Современные профессиональные измерительные приборы, виды измерительных инструментов

Общие рекомендации по выбору измерительного инструмента

Приборов для проведения различных измерений существует большое количество. Каждый из них выполняет строго определенную задачу и обладает уникальными свойствами. Но цель применения всех этих устройств одна – получить точные данные. Поэтому есть несколько общих характеристик, на которые следует обратить внимание при покупке. Перечислим основные:

• Диапазон измерений – есть у всех инструментов, будь то обычная ручная рулетка с мерной шкалой, например, от 0 до 200 мм, или шумомер, проводящий измерения звука от 32 до 130 дБ. Чем шире диапазон, тем больше возможностей имеет устройство, и тем шире будет сфера его применения. Профессиональные приборы обладают достаточно широким диапазоном измерений.
• Погрешность – практически неизбежна, так как идеальных условий использования измерительных приборов не существует. У разных устройств погрешность может указываться в процентах, например, 0,5% или 2%, а также в числовом отклонении, например, +/- 2 (единицы измерения). Чем ниже значение погрешности, тем точнее будут измерения. Сверхточными являются электронные приборы, их используют в научных лабораториях и на производстве при контроле качества. Механические, как правило, имеют больший процент погрешности, поэтому находят применение в бытовой сфере.
• Рабочая температура – очень важный параметр при выборе измерительного инструмента, работающего на батарейках или от аккумулятора. Обычно производители указывают диапазон температур, при которых прибор будет стабильно функционировать. В зависимости от того, в каких условиях и в какое время года Вы планируете проводить измерения, выбирайте модель с подходящими характеристиками. Например, некоторые приборы могут эксплуатироваться при температуре выше +5 °С, но если Вам приходится работать на улице или в неотапливаемых помещениях в зимнее время, выбирайте измерительный инструмент, способный работать при минусовой температуре (например, от -10 °С до +50 °С).

Вы, наверняка, задумались, как выбрать измерительный инструмент, который не только обладает отличными характеристиками, но и удобен в применении. Если Вы планируете проводить большой объем измерительных работ и хотите оптимизировать процесс получения и хранения данных, обратите внимание на электронные приборы с картой памяти или функцией передачи данных по технологии Bluetooth. Так Вам не придется записывать каждое полученное значение, Вы сможете сохранить данные всей серии измерений на компьютер или сразу распечатать. Такими возможностями обладают, к примеру, инструменты марки Leica.

Виды контрольно-измерительных инструментов

Рассмотрим те из них, которые продолжают активно применять в машиностроении, при обработке различных материалов и выполнении широкого ряда слесарных операций.

Поверочные линейки

Эти ручные измерительные инструменты слесари и мастера иных профилей применяют для контроля отклонений от плоскостности и прямолинейности поверхностей изделий и деталей. На изготовление приспособлений идут сталь и чугун. Требования устанавливает ГОСТ 8026-92.

Существуют следующие виды таких измерительных инструментов, как поверочные линейки.

·        ЛТ — лекальные трехгранные поверочные линейки. Эти измерительные инструменты для проверки плоскостности и прямолинейности поверхностей методами определения линейных отклонений, а также световой щели «на просвет».

Фотография: лекальная трехгранная поверочная линейка

Измерительный инструмент слесаря этого типа в сечении имеет равносторонний треугольник. На каждой стороне имеются радиусные выемки.

·        ЛД — лекальные поверочные линейки с двухсторонними скосами. Применяются при слесарных, контрольных и лекальных операциях.

Фотография: лекальная поверочная линейка с двухсторонним скосом

Такие линейки имеют ножевидную форму. Измерительные инструменты 1 и 0 классов точности изготавливают из качественной закаленной стали. Линейки, длина которых превышает 200 мм, оснащают накладками для теплоизоляции.

·        ЛЧ — четырехгранные лекальные поверочные линейки. Эти инструменты имеют 4 рабочих грани. Углы — 90°. Для удобства имеются ручки. Линейки типа ЛЧ изготавливаются с 0-м и 1-м классами точности.

Фотография: лекальная четырехгранная поверочная линейка

·        ШД — поверочные линейки двутаврового сечения.

