Микрометр: Өлшеу құралының тарихы мен қолданысы

Кіріспе

Компоненттің ұзындығын, енін және/немесе тереңдігін дәл өлшеуге арналған құрал – өлшеу құрылғысы.

Микрометр, кейде микрометрлік бұрандалы өлшегіш деп те аталады, механикалық машина жасау және өңдеуде, сондай-ақ көптеген механикалық мамандықтарда, циферблаттық, верниерлік және цифрлық штангенциркульдер сияқты басқа метрологиялық құралдармен бірге, компоненттерді дәл өлшеу үшін кеңінен қолданылатын калибрленген бұранданы қамтитын құрылғы. Микрометрлер көбінесе, бірақ әрқашан емес, штангенциркульдер түрінде болады (қарсы шеттері рамамен біріктірілген). Шпиндель – өте дәл өңделген бұранда, ал өлшенетін нысан шпиндель мен иінтірек арасына орналастырылады. Шпиндельді айналдыру арқылы немесе реттегіш түймешікті бұру арқылы шпиндель мен иінтірекке нысан жеңіл тиетінше жылжытады. Микрометрлер телескоптар мен микроскоптарда да қолданылады, олардың көмегімен аспан денелерінің немесе микроскопиялық нысандардың көрінетін диаметрін өлшеуге болады. Телескоппен қолданылатын микрометрді 1638 жылы ағылшын астрономы Уильям Гаскойн ойлап тапқан.

Тарих

Микрометр сөзі грек тіліндегі микрос (кішкентай) және метрон (өлшем) сөздерінен жасалған неоклассикалық сөз. Merriam Webster Collegiate Dictionary сөздігінде бұл сөз француз тілінен ағылшын тіліне ауысқандығы, ал ағылшын тілінде алғаш рет 1670 жылы қолданылғандығы айтылады. Ол кезде қазіргі білетін метр де, микрометр (мкм) да болмаған. Дегенмен, сол кездегі адамдар кішкентай заттарды және айырмашылықтарды өлшеуге зор қажеттілік сезінген және оған қызығушылық танытқан. Бұл сөз, әрине, осы мақсатқа байланысты туындаған, тіпті қазіргі мағынасында қолданылмаса да. Микрометриялық бұранданы алғаш рет 17 ғасырда Уильям Гаскойн верньерді жетілдіру арқылы ойлап тапты. Ол телескоптарда жұлдыздар арасындағы бұрыштық қашықтықты және аспан денелерінің салыстырмалы өлшемдерін өлшеу үшін қолданылды. Лондон ғылым мұражайында "Джеймс Уатттың 1776 жылғы микрометрлік бұрандалы ұшты өлшегіш құралы" деген көрмесі бар. Ғылым мұражайының мәлімдемесіне сәйкес, бұл алғашқы бұрандалы микрометр болуы мүмкін. Бұл құрал нысандарды екі тіреуіш арасына қойып, біреуін ұсақ микрометрлік бұрандамен жылжыту арқылы өте дәл өлшеуге арналған, екеуі де нысанға жанасқанша, ал арақашықтық екі циферблатта тіркеледі. Алайда, ғылым мұражайы атап өткендей, бұл құралды Ватт 1776 жылы емес, 1876 жылы жасаған болуы мүмкін, ол сол жылы Оңтүстік Кенсингтондағы ғылыми құралдардың арнайы көрмесіне қойылған. Генри Модсли 19 ғасырдың басында "Лорд-канцлер" деп аталған микрометр жасады, себебі ол фирманың жұмысындағы өлшемдердің дәлдігін бағалайтын соңғы төреші болды. 1844 жылы Уитворттың шеберханалық микрометрі туралы мәліметтер жарияланды. Ол темірден жасалған берік негізді, екі ұсақ өңделген болаттан жасалған цилиндрлі бөліктері бар, олар бұрандалардың әсерімен бойлық бағытта жылжыды. Цилиндрлердің ұштары жарты шар пішіндес болды. Бір бұрандаға дөңгелек орнатылған, ол бір дюймнің он мыңнан бір бөлігіне дейін өлшеуге мүмкіндік берді. Оның мақсаты – қарапайым жұмысшыларға өте дәл көрсеткіштер беретін, бірақ шеберхананың қатал жағдайында бұзылмайтын құрал ұсыну еді. Жан Лоран Палмер 1848 жылы Парижде қолмен ұсталатын микрометрлік бұрандалы калибр жасады, сондықтан бұл құрал француз тілінде "пальмер", испан тілінде "tornillo de Palmer" ("Палмер бұрандасы"), ал итальян тілінде "calibro Palmer" ("Палмер калибрі") деп аталады. (Осы тілдерде микрометр сөзінің де туыс сөздері бар: микрометр, micrómetro, micrometro.) Микрометрлік калибрді ағылшын тілді елдерде 1867 жылы Браун & Шарп бұқаралық нарыққа енгізді, бұл құралдың орташа машина жасау шеберханаларына кеңінен таралуына мүмкіндік берді. Браун & Шарп бұл құралды жасауда Палмердің дизайны сияқты бірнеше бұрынғы құралдардан шабыт алды. 1888 жылы Эдвард В. Морли микрометрлік өлшемдердің дәлдігін арттырып, күрделі тәжірибелер сериясы арқылы олардың дұрыстығын дәлелдеді. Gribeauval, Tousard, North, Hall, Whitney және Colt сияқты алмастырылатын бөлшектерді жасау пионерлерімен басталып, Maudslay, Palmer, Whitworth, Brown, Sharpe, Pratt, Whitney, Leland және басқалар сияқты көшбасшылар арқылы жалғасқан құрал бөлмесінің дәлдігі мен сапасының мәдениеті, машина жасау дәуірінде қолданбалы ғылымды технологиямен байланыстырудың маңызды бөлігіне айналды. 20 ғасырдың басында метрология ғылымымен, сондай-ақ химия және физика ғылымдарымен (металлургия, кинематика/динамика және сапа) таныс болмастан, құралдар мен қалыптар жасауды, машина жасау құралдарын жасауды немесе инженерлік іс-әрекетпен айналысуды толық меңгеру мүмкін емес еді.

