для чего нужен нониус
Нониус
Нониус (шкала Нониуса, верньер) — вспомогательная шкала, устанавливаемая на различных измерительных приборах и инструментах, служащая для более точного определения количества долей делений.
Принцип работы шкалы основан на том факте, что глаз гораздо точнее замечает совпадение делений, чем определяет относительное расположение одного деления между другими. Нониусы используются в измерительных приборах, у которых при измерении длины или угла части прибора перемещаются относительно друг друга, например, две ножки штангенциркуля.
На одной из этих частей нанесена шкала основного масштаба, на другой – нониус, представляющий собой небольшую шкалу, которая передвигается при измерении вдоль основного масштаба. Если нижняя шкала имеет длину 9 мм и разбита на 10 отрезков, то цена деления нониуса будет равна 0,9 мм. При совпадении нулевых отрезков обеих шкал первый штрих нониуса будет смещен относительно первого штриха основной шкалы на 0,1 мм, второй штрих нониуса будет смещен относительно второго штриха верхней шкалы на 0,2 мм, и т. д. (рис.1).
Рис.1 Измерительная шкала с нониусом
Если сдвинуть нижнюю шкалу вправо на 0,1 мм, то первый штрих нониуса совпадет с 1-м штрихом верхней шкалы, если сдвинуть нижнюю шкалу на 0,2 мм, то совпадут вторые штрихи верхней и нижней шкалы, и т.д. Таким образом, порядковый номер штриха нониуса, совпадающий со штрихом верхней шкалы, показывает, на сколько десятых долей мм смещена нижняя шкала относительно миллиметрового штриха верхней шкалы (не обязательно нулевого).
Рис.2 Измерения при помощи шкалы Нониуса
Отсчет по шкале нониуса производится следующим образом. Ближайшее слева к нулю нониуса показание основной шкалы указывает целое число мм (рис.2). Порядковый номер штриха на шкале Нониуса, совпадающий со штрихом верхней шкалы, указывает количество десятых долей мм. Таким образом, показания на рис.2 соответствуют 21,3 мм.
Рассмотрим две шкалы, расположенные одна над другой (рис.3). Пусть цена деления (длина одного деления) верхней линейки равна Y, а цена деления нижней линейки –X. Линейки образуют нониус, если длина N делений одной шкалы совпадает с длиной kN±1 делений другой шкалы, где k – целое число. Другими словами, для шкалы Нониуса выполняется соотношение:
где знак «+» соответствует условию X > Y, а знак «–» ставится при X
Рис.4. Шкала Нониуса при X = 1,9 мм, Y = 1 мм, N = 10, k = 2, δ = 0,1
В данной работе изучается принцип работы и устройство шкал с нониусом и микрометрических шкал на примере приборов для измерения длин – штангенциркуля и микрометра.
1 – штанга; 2 – подвижная рамка; 3 – нониус; 4 – винт; 5,6 – ножки для измерения внешних размеров; 7,8 – ножки для измерения внутренних размеров; 9 – штанга для измерения глубины.
Штангенциркуль. Штангенциркулем (рис. 5) называется прибор, применяющийся для измерения линейных размеров с точностью от 0,1 до 0,02 мм. Штангенциркуль состоит из линейки (штанги) 1 с миллиметровыми делениями (Y = 1 мм) и подвижной рамки 2 с нониусом 3 и закрепляющим винтом 4. На штанге и рамке имеются ножки 5 и 6. Ножки с внутренней стороны имеют плоские поверхности. При сомкнутых ножках отсчет по нониусу равен нулю. Для измерения штангенциркуль берут в правую руку, а измеряемый предмет помещают между ножками, придерживая его левой рукой, и плотно зажимают предмет между ножками. Затем производят отсчет.
Для измерения внутренних размеров пользуются заостренными ножками 7 и 8. Штанга 9 служит для измерения глубины штангой.
Правила отсчета по нониусу штангенциркуля аналогичны изложенным выше. Отсчет целых делений (мм) производят по шкале линейки до нуля нониуса, затем отсчитывают по нониусу десятые доли миллиметра, число которых равно номеру деления на нониусе, совпадающему с каким–либо делением основной шкалы.
1 – скоба; 2 – пятка; 3 – стебель; 4 – микрометрический винт; 5 – барабан; 6 – трещотка; 7 – стопор микрометрического винта.