Изображение: конструкция поверочных линеек двутаврового сечения

Эти измерительные инструменты слесаря-ремонтника изготавливаются из высокоуглеродистых инструментальных сталей марок Ст50, У7 и пр. Классы точности приспособлений — 0, 1 и 2.

·        ШП — поверочные линейки прямоугольного сечения. Их применяют для проверке плоскостности и прямолинейности плоскостей при монтажных работах и сборке машин.

Фотография: поверочная линейка прямоугольного сечения

Измерительные инструменты этого типа также изготавливают из высокоуглеродистых инструментальных сталей марок У7 и Ст50. Твердость рабочих поверхностей — не ниже 51 HRC.

·        ШМ и ШМ-ТК — поверочные линейки типа «мостик». Имеют широкие рабочие поверхности. Изготавливаются из чугуна (ШМ) и гранита (ШМ-ТК).

Фотография: поверочная линейка типа «мостик»

Рабочие поверхности таких измерительных инструментов могут быть шаброванными и шлифованными. Приспособления используют для контроля качества плоскостей станков, столов и иных изделий, а также при сборке различного оборудования.

·        УТ — угловые трехгранные поверочные линейки. Две их пересекающиеся поверхности образуют углы 45, 55 или 60°.

Фотография: угловая трехгранная поверочная линейка

Эти измерительные инструменты предназначены для контроля плоскостности пересекающихся поверхностей методом «на каску».

Иные типы поверочных линеек применяются реже.

Поверочные призмы

Эти виды мерительного инструмента повсеместно используются для позиционирования осей, а также для выверки валов и нанесения разметки. Еще одна ниша, в которой они актуальны, – проверка степени вертикальности/параллельности. Также с их помощью крепят заготовки, прежде чем приступить к растачиванию.

Штангенглубиномеры

Предназначены для измерения глубин пазов и отверстий. Это часто нужно при:

1. ремонте машин и агрегатов;
2. обработке деталей на различных станках;
3. строительстве;
4. выполнении иных работ.

Фотография: цифровой штангенглубиномер

При помощи механических штангенглубиномеров можно измерять глубины отверстий и пазов с точностью до 0,05–0,1 мм. Точность электронных измерительных инструментов — 0,01 мм.

Штангензубомер

Это измерительный инструмент, описание которого уместится в емкое: «гибрид глубиномера и циркуля». По своей конструкции он представляет собой что-то среднее: это приспособление с двумя планками, скрещенными под прямым углом. По той, что в процессе эксплуатации располагается вертикально, фиксируют высоту зубьев. По горизонтальной – их толщину.

Данное устройство очень востребовано при выпуске различных шестеренок и реек.

Штангенциркули

Штангенциркули — это применяемые в машиностроении и металлобоработке универсальные измерительные инструменты, предназначенные для определения линейных (наружных и внутренних) размеров деталей и изделий. Приспособления бывают механическими и электронными.

Фотография: электронный штангенциркуль

Для измерения линейного параметра детали нужно:

1. зажать ее губками измерительного инструмента;
2. зафиксировать рамку при помощи стопорного винта;
3. вытащить деталь;
4. ·считать показания инструмента.

Микрометр

Тоже предоставляет возможность вычислить линейные показатели, но выполнен по-другому. По своей конструкции может быть:

• гладкий – для нахождения наружных параметров деталей прямым методом;
• листовой – для вычисления толщины плоских объектов (например, лент);
• призматический – для лезвий, ножек, кромок;
• резьбовой – для определения габаритов соединений (дюймовых и метрических);
• рычажный – ориентирован на прецизионные детали;
• трубный – для диаметров полых цилиндрических объектов.

Нутромеры

Их назначение — определение размеров отверстий, пазов и внутренних поверхностей различных деталей и изделий.

Фотография: нутромер

Существуют две основные разновидности нутромеров.

1.      Микрометрические. Инструменты этой группы применяют для выполнения абсолютных измерений. В состав микрометрического нутромера входят стебель с измерительным наконечником, жестко закрепленный барабан и микрометрический винт. Для наращивания габаритов применяют специальные удлинители.

Изображение: конструкция микрометрического нутромера

Выполнение измерений проводится по следующей схеме.

