الميكرومتر (جهاز)

📅 آخر تحديث: ٢٥ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٥ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 10 صور
الموسوعة الحرة
ميكرومتر حديث بقراءة 1.639  ±  0.005  مم. بافتراض عدم وجود خطأ في الصفر، فهذه هي القراءة الفعلية. (قد يلزم تكبير الصورة لقراءتها).
ميكرومترات خارجية وداخلية وعمق. يحتوي الميكرومتر الخارجي على جدول تحويل الوحدات بين قياسات البوصة الكسرية والعشرية محفور على الإطار.

الميكرومتر ( يُلفظ / maɪˈkrɒmɪtər / ماي - كروم -يت-أر [ 1 ] ) ، ويُعرف أحيانًا باسم مقياس الميكرومتر اللولبي ( MSG )، هو جهاز يتضمن لولبًا مُعايرًا لقياس أبعاد المكونات بدقة . [ 2 ] يُستخدم على نطاق واسع في الهندسة الميكانيكية ، والتشغيل الآلي ، وعلم القياس ، ومعظم المهن الميكانيكية، إلى جانب أدوات القياس الأخرى مثل الفرجار ذي القرص ، والفرجار ذي الورنية ، والفرجار الرقمي . عادةً ما يكون الميكرومتر، ولكن ليس دائمًا، على شكل فرجار ( طرفان متقابلان متصلان بإطار). المغزل عبارة عن لولب مصنّع بدقة عالية، ويتم وضع الجسم المراد قياسه بين المغزل والسندان. يُحرّك المغزل بتدوير مقبض السقاطة أو الحلقة حتى يلامس الجسم المراد قياسه برفق كل من المغزل والسندان.

تاريخ

ميكرومتر جاسكوين، كما رسمه روبرت هوك ، حوالي عام 1668

كلمة "ميكرومتر" مصطلح مُستحدث في العصر الكلاسيكي الحديث ، مُشتق من الكلمتين اليونانيتين : μικρός ( ميكروس ) ، وتعني حرفيًا  " صغير " ، و μέτρον ( ميترون ) ، وتعني حرفيًا " قياس " . ووفقًا لقاموس ميريام-ويبستر الجامعي [ 3 ] ، فقد استعارت اللغة الإنجليزية هذه الكلمة من الفرنسية، وكان أول ظهور معروف لها في الكتابة الإنجليزية عام 1670. لم يكن المتر ولا الميكرومتر ( μm) ولا جهاز الميكرومتر كما نعرفه اليوم موجودًا في ذلك الوقت. ومع ذلك، كان الناس في ذلك الزمان بحاجة ماسة إلى القدرة على قياس الأشياء الصغيرة والفروقات الدقيقة، وكانوا مهتمين بها. لا شك أن الكلمة صِيغت في سياق هذا المسعى، حتى وإن لم تكن تشير تحديدًا إلى معانيها الحالية. 

يضم متحف العلوم في لندن معروضًا بعنوان "أداة قياس جيمس وات الطرفية المزودة ببرغي ميكرومتري، 1776"، والتي يدّعي المتحف أنها على الأرجح أول ميكرومتر لولبي صُنع. صُممت هذه الأداة لقياس الأشياء بدقة متناهية عن طريق وضعها بين سندانين، ثم تحريك أحدهما باستخدام برغي ميكرومتري دقيق حتى يلامس كلاهما الجسم المراد قياسه، حيث تُسجل المسافة بينهما بدقة على القرصين. مع ذلك، وكما يشير المتحف، ثمة احتمال أن هذه الأداة لم تُصنع حوالي عام 1776 على يد وات، بل عام 1876 عندما عُرضت في معرض الإعارة الخاص للأدوات العلمية في جنوب كنسينغتون في ذلك العام. [ 4 ]

صنع هنري مودسلي ميكرومترًا مكتبيًا في أوائل القرن التاسع عشر، أطلق عليه موظفوه لقب "المستشار اللورد" من باب الدعابة ، لأنه كان المعيار النهائي لدقة القياسات في أعمال الشركة. [ 5 ] وفي عام 1844، نُشرت تفاصيل ميكرومتر ورشة ويتوورث. [ 6 ] وُصف هذا الميكرومتر بأنه ذو هيكل قوي من الحديد الزهر، طرفاه المتقابلان عبارة عن أسطوانتين فولاذيتين مصقولتين بدقة عالية، تتحركان طوليًا بفعل براغي. وكانت نهايات الأسطوانتين عند التقائهما نصف كروية الشكل. زُوّد أحد البراغي بعجلة مدرجة لقياس أجزاء من عشرة آلاف من البوصة. وكان هدفه تزويد الميكانيكيين العاديين بأداة، مع أنها توفر قراءات دقيقة للغاية، إلا أنها لا تتأثر بسهولة بالاستخدام الخشن في الورشة .