The word micrometer is a neoclassical coinage from μικρός and μέτρον romanized: metron lit. 'measure'. According to the Merriam Webster Collegiate Dictionary, the word was loaned to English from French, with its first known appearance in English writing being in 1670. Neither the metre nor the micrometre (μm) nor the micrometer (device) as we know them today existed at that time. However, the people of that time did have much need for, and interest in, the ability to measure small things and small differences. The word was no doubt coined in reference to this endeavor, even if it did not refer specifically to its present day senses. The first ever micrometric screw was invented by William Gascoigne in the 17th century, as an enhancement of the vernier; it was used in a telescope to measure angular distances between stars and the relative sizes of celestial objects. The London Science Museum contains an exhibit "James Watt's end measuring instrument with micrometer screw, 1776" which the science museum claims is probably the first screw micrometer made. This instrument is intended to measure items very accurately by placing them between the two anvils and then advancing one using a fine micrometer screw until both are in contact with the object, the distance between them being precisely recorded on the two dials. However, as the science museum notes, there is a possibility that this instrument was not made c.1776 by Watt, but 1876 when it was placed in that year's Special Loan Exhibition of scientific instruments in South Kensington. Henry Maudslay built a bench micrometer in the early 19th century that was jocularly nicknamed "the Lord Chancellor" among his staff because it was the final judge on measurement accuracy and precision in the firm's work. In 1844, details of Whitworth's workshop micrometer were published. This was described as having a strong frame of cast iron, the opposite ends of which were two highly finished steel cylinders, which traversed longitudinally by action of screws. The ends of the cylinders where they met was of hemispherical shape. One screw was fitted with a wheel graduated to measure to the ten thousandth of an inch. His object was to furnish ordinary mechanics with an instrument which, while it afforded very accurate indications, was yet not very liable to be deranged by the rough handling of the workshop. The first documented development of handheld micrometer screw calipers was by Jean Laurent Palmer of Paris in 1848; the device is therefore often called palmer in French, tornillo de Palmer ("Palmer screw") in Spanish, and calibro Palmer ("Palmer caliper") in Italian. (Those languages also use the micrometer cognates: micromètre, micrómetro, micrometro.) The micrometer caliper was introduced to the mass market in anglophone countries by Brown & Sharpe in 1867, allowing the penetration of the instrument's use into the average machine shop. Brown & Sharpe were inspired by several earlier devices, one of them being Palmer's design. In 1888, Edward W. Morley added to the precision of micrometric measurements and proved their accuracy in a complex series of experiments. The culture of toolroom accuracy and precision, which started with interchangeability pioneers including Gribeauval, Tousard, North, Hall, Whitney, and Colt, and continued through leaders such as Maudslay, Palmer, Whitworth, Brown, Sharpe, Pratt, Whitney, Leland, and others, grew during the Machine Age to become an important part of combining applied science with technology. Beginning in the early 20th century, one could no longer truly master tool and die making, machine tool building, or engineering without some knowledge of the science of metrology, as well as the sciences of chemistry and physics (for metallurgy, kinematics/dynamics, and quality).