Микрометр. Основным элементом микрометра является микрометрический винт – винт с малым и очень точно выдержанным шагом.
Микрометр для измерения наружных размеров в пределах от 0 до 25 мм (Рис. 6) состоит из скобы 1 с пяткой 2 и трубкой – стеблем 3. В трубке имеется внутренняя резьба, в которую ввинчен микрометрический винт 4 с закрепленным на нем барабаном 5. На конце барабана имеется фрикционная головка (трещотка) 6. На скобе расположен стопор микрометрического винта 7.
Действие микрометра основано на свойстве винта совершать при повороте его поступательное перемещение, пропорциональное углу поворота. При измерении предмет зажимают между пяткой и микрометрическим винтом. Для вращения барабана при этом пользуются трещоткой. После того, как достигнута определенная степень нажатия на предмет (500-600 г), фрикционная головка начинает проскальзывать, издавая характерный треск.
Благодаря этому зажатый предмет деформируется мало (его размеры не искажаются) и кроме того, микрометрический винт предохраняется от порчи. На трубке 3 нанесены деления основной шкалы. Барабан 5 при вращении винта перемещается вдоль трубки. Шаг винта подбирается таким образом, что один полный оборот барабана соответствует его смещению вдоль основной шкалы на длину наименьшего деления. На барабан нанесена добавочная шкала (шкала барабана).
В микрометре, который Вам предстоит использовать, основная шкала имеет цену деления, равную 0,5 мм. При этом часть штрихов, чтобы не загромождать шкалу, располагаются под прямой линией (целые снизу, половины сверху). Шаг микрометрического винта у таких микрометров равен 0,5 мм, а шкала барабана разбивается на 50 делений.
Цена деления шкалы барабана равна 0,5мм/50 = 0,01мм. При отсчете на таком микрометре число сотых долей микрометра, отсчитанное на шкале барабана, напротив линии на основной шкале прибавляется к числу миллиметров, отсчитанному по основной шкале. Перед началом работы с микрометром следует убедиться в его исправности. Для этого вращением фрикционной головки приводят в соприкосновение микрометрический винт с пятой.
Момент соприкосновения определяется по сигналу трещотки. При этом край барабана должен располагаться над нулевым делением основной шкалы, а нуль шкалы барабана – против линии на трубке. Если эти условия не соблюдаются, то во всех дальнейших измерениях следует учитывать систематическую ошибку микрометра, равную тому числу делений барабана, которое соответствует сомкнутым микрометрическому винту с пяткой. Если это отклонение велико, то микрометр нуждается в регулировке.
Вращать микрометрический винт следует только за трещотку. Вращать микрометрический винт с усилием запрещается, так как это ведет к порче прибора.
Для отсчета по микрометру сначала определяют число делений, которые видны из-под края барабана на основной шкале, помня, что деления расположенные сверху и снизу горизонтальной линии на этой шкале, образуют единую шкалу с ценой деления 0,5 мм. Так, например, отсчет по основной шкале рис. 7а составит 5,5 мм. К этому значению необходимо прибавить отсчет по шкале барабана, который на рис. 7а составляет 25 делений. Вспоминая, что цена деления шкалы барабана составляет 0,01 мм, получим отсчет по шкале барабана 25 * 0,01мм=0,25мм. Тогда отсчет по микрометру составит 5,5 + 0,25 = 5,75 мм.
Для случая, изображенного на рис. 7б, отсчет по микрометру составит 5,15 мм.
Следует заметить, что производя измерения микрометром, не имея должного опыта можно ошибиться на 0,5 мм. Рассмотрим далее этот случай.
Рис.7. Отсчет по шкале микрометра.
1 – скоба; 2 – пятка; 3 – стебель; 4 – микрометрический винт; 5 – барабан; 6 – трещотка; 7 – стопор микрометрического винта.