1.      Прибор устанавливается строго перпендикулярно оси вращения детали.

2.      Один конец прибора прикладывается к внешнему краю отверстия.

3.      Второй конец передвигают в диаметральной плоскости.

4.      Для получения результатов затягивают микрометрический винт.

Точность измерений микрометрическими нутромерами – 0,01 мм.

2.      Индикаторные. Их применяют для выполнения относительных измерений. Стандартный индикаторный нутромер включает в себя индикаторную головку с часовым циферблатом и измерительную часть.

Изображение: устройство индикаторного нутромера

Индикатор имеет 2 шкалы. Первая указывает на количество полных оборотов второй шкалы, а она — на размер в пределах 1 мм при цене деления 0,01 мм.

Для измерения стержень прибора выдвигают. Стандартное расстояние — 10 мм. Пределы измерений увеличивают с использованием дополнительных стержней.

С учетом этого выполняют замеры по следующей технологии.

1. Измерительный инструмент помещается в отверстие строго перпендикулярно его оси.
2. По наклону стрелки определяется отклонение размера в большую или меньшую сторону при легких покачиваниях прибора.

Если стрелка отклоняется вправо, то диаметр измеряемого отверстия меньше заданного, а если влево, то больше на показанное значение.

Угломер

Назначение мерительного инструмента в этом случае сводится к контролю точности выдерживания угла между различными поверхностями, например, двух деталей или функциональных узлов.

Наиболее распространенный вариант – слесарный, с нониусом, то есть шкалой, обеспечивающей наглядное и прецизионное считывание.

Радиусные и резьбовые шаблоны

Эти измерительные инструменты широко применяют при слесарных работах. Шаблон — это набор пластин из углеродистой стали, предназначенный для выполнения контрольных операций.

·        Радиусные шаблоны. Их используют для определения радиусов кривизны вогнутых и выпуклых поверхностей. При помощи выпуклых пластин измеряют внутренние диаметры отверстий, и при помощи вогнутых — внешние.

Фотография: радиусный шаблон

·        Резьбовые шаблоны. Их используют для контроля параметров метрических и дюймовых резьб. Определяются такие характеристики, как:

1. номинальный шаг (метрические резьбы);
2. количество ниток на один дюйм (дюймовые резьбы).

Фотография: резьбовые шаблоны

Для выполнения измерений шаблоны прикладывают к контролируемым поверхностям.

Кронциркуль

Этот специальный мерительный инструмент используется человечеством для сравнения реальных значений с эталонными вот уже 2,5 тысячи лет. Применяя его, можно найти:

• соотношение ДхШхВ, радиус, толщину;
• интервалы, перемычки, ступени;
• величину выступов стенок.

Работать с ним достаточно просто: нужно лишь развести его ножки на необходимую дистанцию, а после сводить лапки – вплоть до того, пока они не коснутся поверхностей заготовки. Дальше останется лишь зафиксировать полученный показатель.

Штангенрейсмас

Данное приспособление очень удобно при нанесении вертикальной разметки и при вычислении высот различных объектов. Представляет собой рамку на тяжелом основании, оснащенную призмой (или ножкой), нониусом, парой винтов, штангой с линейкой и двумя фиксаторами.

Давайте посмотрим, как в этом случае правильно проводить измерения (и измерительные инструменты, при их корректном использовании, обеспечивают высокую точность результатов). Действуйте так:

• осуществите поверку;
• поднесите устройство к детали, удерживая за подошву;
• перемещайте основную рамку до тех пор, пока призма полностью не соприкоснется с поверхностью заготовки;
• отметьте текущие значения на обеих шкалах;
• считайте эти величины и добавьте к ним показания нониусов.

Щупы

Выпускаются наборами. В них входят измерительные пластины разной толщины. Она варьируется в пределах от 0,02 до 1 мм.

Фотография: измерительные щупы

При помощи щупов определяют параметры зазоров между поверхностями изделий и сопряженными деталями.

Изображение: измерение зазоров щупами

Для измерения пластины (по одной или по две) вводятся в зазоры до тех пор, пока какой-либо из измерительных инструментов не окажется подходящим по толщине.