Мамандандырылған түрлері

Микрометрлік калипердің әрбір түрі белгілі бір өлшеу тапсырмалары үшін арнайы наковальнялар мен шпиндель ұштарымен жабдықталуы мүмкін. Мысалы, наковальня бұрандалы жіптің сегменті, V блогы немесе үлкен дискі түрінде жасалуы мүмкін. Универсалды микрометр жиынтығына жазық, шар тәрізді, сплайн, дискі, пышақ, нүкте және жиекті наковальнялар кіреді, оларды алмастыруға болады. «Универсалды микрометр» термині модульдік компоненттері бар микрометрдің түрін де білдіруі мүмкін, бұл бір микрометрді сыртқы, тереңдік, қадамдық микрометр ретінде пайдалануға мүмкіндік береді (Mul T Anvil және Uni Mike брендтерімен таныс). Жұқа наковальнялы (blade) микрометрлерге сәйкес келетін жіңішке ұштар жиынтығы (жұқа наковальнялар) бар. Олар, мысалы, кішкентай сақиналы ойықтың өлшемін анықтауға мүмкіндік береді. Диаметрлік микрометрлер (жіптік микрометрлер) бұрандалы жіптердің диаметрін өлшеу үшін жіп пішіндес ұштар жиынтығымен жабдықталады. Лимит микрометрлерінде екі наковальня және екі шпиндель болады және олар шнурлы өлшегіш ретінде қолданылады. Тексерілетін бөлшек алдымен бірінші аралықтан өтуі керек, содан кейін екінші аралықта тоқтауы керек, бұл оның техникалық талаптарға сәйкес екенін көрсетеді. Екі аралықтың орналасуы толеранттылық диапазонының жоғарғы және төменгі шектерін дәл көрсетеді. Ішкі диаметрді өлшеу үшін қолданылатын бұрғылау микрометрі әдетте микрометрлік негізге орнатылған үш наковальнялы бастан тұрады. Құбыр микрометрінде цилиндрлі наковальня шпиндельге перпендикуляр орналасқан және құбырлардың қалыңдығын өлшеу үшін қолданылады. Микрометрлік тоқтағыштар – бұл қарапайым тоқтағыштардың орнына қолмен басқарылатын фрезерлік станоктың үстеліне, токарлық станоктың келісіне немесе басқа да станокқа орнатылатын микрометрлік бастар. Олар операторға үстелді немесе келісті дәл орналастыруға көмектеседі. Тоқтағыштарды автоматты қоректендіру жүйесін тоқтату үшін де қолдануға болады, сондай-ақ тежегіш механизмдерді немесе шектеу коммутаторларын іске қосуға болады. Шарлы микрометрлер шар тәрізді (сфералық) наковальнялармен жабдықталады. Олар бір жазық және бір шарлы наковальнядан тұруы мүмкін, мұндай жағдайда олар түтік қабырғасының қалыңдығын, тесіктің шетке дейінгі арақашықтығын және бір наковальняны дөңгелек бетке қою қажет болатын басқа да арақашықтықтарды өлшеу үшін қолданылады. Олар түтік микрометрлерінен қолдану жағынан өзгеше, себебі оларды түтік емес дөңгелек беттермен өлшеуге болады, бірақ шарлы наковальня кішкентай түтіктерге түтік микрометрідей оңай орналаспауы мүмкін. Екі шарлы наковальнясы бар шарлы микрометрлер екі жағынан бір тангенциалдық түйісу нүктесін жасау қажет болғанда қолданылады. Ең көп таралған мысал – бұрандалы жіптердің диаметрін өлшеу (конустық наковальнялармен немесе 3 сымдық әдіспен де орындалады, соңғысы шарлар жұбының жақындасуымен ұқсас геометрияны қолданады). Банктік микрометрлер – бұл тексеруге арналған құралдар, олардың дәлдігі мен прецизиондығы шамамен жарты микрометрге (инчтің 20 миллионнан бір бөлігі, машина жасаушылар жаргонында «оннан бес бөлігі») жетеді, ал қайталанатындығы шамамен ширек микрометрге («оннан он бөлігі») тең. Мысалы, Pratt & Whitney Supermicrometer бренді. Механикалық цифрлары бар микрометрлер – бұл цифрлық микрометрлер. Цифрлық микрометрлер – бұл қашықтықты анықтау үшін энкодерді пайдаланатын және нәтижені цифрлық экранда көрсететін микрометрлер. V микрометрлері – бұл сыртқы микрометрлер, оларда V блогы бар наковальня орнатылған. Олар шеңбердің диаметрін оны айналдыра тең аралықта орналасқан үш нүктеден өлшеу үшін пайдалы (стандартты сыртқы микрометрдің екі нүктесіне қарағанда). Мұндай қажеттілік туындайтын жағдайлардың мысалы – 3 флейталы ұңғы тегершігінің және бұралған бұрғыштың диаметрін өлшеу.

