Б) измерение штангенциркулем

Рис. 5

Штангенциркуль представляет собой прибор для измерения линейных размеров тел. Он состоит из штанги 1 с измерительными губками 2 и 3, подвижной рамки 4 с измерительными губками 5 и 6 и рейки.

При измерении наружного размера тело помещают между губками 3 и 6. Губки 2 и 5 используются при измерении внутренних размеров, а рейка - при измерении глубин. Вдоль штанги нанесена шкала с миллиметровыми делениями. На скошенном краю рамки, скользящей по штанге, нанесена маленькая вспомогательная шкала, называемая нониусом и предназначенная для увеличения точности измерения в несколько раз. Использование нониуса основано на том, что факт совпадения двух штрихов или несовпадения наш глаз фиксирует хорошо. Оценить же расстояние между двумя штрихами гораздо сложнее. Ширина делений на нониусе делается на 0,1 (0,05) короче, чем ширина делений основной шкалы.

l 2

d

Нониус

l 1

Основная шкала

Рис. 6

Рассмотрим случай, когда начало нониуса совпадает с одним из делений основной шкалы (рис.6). Тогда первое деление нониуса отстаёт от ближайшего деления шкалы справа на 0,1 мм, второе на 0,2 мм,..., седьмое на 0,7 мм и т.д.

d

Рис. 7

При сдвиге нониуса вправо на 0,2 мм, лучше всего с делением основной шкалы совпадёт второе деление, при сдвиге на 0,6 мм совпадает шестое деление нониуса и т.д. Таким образом, в любом положении только одно из делений нониуса совпадёт с одним делением основной шкалы.

Минимальное изменение длины, регистрируемое нониусом, равно его точности d. Поэтому d можно рассматривать как цену деления штангенциркуля.

Эта же величина принимается за систематическую погрешность штангенциркуля.

Перейдём к измерению с помощью нониуса. На рис. 7 видно, что расстояние, на которое сдвинулось нулевое деление нониуса равно диаметру измеряемого цилиндра. В нашем случае оно 2 мм < < 3 мм. Т.к. деления основной шкалы везде одинаковые и совпало 6-е деление нониуса, значит, нониус сдвинут вправо на 0,6 мм от пятого деления основной шкалы. Следовательно .

Всегда легко определить целое число миллиметров, число же десятых долей определяется на основании совпадения делений нониуса и основной шкалы. Мы рассмотрели простой наглядный случай, когда ширина делений основной шкалы (1мм) отличалась от ширины делений нониуса на 0,1 мм. Возможны нониусы с шириной 1,9 мм; 2,9 мм; 1,95 мм и др.