كان أول تطوير موثق للفرجار الميكرومتري اليدوي بواسطة جان لوران بالمر من باريس عام 1848؛ [ 7 ] ولذلك يُطلق على الجهاز غالبًا اسم "بالمر " بالفرنسية، و " تورنيلو دي بالمر " (برغي بالمر) بالإسبانية، و " كاليبرو بالمر " (فرجار بالمر) بالإيطالية. (تستخدم هذه اللغات أيضًا الكلمات المشابهة للميكرومتر : ميكرومتر، ميكرومترو، ميكرومترو ). طرحت شركة براون آند شارب الفرجار الميكرومتري في الأسواق العامة في البلدان الناطقة بالإنجليزية عام 1867، [ 8 ] مما سمح باستخدامه في ورش الآلات العادية. استلهمت براون آند شارب تصميمها من عدة أجهزة سابقة، كان من بينها تصميم بالمر. في عام 1888، أضاف إدوارد دبليو مورلي إلى دقة القياسات الميكرومترية وأثبت دقتها في سلسلة معقدة من التجارب.

لقد نمت ثقافة الدقة والضبط في ورش الأدوات ، التي بدأت مع رواد التبادلية مثل غريبوفال ، وتوسارد ، ونورث ، وهول ، وويتني ، وكولت ، واستمرت عبر قادة مثل مودسلي، وبالمر، وويتوورث ، وبراون، وشارب، وبرات ، وويتني ، وليلاند ، وجوهانسون ، وغيرهم ، خلال عصر الآلات لتصبح جزءًا مهمًا من دمج العلوم التطبيقية بالتكنولوجيا . ابتداءً من أوائل القرن العشرين، لم يعد بالإمكان إتقان صناعة الأدوات والقوالب ، أو بناء آلات التشغيل ، أو الهندسة بشكل كامل دون معرفة علم القياس، بالإضافة إلى علوم الكيمياء والفيزياء (في مجالات علم المعادن ، وعلم الحركة / الديناميكا ، والجودة ).

الأنواع

فرجار ميكرومتري كبير، 1908

أنواع متخصصة

ميكرومتر كبير آخر قيد الاستخدام

يمكن تزويد كل نوع من أنواع الميكرومترات بسندان ورؤوس مغزل متخصصة لمهام قياس محددة. على سبيل المثال، قد يكون شكل السندان على هيئة قطعة من لولب ، أو على هيئة كتلة على شكل حرف V، أو على هيئة قرص كبير.

