przedmiotu z rysunkiem kontrolnym (wzorcem

wykreślonym na kalce technicznej oraz zaznaczonymi polami tolerancji)

umieszczonym na ekranie przystawki projekcyjnej,

pomiarze odchyłek zarysu rzeczywistego w stosunku do wymiarów granicznych za

pomocą stołu pomiarowego i śrub mikrometrycznych.

Pierwsza możliwość jest z reguły stosowana do oceny poprawności wykonania przedmiotów

o skomplikowanych kształtach, druga zaś jest niezbędna do określenia wartości koniecznych

poprawek w procesie technologicznym.

Przystawka projekcyjna jest zamocowana w miejscu usytuowania głowicy goniometrycznej,

zarys przedmiotu sprawdzanego natomiast musi być prostopadły do osi optycznej mikroskopu.

Przebieg ćwiczenia

Zadanie 1

Wyznaczyć współrzędne prostokątne punktów charakterystycznych wskazanego zarysu oraz

wykonać szkic mierzonego zarysu.

Kolejność postępowania:

1. Określić położenie mierzonego przedmiotu w przyjętym układzie współrzędnych

prostokątnych i wyznaczyć punkty charakterystyczne zarysu. Położenie to naszkicować w

karcie pomiarów.

2. Położyć mierzony element na stole pomiarowym.

„A”

„B”

Instyt

ut Obra

biarek

i TBM, P

olitec

hnika

Łódz

ka

8

3. Włączyć oświetlenie górne pola widzenia mikroskopu.

4. Ustawić ostrość widzenia krzyża głowicy goniometrycznej.

5. Ustawić ostrość widzenia mierzonego profilu.

6. Włączyć i wyregulować oświetlenie skali kątowej mikroskopu.

7. Ustawić położenie kątowe głowicy goniometrycznej na wartość 0º00.

8. Sprawdzić i ustawić zerowe pochylenie kolumny.

9. Ustawić bębny śrub mikrometrycznych na wartości około 5 mm.

10. Przemieszczając przedmiot na stole pomiarowym doprowadzić zgrubnie do jego położenia

zgodnie z rysunkiem 6. Położenie dokładne należy uzyskać przy pomocy pokręteł śrub

mikrometrycznych.

11. Dokonać odczytu z bębnów śrub mikrometrycznych (ao,bo) i wpisać w tabl. 1 karty

pomiarów.

12. Przemieszczając stół za pomocą śrub mikrometrycznych naprowadzać kolejno mierzone

punkty na środek głowicy goniometrycznej i notować odczyty (ai, bi) z bębnów śrub

mikrometrycznych w tablicy 1. W przypadku wyczerpania się zakresu pomiarowego

któregoś z bębnów należy go rozszerzyć za pomocą płytek wzorcowych. Wymiary

zastosowanych płytek wzorcowych wpisać do karty pomiarów.

13. Uwzględniając niezerowe wartości wskazań bębnów śrub dla punktu 0 oraz zmianę

zakresu pomiarowego, obliczyć współrzędne (x, y) poszczególnych punktów dla przyjętego

układu współrzędnych (rys. 6) według zależności:

xi = ai– ao + (wai-wao) (2)

yi = bi - bo+ (wbi-wbo)

gdzie:

ai,bi – odczyty z odpowiednich bębnów śrub mikrometrycznych (a - przesuwu

wzdłużnego x, b – przesuwu poprzecznego y),

ao, bo – odczyty z bębnów śrub mikrometrycznych dla punktu 0,

wai, wbi –wymiary płytek ) zastosowanych do pomiaru danego punktu,

wao, wbo – wymiar płytki (stosu płytek) zastosowanych do pomiaru współrzędnej

punktu 0.