Each type of micrometer caliper can be fitted with specialized anvils and spindle tips for particular measuring tasks. For example, the anvil may be shaped in the form of a segment of screw thread, in the form of a v block, or in the form of a large disc. Universal micrometer sets come with interchangeable anvils, such as flat, spherical, spline, disk, blade, point, and knife edge. The term universal micrometer may also refer to a type of micrometer whose frame has modular components, allowing one micrometer to function as outside mic, depth mic, step mic, etc. (often known by the brand names Mul T Anvil and Uni Mike). Blade micrometers have a matching set of narrow tips (blades). They allow, for example, the measuring of a narrow o ring groove. Pitch diameter micrometers (aka thread mics) have a matching set of thread shaped tips for measuring the pitch diameter of screw threads. Limit mics have two anvils and two spindles, and are used like a snap gauge. The part being checked must pass through the first gap and must stop at the second gap in order to be within specification. The two gaps accurately reflect the top and bottom of the tolerance range. Bore micrometer, typically a three anvil head on a micrometer base used to accurately measure inside diameters. Tube micrometers have a cylindrical anvil positioned perpendicularly to a spindle and is used to measure the thickness of tubes. Micrometer stops are micrometer heads that are mounted on the table of a manual milling machine, bedways of a lathe, or other machine tool, in place of simple stops. They help the operator to position the table or carriage precisely. Stops can also be used to actuate kickout mechanisms or limit switches to halt an automatic feed system. Ball micrometers have ball shaped (spherical) anvils. They may have one flat and one ball anvil, in which case they are used for measuring tube wall thickness, distance of a hole to an edge, and other distances where one anvil must be placed against a rounded surface. They differ in application from tube micrometers in that they may be used to measure against rounded surfaces which are not tubes, but the ball anvil may also not be able to fit into smaller tubes as easily as a tube micrometer. Ball micrometers with a pair of balls can be used when single tangential point contact is desired on both sides. The most common example is in measuring the pitch diameter of screw threads (which is also done with conical anvils or the 3 wire method, the latter of which uses similar geometry as the pair of balls approach). Bench micrometers are tools for inspection use whose accuracy and precision are around half a micrometre (20 millionths of an inch, "a fifth of a tenth" in machinist jargon) and whose repeatability is around a quarter micrometre ("a tenth of a tenth"). An example is the Pratt & Whitney Supermicrometer brand. Digit mics are the type with mechanical digits that roll over. Digital mics are the type that uses an encoder to detect the distance and displays the result on a digital screen. V mics are outside mics with a small V block for an anvil. They are useful for measuring the diameter of a circle from three points evenly spaced around it (versus the two points of a standard outside micrometer). An example of when this is necessary is measuring the diameter of 3 flute endmills and twist drills.

Жұмыс істеу қағидалары

Микрометрлер бұранданы пайдаланып, кішкентай қашықтықтарды (тікелей өлшеуге тым кішкентай) бұранданың үлкен айналымдарына түрлендіреді, оларды шкаладан оқуға болатындай етеді. Микрометрдің дәлдігі оның негізгі құрылымдық элементі болып табылатын бұранданың жіп пішіндерінің дәлдігінен туындайды. Кейбір жағдайларда дифференциалдық бұранда қолданылады. Микрометрдің жұмыс істеу принциптері мынадай:
Дәл жасалған бұранданың айналу мөлшері, тұрақты шама ретінде белгілі бұранданың қадамы арқылы, белгілі бір осьтік қозғалысқа тікелей және нақты түрде байланыстырылады (және керісінше). Бұранданың қадамы – бұл бұранданың бір толық айналымда (360°) ось бойымен қозғалатын қашықтығы. (Көптеген жіптерде [яғни, барлық бір бастамалы жіптерде] қадам мен қабырға арақашықтығы шамамен бірдей ұғымды білдіреді.) Тиісті қадам және бұранданың негізгі диаметрі болғанда, берілген осьтік қозғалыс нәтижесіндегі шеңберлік қозғалыста күшейтіледі. Мысалы, егер бұранданың қадамы 1 мм болса, ал негізгі диаметрі (сыртқы диаметрі) 10 мм болса, онда бұранданың шеңбері 10π, яғни шамамен 31,4 мм болады. Сондықтан 1 мм осьтік қозғалыс 31,4 мм шеңберлік қозғалысқа күшейтіледі (зортылады). Бұл күшейту екі ұқсас өлшенген нысанның мөлшеріндегі кішкентай айырмашылықты микрометрдің балдағының орналасуындағы үлкен айырмашылыққа сәйкес келуге мүмкіндік береді. Кейбір микрометрлерде дифференциалдық бұранда реттегішін пайдалану арқылы, бір жіпке қарағанда балдақты әлдеқайда кішкентай инкременттермен жылжыту арқылы, одан да жоғары дәлдікке қол жеткізіледі. Классикалық стильдегі аналогты микрометрлерде балдақтың орналасуы тікелей балдақ пен гильзадағы шкалалық белгілерден оқылады (бөлшектердің атаулары үшін келесі бөлімді қараңыз). Көбінесе верньер шкаласы қосылады, ол ең кішкентай шкалалық белгінің үлесіне дейін орналасуды оқуға мүмкіндік береді. Цифрлық микрометрлерде электронды дисплей құрылғыдағы СКД экранында ұзындықты цифрлық түрде көрсетеді. Сондай-ақ, автомобильдің спидометрі сияқты сандар "айналатын" механикалық цифрлық нұсқалар да бар.