  • تأتي مجموعات الميكرومترات العالمية مزودة بسندانات قابلة للتبديل، مثل السندان المسطح، والكروي، والمسنن، والقرصي، والشفرة، والطرفي، والحافة الحادة. وقد يشير مصطلح الميكرومتر العالمي أيضًا إلى نوع من الميكرومترات ذات إطار مكون من عناصر قابلة للفصل، مما يسمح باستخدام ميكرومتر واحد كميكرومتر خارجي، أو ميكروفون عمق، أو ميكروفون متدرج، وما إلى ذلك (ويُعرف غالبًا بالعلامتين التجاريتين Mul-T-Anvil و Uni-Mike).
  • تحتوي الميكرومترات ذات الشفرات على مجموعة متطابقة من الرؤوس الضيقة (الشفرات). وهي تسمح، على سبيل المثال، بقياس أخدود الحلقة المطاطية الضيق .
  • تحتوي الميكرومترات ذات قطر الخطوة ( المعروفة أيضًا باسم ميكرومترات الخيوط ) على مجموعة متطابقة من الرؤوس على شكل خيوط لقياس قطر خطوة خيوط البراغي.
  • تتكون ميكرومترات الحد من سندانين ومحورين، وتُستخدم كمقياس سريع . يجب أن يمر الجزء المراد فحصه عبر الفجوة الأولى ويتوقف عند الفجوة الثانية ليكون ضمن المواصفات. تعكس الفجوتان بدقة الحدين الأعلى والأدنى لنطاق التفاوت المسموح به .
  • الميكرومتر الداخلي ، وهو عادةً رأس ثلاثي السندان على قاعدة ميكرومترية يستخدم لقياس الأقطار الداخلية بدقة.
  • تحتوي الميكرومترات الأنبوبية على سندان أسطواني موضوع بشكل عمودي على محور الدوران وتستخدم لقياس سمك الأنابيب.
  • تُعدّ محددات الميكرومتر رؤوس ميكرومترية تُركّب على طاولة آلة التفريز اليدوية، أو على مسارات المخرطة، أو على أي آلة أخرى، بدلاً من المحددات البسيطة. وهي تُساعد المشغل على تحديد موضع الطاولة أو العربة بدقة. كما يُمكن استخدام المحددات لتشغيل آليات الإيقاف التلقائي أو مفاتيح الحد لإيقاف نظام التغذية الآلي.
  • تتميز الميكرومترات الكروية بسندان كروي الشكل . قد تحتوي على سندان مسطح وآخر كروي، وفي هذه الحالة تُستخدم لقياس سُمك جدار الأنابيب، والمسافة بين ثقب وحافة، وغيرها من المسافات التي تتطلب وضع أحد السندانين على سطح مُقوّس. تختلف هذه الميكرومترات عن الميكرومترات الأنبوبية في إمكانية استخدامها للقياس على أسطح مُقوّسة ليست أنابيب، ولكن قد لا يتناسب السندان الكروي مع الأنابيب الصغيرة بسهولة كما هو الحال في الميكرومتر الأنبوبي. يمكن استخدام الميكرومترات الكروية ذات الكرتين عند الرغبة في الحصول على نقطة تماس واحدة على كلا الجانبين. المثال الأكثر شيوعًا هو قياس قطر خطوة لولب البرغي (والذي يتم أيضًا باستخدام السندان المخروطي أو طريقة الأسلاك الثلاثة ، والتي تستخدم هندسة مشابهة لطريقة الكرتين).
  • تُعدّ الميكرومترات المكتبية أدوات فحص دقيقة ، تبلغ دقتها حوالي نصف ميكرومتر (20 جزءًا من المليون من البوصة، أو ما يُعرف في مصطلحات الميكانيكيين بـ"خُمس العُشر")، وتبلغ قابليتها للتكرار حوالي ربع ميكرومتر ("عُشر العُشر"). ومن الأمثلة على ذلك ميكرومترات برات آند ويتني فائقة الدقة.
  • الميكروفونات الرقمية هي من النوع الذي يحتوي على أرقام ميكانيكية قابلة للدوران.
  • الميكروفونات الرقمية هي النوع الذي يستخدم جهاز تشفير لاكتشاف المسافة وعرض النتيجة على شاشة رقمية.
  • تُعدّ الميكرومترات على شكل حرف V ميكرومترات خارجية مزودة بقاعدة صغيرة على شكل حرف V. وهي مفيدة لقياس قطر الدائرة من ثلاث نقاط موزعة بالتساوي حولها (مقارنةً بنقطتين في الميكرومتر الخارجي القياسي). ومن الأمثلة على ذلك قياس قطر قواطع الطحن ذات الثلاثة شفرات ومثاقب اللولب.

مبادئ التشغيل

رسم متحرك لميكرومتر قيد الاستخدام. الجسم المراد قياسه باللون الأسود. القياس هو 4.140  ±  0.005  مم.

تستخدم الميكرومترات اللولب لتحويل المسافات الصغيرة [ 9 ] (التي يصعب قياسها مباشرةً) إلى دورات كبيرة للولب، تكفي لقراءتها من المقياس. وتعتمد دقة الميكرومتر على دقة أشكال اللولب التي تُعدّ أساسية في تصميمه. وفي بعض الحالات، يكون لولبًا تفاضليًا . وفيما يلي مبادئ التشغيل الأساسية للميكرومتر:

  1. يمكن ربط مقدار دوران برغي مصنوع بدقة بشكل مباشر ودقيق بمقدار معين من الحركة المحورية (والعكس صحيح)، من خلال الثابت المعروف باسم خطوة البرغي ( ). خطوة البرغي هي المسافة التي يتحركها للأمام محوريًا مع دورة كاملة (360 درجة ) . (في معظم الخيوط [أي في جميع الخيوط أحادية البداية]، تشير الخطوة والخطوة إلى المفهوم نفسه تقريبًا).
  2. مع وجود خيط مناسب وقطر رئيسي مناسب للبرغي، سيتم تضخيم مقدار معين من الحركة المحورية في الحركة المحيطية الناتجة.