14. Obliczyć niepewność pomiaru dla maksymalnej wartości współrzędnych x i y.

W celu obliczenia niepewności pomiaru współrzędnych danego punktu, należy obliczyć

wartości błędów cząstkowych, a mianowicie:

błąd domierzania wynikający z precyzji ustawienia kres odniesienia głowicy

goniometrycznej względem zarysu mierzonego przedmiotu. Wartości tego błędu, z

uwagi na zróżnicowanie wzroku oraz predyspozycji osób mierzących, najlepiej

wyznaczyć doświadczalnie poprzez określenie rozrzutu wartości współrzędnych przy

wielokrotnym domierzaniu się krzyżem głowicy goniometrycznej do wybranego

punktu zarysu. Wartość błędu obliczamy wg wzoru:

dom. = cn R (3)

gdzie:

dom. – graniczna wartość błędu domierzania.

cn – współczynnik zależny od liczby powtórzeń n.

n 4 5 6 7 8 9 10

cn 0,971 0,860 0,789 0,740 0,702 0,673 0,650

R – rozstęp wartości odczytanych współrzędnych i (R = max - min).

Instyt

ut Obra

biarek

i TBM, P

olitec

hnika

Łódz

ka

9

błąd przyrządu p,o . Wartość tego błędu (zawierająca składowe części mechanicznej

mikroskopu, składowe układu optycznego oraz błąd odczytu) zależy od typu

mikroskopu, kierunku i rodzaju pomiaru i jest obliczana według zależności podanych

w tablicy 1.

błąd wymiaru płytki wzorcowej w (stosu płytek) zastosowanej do rozszerzenia

zakresu pomiarowego stolika przy pomiarze danego punktu. Do tego celu są

stosowane płytki klasy II, a dopuszczalne błędy odtwarzania wynoszą:

Długość nominalna

L

Dopuszczalne wartości

błędów odtwarzania

[mm] [m]

do 10 0,45

Pow. 10 do 25 0,6

Pow.25 do 50 0,8

Pow.50 d0 75 1,0

Niepewność pomiaru obliczamy ze wzoru :

222

,

2

. )()()(2 wopdomuw (4)

Podwójne uwzględnienie błędu domierzania wynika z faktu, że wyznaczenie współrzędnych

punktów zarysu uwzględnia również pomiar w punkcie zerowym.

Zadanie 2

Dokonać pomiaru kąta z wykorzystaniem głowicy goniometrycznej.

W tym celu należy:

1. Wykonać czynności regulacyjne mikroskopu: włączyć oświetlenie górne i przechodzące,

ustawić ostrość widzenia kres krzyża głowicy, ustawić poprawność oświetlenia i ostrość

widzenia skali kątowej, ustawić zerowe wartości kąta obrotu płytki i wartości pochylenia

kolumny mikroskopu.

2. Położyć mierzony eksponat na stole mikroskopu i ustawić ostrość widzenia zarysu.

3. Wykorzystując pokrętła bębnów śrub mikrometrycznych i pokrętło obrotu płytki głowicy,

domierzyć się poziomą (lub pionową) kresą krzyża głowicy goniometrycznej do ramion

(położenie A i B rys.7 ) mierzonego kąta. Ustawienie zgrubne względem linii odniesienia

głowicy dokonujemy poprzez przemieszczenie przedmiotu na stoliku.

4. Odczytać wartości kątowe w okularze pomocniczym głowicy (rys. 3b).

5. Obliczyć, w oparciu o uzyskane wyniki, wartość mierzonego kąta.

6. Obliczyć niepewność pomiaru.

W celu obliczenia niepewności pomiaru, należy obliczyć wartości błędów cząstkowych, a

mianowicie:

błąd domierzania wynikający z precyzji ustawienia kres odniesienia głowicy

goniometrycznej względem ramion mierzonego kąta. Wartości tego błędu, z tych

samych przyczyn jak w zadaniu 1, najlepiej wyznaczyć doświadczalnie poprzez

określenie rozrzutu wartości odczytu kąta przy wielokrotnym domierzaniu się

Instyt

ut Obra

biarek

i TBM, P

olitec

hnika

Łódz

ka

10

krzyżem głowicy goniometrycznej do tego samego ramienia kąta. Wartość błędu

obliczamy identycznie jak w zadaniu 1.

błąd przyrządu p,o. Wartość tego błędu (zawierająca składowe części mechanicznej

mikroskopu, składowe układu optycznego oraz błąd odczytu) jest obliczana według

zależności podanych w tablicy 1.Podczas pomiaru, ramiona mierzonego kąta z reguły

nie mieszczą się w polu widzenia. Wówczas do zależności z tablicy 1 w miejsce „f”

podstawiamy średnicę pola widzenia okularu zależną od stosowanego powiększenia.