Когда отсчеты по шкале барабана близки к 50, но на несколько делений меньше, следующее деление основной шкалы уже показывается из-под края барабана (Рис. 7с). Последнее видимое деление, которое показалось из под края барабана соответствует 4,5 мм. Возникает вопрос, следует ли его учитывать? Отсчет по шкале барабана составляет 46 делений или 46 * 0,01 = 0,46мм. Тогда в сумме отсчет по микрометру составил бы 4,5+ 0,46 = 4,96 мм. Однако это неправильный отсчет. Дело в том, что барабан совершит полные оборот только тогда, когда ноль на барабане совпадет с линией основной шкалы (будет пройден ноль). На рис 7с ноль еще не пройден, поэтому показавшееся из-под края барабана деление учитывать не нужно. Правильный отсчет по основной шкале составляет 4 мм, и тогда отсчет по микрометру 4 + 0,46 = 4,46 мм.
Используя выше сказанное можно сформулировать следующие правила:
1) если отсчет по шкале барабана микрометра находится в диапазоне от 25 до 50 делений (говорят ноль не прошли), то показавшееся из-под края барабана деление основной шкалы учитывать не нужно (помня при этом, что цена деления основной шкалы составляет 0,5 мм);
2) если отсчет по шкале барабана микрометра находится в диапазоне от 0 до 25 делений (говорят ноль прошли), то показавшееся из-под края барабана деление основной шкалы необходимо учитывать.
Контрольные вопросы
1. Какие приспособления называются нониусами, для чего они нужны?
2. Объясните, как определить точность нониуса.
3. Расскажите, как производить измерения с помощью штангенциркуля и микрометра.
4. Чему равны погрешности штангенциркуля, микрометра?
5. Как должен быть устроен нониус штангенциркуля, чтобы точность измерений составляла 0,02 мм?
Нониус
Но́ниус (шкала́-но́ниус, шкала́ Но́ниуса, вернье́р) — вспомогательная шкала, устанавливаемая на различных измерительных приборах и инструментах, служащая для более точного определения количества долей делений. Принцип работы шкалы основан на том факте, что глаз гораздо точнее замечает совпадение делений, чем определяет относительное расположение одного деления между другими.
Шкала нониус обычно имеет те же 10 делений, что и основная шкала, а по длине равна только 9 её делениям.
См. также
Примечания
Ссылки
Полезное
Смотреть что такое «Нониус» в других словарях:
НОНИУС — (лаи.). То же, что верньер. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. НОНИУС лат. nonius. То же, что Верньер. Объяснение 25000 иностранных слов, вошедших в употребление в русский язык, с означением их корней … Словарь иностранных слов русского языка
НОНИУС — НОНИУС, ноний, мех. верньер, вспомогательное, вторичное деленье, для полраздела частиц главного деленья, на измерительном снаряде. Толковый словарь Даля. В.И. Даль. 1863 1866 … Толковый словарь Даля
нониус — верньер, шкала Словарь русских синонимов. нониус сущ., кол во синонимов: 3 • верниер (2) • верньер … Словарь синонимов
НОНИУС — НОНИУС, или верньер, прибор для отсчи тывания долей (обыкновенно десятых) самого мелкого деления данного масштаба; изобретен в 16 в. португальцем Педро Нуыье сом (Nunez), построен в современной форме впервые в 1631 г. голландцем Петром Верне рием … Большая медицинская энциклопедия
НОНИУС — (верньер) вспомогательная шкала, при помощи которой отсчитывают доли делений основной шкалы измерительного прибора … Большой Энциклопедический словарь
НОНИУС — НОНИУС, нониуса, муж. (спец.). Приспособление в измерительных приборах для уточнения отсчетов от 0,1 до 0,02. (По имени португальского математика 16 в.) Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 … Толковый словарь Ушакова
НОНИУС — (Vernier) измерительное приспособление, позволяющее отсчитывать доли основных делений масштаба. Круговой Н. для отсчета углов носит название верньер (см.). Самойлов К. И. Морской словарь. М. Л.: Государственное Военно морское Издательство НКВМФ… … Морской словарь
НОНИУС — приспособление, применяемое в измерительных приборах для отсчета долей самого мелкого деления на приборе. Н. представляет собой линейку или дугу, передвигаемую вдоль измерительного прибора и снабженную более мелкими делениями, чем деления самого… … Технический железнодорожный словарь
нониус — дополнительная шкала измерительного инструмента, позволяющая повысить точность отсчета по основной шкале в несколько раз. (Источник: «Микробиология: словарь терминов», Фирсов Н.Н., М: Дрофа, 2006 г.) … Словарь микробиологии
НОНИУС — венгер. п да верхово упряжных л., выведенная в XIX в. в кон. з де Мезохедьеш. Восходит к англо нормандскому ж цу Нониусу (рожд. 1810), от к рого в производящем составе х ва осталось 15 сыновей и 137 дочерей. Имя Н. с указанием порядкового номера … Справочник по коневодству
НОНИУС — вспомогательная шкала измерительного прибора, по которой отсчитывают доли делений основной шкалы; то же, что (см.) … Большая политехническая энциклопедия
НОНИУС
приспособление, применяемое в измерительных приборах для отсчета долей самого мелкого деления на приборе. Н. представляет собой линейку или дугу, передвигаемую вдоль измерительного прибора и снабженную более мелкими делениями, чем деления самого измерительного прибора. Разность между делениями последнего и Н. наз. ценой одного деления Н. В линейках, т. е. приборах, служащих для измерения длин, обычно девять делений линейки равны десяти делениям Н., так что разность между ними составляет 1/10 деления линейки. Такой Н. позволяет определять длину линий с точностью до 1/10 доли деления.