على سبيل المثال، إذا كان طول لولب البرغي 1  مم، وكان قطره الأكبر (القطر الخارجي هنا) 10  مم، فإن محيط البرغي يساوي 10π، أي حوالي 31.4 مم. وبالتالي، تتضخم  حركة محورية مقدارها 1 مم لتصبح حركة محيطية مقدارها 31.4 مم. يسمح هذا التضخيم بربط فرق بسيط في أحجام جسمين متشابهين تم قياسهما بفرق أكبر في موضع حلقة الميكرومتر. في بعض الميكرومترات، يمكن الحصول على دقة أعلى باستخدام مُعدِّل لولبي تفاضلي لتحريك الحلقة بزيادات أصغر بكثير مما يسمح به لولب واحد. [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ]  

في الميكرومترات التناظرية التقليدية، تُقرأ قيمة موضع الحلقة المعدنية مباشرةً من علامات القياس الموجودة عليها وعلى غلافها (للاطلاع على أسماء الأجزاء، انظر القسم التالي). غالبًا ما يُضاف مقياس الورنية ، الذي يسمح بقراءة القيمة بدقة تصل إلى جزء من أصغر علامة قياس. أما في الميكرومترات الرقمية، فتُعرض القيمة رقميًا على شاشة LCD في الجهاز. كما توجد أيضًا إصدارات ميكانيكية رقمية، مثل عدادات المسافات في السيارات حيث تتكرر الأرقام .

أجزاء

رسم تخطيطي للميكرومتر يوضح قياسًا قدره 7.145  مم ± 0.005  مم

يتكون الميكرومتر من:

  1. السندان : الجزء اللامع الذي يتحرك المغزل نحوه، والذي تستند عليه العينة.
  2. المغزل : المكون الأسطواني اللامع الذي يتسبب فيه الكشتبان في تحريكه باتجاه السندان.
  3. محدد السقاطة : جهاز موجود في نهاية المقبض يحد من الضغط المطبق عن طريق الانزلاق عند عزم دوران معاير.
  4. الغلاف أو الماسورة أو المخزن : هو الجزء الدائري الثابت الذي يحمل مقياسًا خطيًا، وأحيانًا علامات فرنية. في بعض الأدوات، يكون المقياس مُدرجًا على غلاف أسطواني محكم ولكنه متحرك، يُركّب فوق الماسورة الداخلية الثابتة. يسمح هذا بضبط الصفر عن طريق تغيير موضع الغلاف قليلًا. [ 13 ] [ 14 ]
  5. الإطار : هو الجسم ذو الشكل C الذي يحمل السندان والأسطوانة في علاقة ثابتة مع بعضهما البعض. وهو سميك لأنه يحتاج إلى تقليل الانثناء والتمدد والانكماش، والتي قد تشوه القياس.
    الإطار ثقيل الوزن، وبالتالي يتمتع بكتلة حرارية عالية، وذلك لمنع ارتفاع درجة حرارته بشكل ملحوظ عند الإمساك به باليد أو الأصابع. غالبًا ما يُغطى بألواح بلاستيكية عازلة تُقلل من انتقال الحرارة. شرح: إذا أمسكنا الإطار لفترة كافية حتى ارتفعت درجة حرارته بمقدار 10  درجات مئوية، فإن الزيادة في طول أي  قطعة فولاذية طولها 10 سم ستكون بمقدار 1/100  مم. هذا هو نطاق دقة الميكرومترات المعتاد. عادةً ما يكون للميكرومترات درجة حرارة محددة تكون عندها القياسات صحيحة (غالبًا 20  درجة مئوية [68  درجة فهرنهايت]، وهي درجة حرارة الغرفة في الغرف المُجهزة بنظام تكييف ). تُحفظ غرف الأدوات  عادةً عند درجة حرارة 20 درجة مئوية [68  درجة فهرنهايت].
  6. مقياس الكشتبان : علامات متدرجة دوارة.
  7. صامولة القفل، أو حلقة القفل، أو قفل الكشتبان : المكون المخرش (أو الرافعة) الذي يمكن شده لتثبيت المغزل في مكانه، كما هو الحال عند تثبيت القياس مؤقتًا.
  8. الكشتبان : الجزء الذي يديره الإبهام.
  9. البرغي : (غير مرئي) هو قلب الميكرومتر، كما هو موضح في قسم "مبادئ التشغيل" . يقع داخل الأسطوانة. وهذا يشير إلى أن الاسم الشائع للجهاز في اللغة الألمانية هو Messchraube ، والذي يعني حرفيًا "برغي القياس".