Micrometers use the screw to transform small distances (that are too small to measure directly) into large rotations of the screw that are big enough to read from a scale. The accuracy of a micrometer derives from the accuracy of the thread forms that are central to the core of its design. In some cases it is a differential screw. The basic operating principles of a micrometer are as follows:
The amount of rotation of an accurately made screw can be directly and precisely correlated to a certain amount of axial movement (and vice versa), through the constant known as the screw's lead A screw's lead is the distance it moves forward axially with one complete turn (360°). (In most threads [that is, in all single start threads], lead and pitch refer to essentially the same concept.) With an appropriate lead and major diameter of the screw, a given amount of axial movement will be amplified in the resulting circumferential movement. For example, if the lead of a screw is 1 mm, but the major diameter (here, outer diameter) is 10 mm, then the circumference of the screw is 10π, or about 31.4 mm. Therefore, an axial movement of 1 mm is amplified (magnified) to a circumferential movement of 31.4 mm. This amplification allows a small difference in the sizes of two similar measured objects to correlate to a larger difference in the position of a micrometer's thimble. In some micrometers, even greater accuracy is obtained by using a differential screw adjuster to move the thimble in much smaller increments than a single thread would allow. In classic style analog micrometers, the position of the thimble is read directly from scale markings on the thimble and sleeve (for names of parts see next section). A vernier scale is often included, which allows the position to be read to a fraction of the smallest scale mark. In digital micrometers, an electronic readout displays the length digitally on an LCD on the instrument. There also exist mechanical digit versions, like the style of car odometers where the numbers "roll over".

Оқу

Микрометрлер – жоғары дәлдікті аспаптар. Оларды дұрыс қолдану үшін олардың жұмыс істеу қағидаларын ғана емес, сонымен қатар өлшенетін нысанның сипаттамасын және өлшеу кезінде аспап пен нысан арасындағы өзара әрекетті түсіну қажет. Айтарлық оңайлату үшін, төмендегі суреттер мен мәтінде, егер басқаша көрсетілмесе, өлшенетін ұзындықтың деформациясы немесе анықталуына қатысты мәселелер ескерілмейді.

Әдеби/Императорлық жүйе

Императорлық және АҚШ стандарттық өлшемдер жүйесі үшін градуировкаланған микрометрдің шпинделі дюймге 40 бұранда иісіне ие, сондықтан бір толық айналыс шпиндельді ось бойымен 0,025 дюймге жылдырады (1 ÷ 40 = 0,025), бұл жеңдегі жанындағы белгілер арасындағы қашықтыққа тең. Тырнақтың 25 бөлімі 0,025 дюймді одан әрі бөлуге мүмкіндік береді, сондықтан тырнақты бір бөлікке бұру шпиндельді ось бойымен 0,001 дюймге жылдырады (0,025 ÷ 25 = 0,001). Осылайша, өлшем жеңдегі шкалада көрінетін толық бөлімдер санына 25-ті көбейту арқылы (әр бөлімнің мыңнан бір бөлігін көрсетеді) және тырнақтағы осы бөлімнің жеңдегі осьтік нөлдік сызықпен сәйкес келуі арқылы анықталады. Нәтиже диаметрді мыңнан бір бөліктермен көрсетілген дюймдерде береді. 1, 2, 3 және т.б. сандары жеңдегі әр төртінші кіші бөлімнің астында көрсетілгендіктен, жүзден бір бөлігін көрсетеді, сондықтан өлшемді оңай алуға болады. Егер тырнақ 2-ші белгіге және үш қосымша кіші бөлімге дейін бұрылса (суретте көрсетілгендей), ал тырнақтың 1-ші белгісі жеңдегі осьтік сызықпен сәйкес келсе, онда өлшем 0,2000 + 0,075 + 0,001, яғни 0,276 дюйм болады.

