Mäthuvuden kallas mätinstrument som omvandlar små rörelser av mätsonden till stora rörelser av pekaren längs skalan . Mäthuvuden används främst för relativa mätningar, mätning av avvikelser, grovhet, slag av axelytor.
Till en början, 1890, utvecklades spakmäthuvuden [1] (minimetrar, spakindikatorer [2] ), sedan växel- och spaktandade huvuden [1] (ortotester [2] ), spakskruvsindikatorer [3] . År 1937 utvecklades fjädermäthuvuden [4] .
De mest utbredda är indikatorklockor, spak-tandade indikatorer, flervarvsindikatorer, mikrokatorer [5] , optikatorer [6] , elektrokontaktmäthuvuden [6] .
En mätklocka är en mätanordning utformad för absoluta och relativa mätningar och kontroll av avvikelser från en given geometrisk form av en del, såväl som ytornas relativa position.
I det cylindriska huset finns en kuggstång och kugghjulstransmissioner som omvandlar mätstavens fram- och återgående rörelse till instrumentpekarens rotationsrörelse [7] . Utformningen av indikatorn inkluderar en fjäder, som eliminerar växlarnas glapp, det vill säga kugghjulen är alltid i ingrepp med ena sidan av kuggprofilen [8] . Vanligtvis görs enhetens skala roterbar, vilket är bekvämt för att ställa in nollavläsningar när man utför relativa mätningar.
Indikatornålen är oftast flervarv, vanligtvis motsvarar ett varv av pilen en rörelse av sonden med 1 mm. I vissa modeller har enheten en sekundvisare och en liten urtavla som visar antalet hela varv på den stora handen.
De vanligaste indikatorerna med ett delningsvärde på 0,01 mm, eftersom det är svårt att ge större noggrannhet med en kuggstångsväxel. Den stora pilen på en sådan anordning gör ett varv när mätstaven förskjuts med 1 mm, den lilla pilen - när den förskjuts med 10 mm.
I arbetsänden av mätstaven på de flesta modeller finns en hårdmetallkula i en utbytbar ram, som vidrör den uppmätta delen under mätningen. Indikeringsmekanismen har en returfjäder fäst mellan indikatorkroppen och stången. Denna fjäder skapar en mätkraft på stången [9] .
Klockan är monterad i ett verktygsstativ (liknar ett laboratorie ). En cylindrisk stång är fixerad vid stativets bas, längs vilken en rörlig koppling med en stång är fixerad, med en indikator fixerad i änden. Ofta har stativet en magnetisk bas. Den magnetiska basen gör att du kan installera stativ på vertikala och lutande plan av uppmätta ståldelar utan ytterligare fäste.
Den allmänna proceduren för att arbeta med en indikator:
För olika tillämpningar inom maskinteknik används indikatorer som en del av speciella anordningar [10] , som gör det möjligt att mäta stora delar (indikatorfästen) [11] , invändiga mått (indikatorhålsmätare) [12] etc.
Mätare finns i noggrannhetsklasserna 0 och 1 [13] . Mätfelet för en mätklocka beror på det uppmätta värdet. I mätområdet 1–2 mm är felet alltså inom 10–15 µm, och i intervallet 5–10 mm ökar felet till 18–22 µm [9] .
Till skillnad från indikatorklockor innehåller mäthuvuden med spaktanda en ojämn arm [14] , vars lilla arm är ansluten till mätstaven eller direkt till den uppmätta ytan, och den stora armen är vanligtvis ansluten till den andra ojämna armen och ett kugghjul med en pil. Spaktandade mäthuvuden är enkelvarv och multivarv [15] . Mätdon finns i olika typer - sidoverkande med direktkontakt av mätarmen med den uppmätta delen [16] och med en mätstav [15] . Blinkers tillverkas med ett divisionspris på 0,001 och 0,002 mm [15] , vilket är en storleksordning högre än i urtavlor. Till exempel har Kempinski och Monakhov-indikatorn, som innehåller två spakar och två växelpar, ett mätområde på 1 mm, ett delningsvärde på 1 µm och en noggrannhet vid mätgränsen på mindre än 5 µm [17] .
Fjädermäthuvuden finns i tre huvudtyper: mikrokatorer, micatorer (små) och minikatorer [18] . Fjäderindikatorer anses vara de mest exakta spakmekaniska mätanordningarna [18] . En spiralfjäder med en pil används som ett känsligt element. Genom att flytta spaken som är ansluten till mätstången ändras fjäderns längd och visaren vrids. Den största fördelen med denna design, frånvaron av friktion under pekarens rörelse, gör det möjligt att uppnå hög noggrannhet [19] . Uppdelningspriset för mikrokatorn når 0,1 µm [20] . Dessutom kännetecknas enheterna av enkel design, hållbarhet och avsaknad av glapp [21] .
Det finns även fjäderindikatorer för grövre mått - decindikatorer [21] med ett delningsvärde på 0,05 mm.
Fjäderoptiska mäthuvuden (optikatorer), till skillnad från fjäderindikatorer, har en spegel istället för en pil, som bildar en bild av en pil på en skala. Optikatorer har inte parallax inneboende i pekanordningar [22] . Fjäderoptiska huvuden klassificeras av vissa källor som optisk-mekaniska mätanordningar ( optimetrar ) [23] .
Klockor och växelspaksindikatorer med en elektronisk digitalvåg kallas elektroniska indikatorer (inte att förväxla med en elektronisk indikator inom elektronik).
Mäthuvuden installeras oftast för mätningar i stativ, mätklämmor, indikator inuti mätare [24] , djupmätare etc.
| Mätinstrument | |
|---|---|
| Mikrometrar |
|