Wynosi ona :

21 mm dla p=10,

14mm dla p=15,

7mm dla p=30,

4,2mm dla p=50.

Niepewność pomiaru obliczamy ze wzoru :

2

,

2

. )()(2 opdomu (5)

Zadanie 3

Dokonać pomiaru wskazanego wymiaru eksponatu za pomocą czujnika optycznego.

1. Wykonać czynności regulacyjne mikroskopu: zamocować obiektyw o powiększeniu x3,

zamocować czujnik optyczny i wyregulować jego położenie kątowe, włączyć oświetlenie

czujnika, ustawić ostrość widzenia kres krzyża głowicy, ustawić ostrość widzenia par kres,

ustawić zerowe wartości kąta obrotu płytki i wartości pochylenia kolumny mikroskopu.

2. Położyć i zamocować mierzony eksponat na stole mikroskopu.

3. Wykorzystując pokrętła bębnów śrub mikrometrycznych i pokrętło opuszczania tubusu,

domierzyć się końcówką czujnika do mierzonych powierzchni przedmiotu doprowadzając

każdorazowo do symetrycznego położenia kresy domiarowej głowicy (rys. 4b). Przy

pomiarze średnicy otworu należy przesuwać przedmiot w kierunku poprzecznym do

uzyskania „punktu zwrotnego” ruchu podwójnych kres.

4. Odczytać wskazania wartości z bębna śruby mikrometryczne w kierunku pomiaru.

5. Obliczyć, w oparciu o uzyskane wyniki, mierzoną wartość (wzory 1). Według danych

producenta, średnica kulki czujnika dk =2,9851 0,0005 [mm].

6. Obliczyć niepewność pomiaru.

W celu obliczenia niepewności pomiaru, należy obliczyć wartości błędów cząstkowych, a

mianowicie:

błąd domierzania wynikający z precyzji ustawienia kresy krzyża głowicy

goniometrycznej między parami kres (bisektorami). Wartości tego błędu, określona

doświadczalnie wynosi 0,003 [mm].

błąd przyrządu p . Wartość tego błędu powinna uwzględniać zarówno błąd czujnika

optycznego wynoszący p1= 0,002 [mm] oraz błąd mikroskopu p2, którą należy

obliczyć według zależności podanych w tablicy 1. Podobnie, jak w zadaniach 1 i 2,

wartość tego błędu zawiera składowe części mechanicznej mikroskopu, składowe

układu optycznego oraz błąd odczytu.

błąd kulki pomiarowej czujnika dk (tylko przy pomiarze wymiarów wewnętrznych).

Błąd ten wynosi 0,0005 [mm].

Instyt

ut Obra

biarek

i TBM, P

olitec

hnika

Łódz

ka

11

Niepewność pomiaru obliczamy ze wzoru :

Dla pomiaru wymiarów wewnętrznych:

22

2

2

1

2

. )()()()(2 dkppdomuD (6)

Dla pomiaru wymiarów mieszanych:

2

2

2

1

2

. )()()(2 ppdomua (7)

Zadanie 4

Sprawdzić przez porównanie zgodność kształtu mierzonego z zarysem kontrolnym. Określić

wielkość odchyłek granicznych i ich położenie w stosunku do sprawdzanego zarysu. Wykonać

szkic zarysu .

Kolejność postępowania:

1. Założyć wskazany rysunek kontrolny na ekran projektora.

2. Włączyć oświetlenie projekcyjne.

3. Położyć mierzony element na stole pomiarowym.

4. Nastawić ostrość widzenia cienia zarysu na ekranie.

5. Przemieszczając przedmiot doprowadzić do pokrycia cienia krawędzi bazowych z

odpowiednimi liniami rysunku (linia c i d).

a) b)

Rys.7. Pomiar zarysu za pomocą przystawki projekcyjnej. a) zarys kontrolny, b) położenie po

domierzeniu się zarysu rzeczywistego do linii c i d zarysu kontrolnego.