Смотреть что такое «НОНИУС» в других словарях:
НОНИУС — (лаи.). То же, что верньер. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. НОНИУС лат. nonius. То же, что Верньер. Объяснение 25000 иностранных слов, вошедших в употребление в русский язык, с означением их корней … Словарь иностранных слов русского языка
НОНИУС — НОНИУС, ноний, мех. верньер, вспомогательное, вторичное деленье, для полраздела частиц главного деленья, на измерительном снаряде. Толковый словарь Даля. В.И. Даль. 1863 1866 … Толковый словарь Даля
нониус — верньер, шкала Словарь русских синонимов. нониус сущ., кол во синонимов: 3 • верниер (2) • верньер … Словарь синонимов
НОНИУС — НОНИУС, или верньер, прибор для отсчи тывания долей (обыкновенно десятых) самого мелкого деления данного масштаба; изобретен в 16 в. португальцем Педро Нуыье сом (Nunez), построен в современной форме впервые в 1631 г. голландцем Петром Верне рием … Большая медицинская энциклопедия
НОНИУС — (верньер) вспомогательная шкала, при помощи которой отсчитывают доли делений основной шкалы измерительного прибора … Большой Энциклопедический словарь
НОНИУС — НОНИУС, нониуса, муж. (спец.). Приспособление в измерительных приборах для уточнения отсчетов от 0,1 до 0,02. (По имени португальского математика 16 в.) Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 … Толковый словарь Ушакова
НОНИУС — (Vernier) измерительное приспособление, позволяющее отсчитывать доли основных делений масштаба. Круговой Н. для отсчета углов носит название верньер (см.). Самойлов К. И. Морской словарь. М. Л.: Государственное Военно морское Издательство НКВМФ… … Морской словарь
нониус — дополнительная шкала измерительного инструмента, позволяющая повысить точность отсчета по основной шкале в несколько раз. (Источник: «Микробиология: словарь терминов», Фирсов Н.Н., М: Дрофа, 2006 г.) … Словарь микробиологии
НОНИУС — венгер. п да верхово упряжных л., выведенная в XIX в. в кон. з де Мезохедьеш. Восходит к англо нормандскому ж цу Нониусу (рожд. 1810), от к рого в производящем составе х ва осталось 15 сыновей и 137 дочерей. Имя Н. с указанием порядкового номера … Справочник по коневодству
НОНИУС — вспомогательная шкала измерительного прибора, по которой отсчитывают доли делений основной шкалы; то же, что (см.) … Большая политехническая энциклопедия
Значение ВЕРНЬЕР, ИЛИ НОНИУС* в Энциклопедии Брокгауза и Ефрона
Для устройства В. наносят на подвижной части калибра, начиная с нулевой черты, в сторону возрастающих делений линейки десять делений такой длины, чтобы они вместе были равны девяти делениям этой последней. Каждое из них будет поэтому короче деления линейки на одну десятую часть. Это число называется «значением деления В.». Когда калибр будет раздвинут насколько нужно, нулевая черта В. придется вообще где-либо между двумя сряду стоящими делениями, наприм. между вторым и третьим (черт. 2), а какое-нибудь деление В., напр. пятое, совпадет с одним из делений шкалы.