Метрлік жүйе

Кәдімгі метрикалық микрометрдің шпинделі 1 мм-ге 2 бекетке ие, сондықтан толық бір айналым шпиндельді 0,5 мм қашықтыққа жылдырады. Омыртқыдағы бойлық сызық 1 мм бөлімшелермен және 0,5 мм аралықтармен градуировкаланған. Қайырмада 50 бөлімше бар, әрқайсысы 0,01 миллиметрге (миллиметрдің жүзден бір бөлігіне) тең. Осылайша, көрсеткіш омыртқы шкаласында көрінетін миллиметрлік бөлімшелер санымен және омыртқыдағы осьтік сызыққа сәйкес келетін қайырма бөлімшесімен анықталады. Суретте көрсетілгендей, егер қайырма 5-ші бөлімшеге және бір қосымша 0,5 аралыққа бұрылса, омыртқыдағы осьтік сызық шамамен 28-ші бөлімшеге жетеді. Ең жақсы бағалау 27,9 бөлімше. Сонда, 5,00 (нақты) + 0,5 (нақты) + 0,279 (бағалау) = 5,779 мм (бағалау) болады. Соңғы цифр "шамамен ондық" болғандықтан, 5,780 мм және 5,778 мм көрсеткіштері де қабылданады, бірақ біріншісін 5,78 мм деп жазуға болмайды, өйткені маңызды цифрлар ережесі бойынша, бұл құралдың нақты дәлдігінен он есе кем дәлдікті білдіреді! Бірақ өлшенетін нысанның сипаты көбінесе нәтижені құралдың мүмкіндіктерінен кем маңызды цифрларға дейін дөңгелектеуді талап етеді.

Вернье микрометрлері

Кейбір микрометрлер әдеттегі бөлулермен қатар, гильзасында верньер шкаласымен жабдықталған. Бұл метрикалық микрометрлерде 0,001 миллиметрге дейін, ал дюймдік микрометрлерде 0,0001 дюймға дейін өлшеуге мүмкіндік береді. Осы микрометрлердің қосымша цифры гильзадағы верньер шкаласындағы сызықты табу арқылы алынады, ол саусақтың шкаласындағы бір сызыққа дәл сәйкес келеді. Осы сәйкес келетін верньер сызығының саны қосымша цифрды көрсетеді. Осылайша, осы типтегі метрикалық микрометрдің көрсеткіші – егер бар болса, толық миллиметрлер саны, миллиметрдің жүзден бір бөлігі (әдеттегі микрометрдегідей), және гильзадағы верньер шкаласындағы сәйкес келетін верньер сызығы көрсеткен миллиметрдің мыңнан бір бөлігі. Мысалы, 5,783 миллиметр өлшемін алу үшін гильзадағы 5,5 миллиметрді оқып, содан кейін саусақпен анықталған 0,28 миллиметрді қосу керек. Верньер шкаласы 0,003-ті оқу үшін қолданылады (суретте көрсетілгендей). Дюймдік микрометрлер де ұқсас әдіспен оқылады. Ескерту: 0,01 миллиметр = 0,000393 дюйм, және 0,002 миллиметр = 0,000078 дюйм (78 миллионнан бір бөлік) немесе, керісінше, 0,0001 дюйм = 0,00254 миллиметр. Сондықтан метрикалық микрометрлер салыстырылатын дюймдік микрометрлерге қарағанда кіші өлшеу интервалдарын ұсынады – әдеттегі дюймдік микрометрдің ең кіші бөлуі 0,001 дюймды құрайды; ал верньерлі түрі 0,0001 дюймға (0,00254 мм) дейін бөлулерге ие. Верньері жоқ метрикалық немесе дюймдік микрометрді пайдаланғанда, бөлулер арасындағы визуальды интерполяция арқылы көрсетілген бөлулерден кішірек мәндерді алуға болады.

Нөлдеу

Көптеген микрометрлерде кішкентай штырғы кілтімен гильзаны барабанға қатысты бұруға болады, осылайша оның нөлдік сызығы бөртпедегі белгілерге қатысты қайта орналастырылады. Кілтің штырын қабылдау үшін гильзада әдетте кішкентай тесік болады. Бұл калибрлеу процедурасы нөлдік қателікті жояды: микрометрдің иықтары жабық болғанда нөлден өзге мән көрсету мәселесі.