Концевые меры длины

Представляют собой комплекты плоских и отполированных плиток, сделанных из керамики и/или высоколегированных сортов стали. Все они укладываются в футляр из дерева и пластика (причем каждая занимает свою, строго определенную ячейку), а в процессе использования достаются по мере необходимости.

Нужную из них прикладывают к поверхности детали и таким образом:

• убеждаются в точности показаний контрольного устройства;
• задают направление ремонта станка, аппарата, агрегата;
• быстро наносят разметку.

Анемометр

Позволяет регистрировать движение воздуха и других газов, а также замерять их скорость.

В основном используется метеорологами, рабочими при проверке вентиляции, в горнодобывающей промышленности при добыче пород и прокладке шахт.

Виды:

• Механический – самый простой прибор, который был изобретен более полутора веков назад. Состоит из нескольких чашечек, прикрепленных к вращающемуся валу.

• Крыльчатый – механический прибор, в котором вместо чашечек используется крыльчатка.

• Тепловой – регистрирует скорость воздушного потока по потерям тепла нагретого тела.

• Ультразвуковой – регистрирует изменения скорости распространения звуковых волн в зависимости от движения воздуха.

• Динамометрический

• Поплавковый

• Оптический – основан на эффекте Доплера. Наиболее точный из всех анемометров.

Некоторые модели анемометров могут производить дополнительные измерения влажность окружающей среды, давление и температуру (термоанемометры).

Влагомер (гигрометр)

Регистрирует процент влажности материала: дерева, бетона, воздуха и других. Применяются в строительстве, деревообработке, сельском хозяйстве и других областях.

Виды:

• Контактные – требуют введения контактных игл в материал и рассчитывают влажность по изменению сопротивления

• Бесконтактные – измеряют влажность с помощью токов высокой частоты.

Также могут делиться по исследуемым материалам.

Детектор металла

Основная цель – обнаружение скрытой проводки и металлических элементов внутри стен, потолков и полов зданий. Используется при строительстве и отделке. Позволяет избежать попадания сверла в кабель или металл.

Курвиметр

От английского «curve» — кривая. У нас их также называют «дорожными колесами».

Механическое или электронный измерительный прибор с колесом, с помощью которого можно очень точно (до 0,5%) измерить расстояние с учетом неровностей почвы и поворотов.

Люксметр

Прибор, измеряющий уровень освещенности. Главное отличие моделей – это точность измерений (у профессиональных моделей она выше) и объем встроенной памяти для хранения результатов. Датчик, с помощью которого происходит анализ, может располагаться как на корпусе устройства, так и на выносном модуле. Дорогие модели позволяют использовать светофильтры при замере.

Мультиметр

Универсальный измерительный прибор, совмещающий в себе функции вольтметра, амперметра и омметра. Также может иметь дополнительный функционал: звуковой сигнал и, возможность прозвонки диодов.

Виды:

• Аналоговый – с полукруглой шкалой и стрелкой

• Цифровой – с ЖК-экраном

Пирометр

Современный бесконтактный цифровой прибор, позволяющий быстро измерить температуру материала. Измерение происходит за счет анализа теплового излучения в инфракрасном спектре

Угломеры

Эти измерительные инструменты применяют для контроля точности углов между деталями механизмов, узлами оборудования, элементами и поверхностями конструкций.

При металлообработке используют слесарные угломеры. Их оснащают нониусными шкалами для выполнения высокоточных измерений.

Фотография: слесарный угломер

Шумомер

Цифровой анализатор внешних шумов. Применяется с целью контроля соответствующих норм.

КИПиА в бытовой технике

Посмотрите на любой прибор, которым вы пользуетесь дома. Будь это стиральная машина или обычный утюг. Во всех них установлены приборы, измеряющие тот или иной параметр, контролирующие его и по необходимости изменяющие. Во многих из них контролируется горячая вода, особенно это касается системы отопления (котлы, радиаторы). Есть приборы, в которых контролируется воздух – кондиционеры, конвекторы. Или электричество (напряжение и сила тока), к ним относятся утюги, мультиварки, масляные отопительные радиаторы и так далее.