Poziom „i”

a

b

c

d

ia ib

ia

ib

Zr

Instyt

ut Obra

biarek

i TBM, P

olitec

hnika

Łódz

ka

12

6. W karcie pomiarów zanotować odczyty z bębnów śrub mikrometrycznych.

7. Dla każdego z poziomów pomiarowych należy:

pokręcając odpowiednim pokrętłem śruby mikrometrycznej, ustawić linię cienia

sprawdzanego zarysu Zr z punktem ib (górnym wymiarem granicznym) zarysu

kontrolnego. Odczyty z bębnów wpisać do karty pomiarów.

powyższy pomiar wykonać domierzając się z punktem ia (dolnym wymiarem

granicznym) zarysu kontrolnego. Odczyty z bębnów wpisać do karty pomiarów.

8. Dla każdego poziomu pomiarowego obliczyć wartość przekroczenia zarysu rzeczywistego

w stosunku do wymiarów granicznych. Jeśli obliczone wartości są ujemne, oznacza to

przekroczenie „w głąb materiału”, jeśli dodatnie – „na zewnątrz materiału”.

9. Wskazać błąd zarysu Z – jest to maksymalne przekroczenie „na zewnątrz materiału”

względem linii górnego wymiaru granicznego lub maksymalne przekroczenie „w głąb

materiału” względem dolnego wymiaru granicznego zarysu kontrolnego.

10. Obliczyć niepewność pomiaru uwzględniając następujące błędy cząstkowe:

błąd domierzania wynikający z precyzji ustawienia zarysu mierzonego względem linii

zarysu wzorcowego. Wartości tego błędu, określona doświadczalnie wynosi 0,02

[mm].

błąd przyrządu p . Wartość tego błędu należy obliczyć według zależności podanych

w tablicy 1.

błąd zarysu wzorcowego zw - należy go obliczyć według zależności podanych w

tablicy 1. W zadaniu -powiększenie mikroskopu wynosi: p =15.

Niepewność pomiaru obliczamy ze wzoru :

222

. )()()(2 zwpdomuZ (8)

Instyt

ut Obra

biarek

i TBM, P

olitec

hnika

Łódz

ka 13

Tablica 1. Graniczne wartości błędów przyrządów stosowanych w ćwiczeniu

Typ mikroskopu MWM MWD MWD-cyfrowy

Błędy mikroskopu przy pomiarze wymiarów

liniowych z wykorzystaniem głowicy goniometrycznej

[m].

Kierunek wzdłużny (x)

1500205

HLL

3000285

HLL

3000282

HLL

Kierunek poprzeczny (y)

330164

HLL

1000145

HLL

3000142

HLL

Błąd mikroskopu przy pomiarze kątów z wykorzystaniem głowicy

goniometrycznej [].

f

7,12

Błąd czujnika optycznego [mm] 0,002

Błędy mikroskopu przy pomiarze wymiarów

liniowych z wykorzystaniem czujnika optycznego

[m].

Kierunek wzdłużny (x)

1200405,3

HLL

Kierunek poprzeczny (y)

600205,3

HLL

Błędy przyrządu przy pomiarze wymiarów liniowych

z wykorzystaniem przystawki projekcyjnej [m].

Kierunek wzdłużny (x)

10044

HLL

Kierunek poprzeczny (y)

6044

HLL

Błąd rysunku kontrolnego (pomiar z przystawką projekcyjną) [mm]. p

G

L – mierzona długość przedmiotu [mm],

H – wysokość mierzonego przedmiotu (odległość mierzonego zarysu od powierzchni stołu mikroskopu)[mm],

f – długość ramienia kąta [mm],

G - błąd rysunku kontrolnego. W zadaniu G = 0,5 [mm].

p – zastosowane powiększenie mikroskopu.

Instyt

ut Obra

biarek

i TBM, P

olitec

hnika

Łódz

ka

Instyt

ut Obra

biarek

i TBM, P

olitec

hnika

Łódz

ka

15