Сынау

Стандартты бір дюймдік микрометрде 0,001 дюймдік бөлулер және ±0,0001 дюймдік мөлшерленген дәлдік ("оннан бір", машина жасаушылардың терминімен) болады. Дәл өлшеу үшін өлшеу құралы мен өлшенетін нысан бөлме температурасында болуы керек; кір, оператордың біліктілігіне қатысты мәселелер және құралды дұрыс пайдаланбау (немесе қате пайдалану) қателіктердің басты себептері болып табылады. Микрометрлердің дәлдігі оларды өлшегіш блоктарды, стерженьдерді немесе ұзындығы дәл белгілі ұқсас стандарттарды өлшеу арқылы тексеріледі. Егер өлшегіш блоктың ұзындығы 0,75000 ± 0,00005 дюйм ("жеті жүз елу плюс немесе минус елу миллиондық", яғни "жеті жүз елу мыңнан плюс немесе минус жарты ондық") болса, микрометр оны 0,7500 дюйм деп өлшеуі керек. Егер микрометр 0,7503 дюйм көрсетсе, онда оны калибрлеу қажет. Калибрлеу кезінде тазалық және төмен (бірақ тұрақты) серпімді күш өте маңызды. Әр ондық (яғни он мыңнан бір бөлігі) немесе миллиметрдің жүзден бір бөлігі "есептеледі"; олардың әрқайсысы маңызды. Кішкене ғана кір немесе тым күшті қысым құралдың дұрыс оқи алатындығын жасырады. Шешім – жай ғана жауапкершілік: тазалау, шыдамдылық, ұқыптылық және қайталап өлшеу (жақсы қайталану калибрлеушінің әдісі дұрыс жұмыс істеп тұрғанын растайды). Калибрлеу әдетте диапазон бойынша 3-5 нүктеде қателікті тексереді. Тек біреуін ғана нөлге келтіруге болады. Егер микрометр жақсы жағдайда болса, олардың барлығы нөлге жақын болады, сондықтан құрал өзінің барлық диапазонында "дұрыс" деп есептеледі; ешқандай байқалатын қателік байқалмайды. Керісінше, тозған (немесе бастапқыда нашар жасалған) микрометрде қателікті диапазон бойынша жоғарылату және төмендету мүмкін, яғни оны диапазон бойындағы әртүрлі нүктелерге жылжытуға болады, бірақ оны бірден барлық нүктелерден жою мүмкін емес. Калибрлеуға ұштардың жағдайы (жазық және параллель), ратчет және шкаланың сызықтығы да кіруі мүмкін. Жазықтық пен параллельдік әдетте оптикалық жазықтық деп аталатын өлшегішпен өлшенеді, ол өте дәл тегістелген шыны немесе пластиктан жасалған диск, оның жазық, параллель беттері болады, бұл микрометрдің намысы мен шпинделі оған тигенде жарық жолақтарын санауға мүмкіндік береді, осылайша олардың геометриялық дәлсіздігінің мөлшерін анықтауға болады. Коммерциялық машина жасау цехтары, әсіресе белгілі бір жұмыс түрлерін орындайтындар (әскери немесе әуе-ғарыш, ядролық энергетика, медицина және т.б.), ISO, ANSI, ASME, ASTM, SAE, AIA, АҚШ әскері сияқты түрлі стандарттау ұйымдарының талаптарына сәйкес микрометрлерді және басқа да өлшегіштерді белгілі бір кесте бойынша (көбінесе жыл сайын) калибрлеуге, әр өлшегішке ID нөмірі мен калибрлеудің жарамдылық мерзімін көрсететін белгі қоюға, барлық өлшегіштерді ID нөмірі бойынша тіркеуге және тексеру есептерінде қандай өлшегіштің қандай өлшеу үшін қолданылғанын көрсетуге міндетті. Барлық калибрлеу метрологиялық зертханалардың жұмысы емес. Микрометрді кез келген уақытта, ең болмағанда ең негізгі және маңызды түрде (толық болмаса), жоғары сапалы өлшегіш блокты өлшеп, оған сәйкес келтіру арқылы калибрлеуге болады. Жыл сайын калибрленген және жарамдылық мерзімі ішіндегі өлшегіштерді күнделікті пайдаланғанда бір-екі ай сайын осылай тексеру керек. Әдетте олар түзетуді қажет етпейтінін көрсетеді. Өлшегіш блоктардың дәлдігі метрдің халықаралық прототипі сияқты негізгі стандартқа дейін салыстырулар тізбегі арқылы анықталады. Бұл металл таяқша, килограммның халықаралық прототипі сияқты, Францияда орналасқан Халықаралық салмақтар және өлшемдер бюросының бас кеңсесінде бақыланатын жағдайда сақталады, ол әлемдегі өлшем стандарттарының негізгі зертханаларының бірі болып табылады. Бұл бас стандарттардың өте дәл аймақтық көшірмелері бар (түрлі елдердің ұлттық зертханаларында сақталады, мысалы NIST), ал метрологиялық жабдықтар салыстыру тізбегін жасайды. Метрдің анықтамасы қазір жарық толқынының ұзындығына негізделгендіктен, метрдің халықаралық прототипі бұрынғыдай маңызды емес. Бірақ метрологиялық жабдықтарды калибрлеу және сертификаттау үшін мұндай бас өлшегіштер әлі де маңызды. "NIST-ке сәйкес" деп сипатталған жабдықтар оның негізгі өлшегіштермен салыстырылуы және олардың басқалармен салыстырылуы NIST зертханаларындағы жабдықтарға құжаттама тізбегі арқылы қайтаруға болатындығын білдіреді. Мұндай дәлдікті сақтау белгілі бір шығындарды талап етеді, сондықтан NIST-ке сәйкес жабдықтар NIST-ке сәйкес емес жабдықтардан қымбат. Бірақ ең жоғары сапаны қамтамасыз етуді қажет ететін қолданулар осы шығынды талап етеді.