Приборы такого типа установлены и в бытовой технике, например в утюге они контролируют уровень нагрева

Современные автоматизированные системы состоят в основном из микроконтроллерных схем. Они, в свою очередь, пришли на смену управляющим блокам, в составе которых были схемы с малой интеграцией. Это позволяет сегодня автоматизировать любой процесс, любую установку и даже самый маленький по габаритам прибор. То есть, границы открылись до бесконечности, что очень радует.

Внимание! Микроконтроллерные системы будут, так сказать, глухи и слепы, если к ним не подключить всевозможные измерительные приборы. Без них они бесполезны. Вот почему в единую систему были объединены и контрольно-измерительные приборы, и системы автоматики.

Приборы КИП – классификация

Оборудование КИПиА классифицируется по нескольким параметрам, основные из которых – это физико-технические характеристики и качественно-количественные показатели. То есть, измеряется влажность, температура, расход, давление и прочее. Отсюда и само название групп.

• Термометры.
• Манометры (измеряют давление).
• Расходомеры.
• Газоанализаторы.
• Уровнемеры.

Термометры являются одной из групп приборов КИПиА

Есть группа так называемых средств измерения:

• Замер излучения.
• Массы, твердости материала, плотности.
• Акустика.
• Замеряются электрические и электромагнитные качества.
• Физико-химический состав материала, его свойства.

В свою очередь, к примеру, термометры делятся на жидкостные, цифровые, с преобразование сопротивления, термоэлектрические. Сюда же можно отнести пирометры и тепловизоры.

Манометры также делятся на несколько подвидов: измеряется избыточное давление или его перепад, или абсолютная величина. По конструкции это механические, электроконтактные. Добавим сюда традиционные реле давления и тяганапоромеры.

Расходомеры – это более сложные приборы КИПиА, с помощью которых определяется масса или объем материала (среды). В этой группе достаточно широкий модельный ряд, зависящий от того, какой материал (среду) будет контролировать и измерять данный прибор.

Расходомеры – приборы для измерения массы или объема

• Вихревые, тепловые, электромагнитные, ультразвуковые, тахометрические, корреляционные, кориолисовые.
• С перепадом давления, с измерением перепадов уровня, замер обтекания.

То есть, каждый прибор подходит под определенные условия эксплуатации, в основе которого лежит именно материал или среда. Кстати, среда может быть только неэлектрической, потому что в блоке контроля (автоматики) любая величина преобразуется в электрический сигнал, который и подается на обработку. Но тут возникает вопрос, а как же с напряжением и силой тока в электрических приборах?

Все дело в том, что эти две величины не могут быть внесены в контроллер без предварительной обработки, где на выходе должен получиться аналоговый сигнал. Ведь напряжение в данном случае имеет показатель 220 В. А его в таком виде никакая автоматика не выдержит. Поэтому даже в электрических сетях устанавливаются датчики. То есть, в этом случае и сила тока, и напряжение становятся неэлектрическими величинами, конечно, через посредника – датчик.

Хранение измерительных инструментов

1. Хранить измерительные инструменты необходимо в сухих и отапливаемых помещениях.
2. Для защиты от негативных факторов желательно помещать приспособления в индивидуальные футляры и тубусы.
3. Рекомендованная температура хранения — от +10 до +35 °С.
4. В воздухе не должны содержаться агрессивные примеси.
5. Перед отправкой на хранение измерительные поверхности разъединяют, а фиксаторы — ослабляют.

Фотография: хранение измерительных инструментов

Соблюдение вышеперечисленных правил помогает получить максимально точные результаты измерений и продлевает срок службы контрольных приспособлений.

Источники
https:/vseinstrumenti.ru/instrument/izmeritelnyj/articles/1089/
https//stanokcnc.ru/articles/kontrolno-izmeritelnye-instrumenty-osnovnye-vidy-meritelnykh-priborov-v-mashinostroenii/
https//rinscom.com/articles/vidy-izmeritelnykh-instrumentov/
https//stv39.ru/articles/?ELEMENT_ID=72272
https//onlineelektrik.ru/elaboratoriya/eizmereniya/chto-takoe-kipia-rasshifrovka-klassifikaciya-i-princip-raboty.html