Такого рода В. занимает на шкале место впереди от положения его нуля. Иногда это бывает неудобно по посторонним соображениям, например на шкалах барометров. В таком случае берут одиннадцать делений и делят их на десять частей; одно деление В. выходит на 0,1 длиннее деления шкалы, а приведенное выше рассуждение будет применимо и к новому В., если его нуль впереди и нумерация делений идет в сторону, обратную нумерации шкалы. Оба рода В. устраиваются и для круговых делений; усложняется при этом только значение цифр, которыми обозначают его деления, потому что градусы подразделяются на минуты и секунды, а не просто по десятичной системе. На первый взгляд можно полагать, что очень часто ни одна черта В. не будет совпадать в точности с чертой шкалы. На самом же деле чаще встречается противоположный случай: трудно бывает решить, какая пара из нескольких ближе к полному совпадению. Действительно, черты имеют ширину, часто значительно превышающую разность длины деления шкалы и верньера. В таком случае надо пересчитать все близкие к совпадению пары: действительно совпадать будет средняя из них. На В. с большим числом линий и малым значением деления проводят по две лишние черты перед нулевым и последним делением, чтобы иметь возможность применять и к ним вышеописанный прием.
При вычерчивании планов и карт по числовым данным можно пользоваться масштабом с неподвижным В., чтобы отмеривать циркулем расстояния с точностью до десятых частей деления. Для этого наносят масштаб на бумагу самого чертежа, чтобы исключить влияние ее расширения от изменения влажности воздуха, и начиная с десятого деления делают надписи, возрастающие слева направо (черт. 3).
С этого же десятого деления откладывают налево длину одиннадцати делений и делят ее на десять равных частей, нумерирующих справа налево. Положим, что надо взять циркулем длину 15,3 делений масштаба: одну ножку ставят на его двенадцатое деление, а другую на третье деление В. Очевидно, что мы, заменяя таким образом три деления масштаба тремя делениями В., прибавляем ровно столько же десятых к длине промежутка.
В. был впервые описан в 1631 г. Петром Вернье (см.), или Вернерием (Petrus Vernerius), из Бургундии, и назван в его честь. Нониусом наз. это приспособление, совершенно не по праву, в честь португальца Петра Нониуса (Petrus Nonius, род. в 1492 г.), который раньше Вернерия описал приспособление для достижения той же цели для измерения углов. Нониус провел на своем квадранте несколько концентрических дуг, первую разделил на 90 частей, вторую на 89 частей и т. д. Если угол не выражается целым числом девяностых частей квадранта, то, может быть, в нем уложится целое число восемьдесят девятых или других имеющихся на инструменте делений. Это неудобное приспособление было вытеснено В., но название почему-то осталось.
Брокгауз и Ефрон. Энциклопедия Брокгауза и Ефрона. 2012
Устройство Нониуса
Устройство Нониуса
Физическая величина, в которую измеренное значение преобразуется приемным преобразователем, может быть введена в измерительный механизм, подана в другой преобразователь или использована в целях телеметрии. Людмила Фирмаль
Количество делений по шкале Нониуса равно n = a Длина деления шкалы C по Нониусу равна b = ya C, а общая длина шкалы по Нониусу равна l = nb = (yn 1) a. Если нулевой ход верньера совпадает с ходом основной шкалы, например, если губы суппорта движутся твердо, рисунок 14а, первая мера Нониуса смещается от простого числа главной шкалы на значение Нониуса до С, и 2 Второй ход 2С, третий столбец ЗС и т. Д. Штрихи Вернье масштабируются попеременно с мазками основной шкалы.
Элементы-обобщенный термин, который понимает поверхности, линии и точки в зависимости от связанных условий. Людмила Фирмаль
Количество десятых долей миллиметра при подсчете в Nonius равно числу ударов Nonius, умноженных на число в Nonius C. 14b d, показания 91,7, 43,25, 141,6 мм. В приведенной ниже таблице показаны ограничения по измерениям и количеству инструмента Slides Nonius. 3. Если измеренный размер равен ^ 1000 мм, основной допуск равен числу нониусов С. D = 0,2 мм при измерении больших размеров.
Образовательный сайт для студентов и школьников
Копирование материалов сайта возможно только с указанием активной ссылки «www.lfirmal.com» в качестве источника.
© Фирмаль Людмила Анатольевна — официальный сайт преподавателя математического факультета Дальневосточного государственного физико-технического института