A standard one inch micrometer has readout divisions of 0.001 inch and a rated accuracy of ±0.0001 inch ("one tenth", in machinist parlance). Both the measuring instrument and the object being measured should be at room temperature for an accurate measurement; dirt, operator skill issue, and misuse (or abuse) of the instrument are the main sources of error. The accuracy of micrometers is checked by using them to measure gauge blocks, rods, or similar standards whose lengths are precisely and accurately known. If the gauge block is known to be 0.75000 ± 0.00005 inch ("seven fifty plus or minus fifty millionths", that is, "seven hundred fifty thou plus or minus half a tenth"), then the micrometer should measure it as 0.7500 inch. If the micrometer measures 0.7503 inch, then it is out of calibration. Cleanliness and low (but consistent) torque are especially important when calibrating—each tenth (that is, ten thousandth of an inch), or hundredth of a millimetre, "counts"; each is important. A mere speck of dirt, or a mere bit too much squeeze, obscures the truth of whether the instrument can read correctly. The solution is simply conscientiousness—cleaning, patience, due care and attention, and repeated measurements (good repeatability assures the calibrator that their technique is working correctly). Calibration typically checks the error at 3 to 5 points along the range. Only one can be adjusted to zero. If the micrometer is in good condition, then they are all so near to zero that the instrument seems to read essentially " on" all along its range; no noticeable error is seen at any locale. In contrast, on a worn out micrometer (or one that was poorly made to begin with), one can "chase the error up and down the range", that is, move it up or down to any of various locales along the range, by adjusting the sleeve, but one cannot eliminate it from all locales at once. Calibration can also include the condition of the tips (flat and parallel), ratchet, and linearity of the scale. Flatness and parallelism are typically measured with a gauge called an optical flat, a disc of glass or plastic ground with extreme accuracy to have flat, parallel faces, which allows light bands to be counted when the micrometer's anvil and spindle are against it, revealing their amount of geometric inaccuracy. Commercial machine shops, especially those that do certain categories of work (military or commercial aerospace, nuclear power industry, medical, and others), are required by various standards organizations (such as ISO, ANSI, ASME, ASTM, SAE, AIA, the U. S. military, and others) to calibrate micrometers and other gauges on a schedule (often annually), to affix a label to each gauge that gives it an ID number and a calibration expiration date, to keep a record of all the gauges by ID number, and to specify in inspection reports which gauge was used for a particular measurement. Not all calibration is an affair for metrology labs. A micrometer can be calibrated on site anytime, at least in the most basic and important way (if not comprehensively), by measuring a high grade gauge block and adjusting to match. Even gauges that are calibrated annually and within their expiration timeframe should be checked this way every month or two if they are used daily. They usually will check out OK as needing no adjustment. The accuracy of the gauge blocks themselves is traceable through a chain of comparisons back to a master standard such as the international prototype of the meter. This bar of metal, like the international prototype of the kilogram, is maintained under controlled conditions at the International Bureau of Weights and Measures headquarters in France, which is one of the principal measurement standards laboratories of the world. These master standards have extreme accuracy regional copies (kept in the national laboratories of various countries, such as NIST), and metrological equipment makes the chain of comparisons. Because the definition of the meter is now based on a light wavelength, the international prototype of the meter is not quite as indispensable as it once was. But such master gauges are still important for calibrating and certifying metrological equipment. Equipment described as "NIST traceable" means that its comparison against master gauges, and their comparison against others, can be traced back through a chain of documentation to equipment in the NIST labs. Maintaining this degree of traceability requires some expense, which is why NIST traceable equipment is more expensive than non NIST traceable. But applications needing the highest degree of quality control mandate the cost.

Түзету

Микрометр нөлдік нүктеге келтіріліп, тексерілгеннен кейін қателігі анықталса, оны қосымша реттеу арқылы дәлдігіне келтіруге болады. Егер қате микрометрдің тозығы жеткен бөліктерінің пішіні мен мөлшерінің өзгеруіне байланысты болса, онда осы тәсілмен дәлдігін қалпына келтіру мүмкін емес; керісінше, жөндеу жұмыстары (бөлшектерді ұнтақтау, тегістеу немесе ауыстыру) қажет. Көптеген стандартты аспаптар үшін, қайта жаңартуға тырысудың орнына жаңасын сатып алу оңайырақ, жылдамырақ және көбінесе арзанырақ болады.