Оптико-механические измерительные приборы.

Рычажно-механические приборы

Принцип действия рычажно-механических приборов (инструментов) основан на использовании специального передаточного механизма, который преобразует незначительные перемещения измерительного стержня в увеличенные и удобные для отсчета перемещения стрелки по шкале.

Чаще всего напрактике применяются следующие приборы:

1. Индикаторы.

2. Рычажные скобы.

3. Рычажные микрометры.

4. Миниметры.

Индикатор часового типа.

Схема индикатора.

Индикатор состоит из рейки 1, которая нарезана на измерительном стержне, имеющем измерительный наконечник 2, зацепляющейся с трибом 3 (трибом называют обычно зубчатое колесо малого модуля с небольшим числом зубьев 6-16, чаще всего изготовленное за одно со своей осью, так называемое «валковое колесо»). На одной оси с трибом установлено зубчатое колесо 4 большего диаметра, находящееся в зацеплении с трибом 5, на оси которого установлена основная стрелка 6.

С помощью стрелки по шкале 7 отсчитывают перемещения измерительного наконечника 2.

Рычажная скоба (пассаметр)

В рычажных скобах (ГОСТ 11098-75)) в процессе измерения подвижная пятка 9, перемещаясь, воздействует на измерительный рычаг 11, зубчатый сектор которого поворачивает зубчатое колесо 4 и стрелку 1, неподвижно закрепленную на его оси. Спиральная пружина 3 постоянно прижимает зубчатое колесо к зубчатому сектору, устраняя таким образом зазор. Микровинт для настройки 8 служит для установки прибора на нуль по блоку концевых мер. Промышленность выпускает также рычажные скобы с цифровым отсчетом измеряемой величины в миллиметрах, десятых и сотых долях миллиметра.

Рычажная скоба-пассаметр (а) и ее схема (б): 1– стрелка; 2 – зубчатый сектор; 3 – спиральная пружина; 4 – зубчатое колесо; 5 – объект измерения; 6 – корпус; 7 – неподвижная (регулируемая) пятка; 8 – микровинт для настройки; 9 – подвижная пятка; 10 – пружина; II– измерительный рычаг; 12 – стержень арретира; 13 – рычаг арретира; 14 – предохранительный чехол; 15 – гайка фиксатора; 16 – кнопка арретира; 17 – шкала; 18 – указатель предела действительных отклонений

Рычажные микрометры

1 - стрелка; 2 - кнопка отводного рычага; 3 - шкала рычажного механизма; 4 - подвижная пятка; 5 - пятка микровинта; 6 - стопорное кольцо; 7 - стебель; 8 - гайка для установки барабана микрометра на нуль; 9 - барабан; 10 - колпачок, закрывающий гнездо для ключа установки стрелок 11; 11 - стрелки, указатели отклонений; 12 - корпус микрометра.

Миниметры

Схема рычажного миниметра

При подъеме мерительного стержня 1 жестко соединенная с ним рамка а с призмой 2 поднимается, и звено 3 под действием пружины 4 скользит и обкатывается вокруг неподвижной призмы 5. Отклонения призмы 3 от горизонтального положения фиксиру­ются стрелкой 6 на шкале b. Пру­жина 7 служит для постоянного при­жима мерительного стержня 1 к изде­лию d.

Миниметр со стойкой:

1 – колонка; 2 кронштейн; 3 стопорный винт кронштейна; 4 – кольцо; 5 – основание; 6 – гайка; 7 – стопорный винт столика; 8 – столик; 9 – измерительный наконечник; 10 – арретир; 11 – винт крепления миниметра

Оптико-механические измерительные приборы.

Вертикальный оптиметр

Световой поток от внешнего источника, отразившись от зеркала 3 через призму 2 освещает шкалу, нанесенную на левой стороне окулярной сетки 4, которая находиться в фокальной плоскости объектива 6. Сеткой принято называть стеклянная пластина на которой различными способами нанесены штрихи, цифры, шкала и т.п. Призма 5 поворачивает ход лучей на 90, чтобы удобнее было наблюдать.

Световой поток проходит через объектив и, отразившись от зеркала 7, дает обратное изображение шкалы в правой части окулярной сетки, на которой нанесен указатель. Зеркало связано с измерительным стержнем 9. При отклонении зеркала, вызванного перемещением стержня, изображение шкалы на окулярной сетке смещается относительно указателя.

На стойке (рис. 6.3, а) имеется предметный стол 7, который в горизонтальное положение устанавливается вращением микровинтов 8. В вертикальном направлении стол перемещается в пределах нескольких миллиметров вращением гайки 10 микрометрического механизма и фиксируется винтом 9.

Автоколлимация и оптический рычаг

Оптические схемы:
а - автоколлимации; б - оптического рычага

Автоколлимацией называется ход световых лучей, при котором они, выйдя из оптической системы, отражаются от плоского зеркала и проходят систему в обратном направлении. Если в фокальной плоскости объектива ОБ расположить шкалу, то изображение штриха А этой шкалы, пройдя объектив и отразившись от зеркальной плоскости ЗП, расположенной под углом 90 ^◦ к оптической оси, и снова пройдя объектив, спроецируется также на фокальную плоскость симметрично точки О. Если зеркальную плоскость повернуть на угол j к оптической оси, каждое изображение штриха, например точка О, сместится на расстояние t, определяемое двойным угломотражения 2j:

где F - фокусное расстояние объектива.

В оптиметрах перемещение h измерительного наконечника ИН приводит к поворотузеркала ЗП на плечо d, поэтому передаточное отношениеоптического рычага i = 2F/d. Воптиметрах типа ОВО F = 200 мм, d =5 мм (i =80), длина деления шкалы с = 0,08 мм, увеличение окуляра r = 12^х. С учетом увеличения окуляра полное передаточноеотношение J = ir = 960.