قراءة

الميكرومترات أدوات عالية الدقة. يتطلب استخدامها الصحيح فهم آلية عملها، بالإضافة إلى طبيعة الجسم المراد قياسه والتفاعل الديناميكي بين الأداة والجسم أثناء القياس. ولتبسيط الأمور، تُفترض في الأشكال والنصوص أدناه أن المشكلات المتعلقة بتشوه أو دقة الطول المقاس ضئيلة ما لم يُذكر خلاف ذلك.

النظام العرفي/الإمبراطوري

يُظهر غطاء الميكرومتر ذو الوحدات الإمبراطورية قراءةً قدرها 0.2760  بوصة. يُشير المقياس الرئيسي إلى 0.275  بوصة (قراءة دقيقة)، بالإضافة إلى 0.0010  بوصة (قراءة تقريبية) على المقياس الثانوي (الصفر الأخير يُمثل عُشرًا مُقدّرًا). ستكون القراءة 0.2760  ±  0.0005  بوصة، والتي تشمل هامش خطأ يُساوي نصف عرض أصغر خط. وقد افترضنا هنا عدم وجود خطأ في نقطة الصفر (وهو افتراض غالبًا ما يكون غير صحيح عمليًا).

يحتوي محور الميكرومتر المُدرَّج وفقًا لنظامي القياس الإمبراطوري والأمريكي على 40 خيطًا لكل بوصة، بحيث تُحرِّك دورة واحدة المحور محوريًا مسافة 0.025  بوصة (1 ÷ 40 = 0.025)، وهي المسافة بين التدريجات ​​المتجاورة على الغلاف. تسمح التدريجات ​​الـ 25 على الحلقة  بتقسيم الـ 0.025 بوصة إلى أجزاء أصغر، بحيث تُحرِّك دورة واحدة للحلقة المحور محوريًا مسافة 0.001  بوصة (0.025 ÷ 25 = 0.001). وبالتالي، تُحسب القراءة بضرب عدد التدريجات ​​الكاملة الظاهرة على مقياس الغلاف في 25 (عدد أجزاء الألف من البوصة التي يُمثلها كل تدريج)، ثم إضافة رقم ذلك التدريج على الحلقة الذي يتطابق مع خط الصفر المحوري على الغلاف. والنتيجة هي القطر مُعبَّرًا عنه بأجزاء الألف من البوصة. بما أن الأرقام 1 و 2 و 3 وما إلى ذلك تظهر أسفل كل قسم فرعي رابع على الكم، مما يشير إلى مئات الآلاف من الأجزاء، فمن السهل أخذ القراءة.

لنفترض أن الكشتبان قد أُزيل بحيث أصبح التدرج الثاني، وثلاثة أقسام فرعية إضافية، مرئية على الغلاف (كما هو موضح في الصورة)، وأن التدرج الأول على الكشتبان يتطابق مع الخط المحوري على الغلاف. ستكون القراءة حينها 0.2000 + 0.075 + 0.001، أو 0.276  بوصة.

النظام المتري

كشتبان ميكرومتري بقراءة 5.779  ±  0.005  مم. (يجب تكبير الصورة لقراءة المقياس بدقة كاملة). تتكون القراءة من 5.5  مم بالضبط من المقياس الرئيسي بالإضافة إلى 0.279  مم تقريبًا من المقياس الثانوي. بافتراض عدم وجود خطأ في الصفر، فهذه هي القيمة المقاسة.

يحتوي محور الميكرومتر المتري العادي على خيطين لكل مليمتر، وبالتالي فإن دورة كاملة واحدة تحرك المحور مسافة 0.5 مليمتر. يُدرَّج الخط الطولي على الغلاف بتقسيمات طولها 1 مليمتر وتقسيمات فرعية طولها 0.5 مليمتر. يحتوي غطاء الميكرومتر على 50 تدريجًا، كل منها يساوي 0.01 مليمتر (جزء من مئة من المليمتر). وبالتالي، تُحسب القراءة بجمع عدد التقسيمات المليمترية الظاهرة على مقياس الغلاف مع التدريج الموجود على غطاء الميكرومتر والذي يتطابق مع الخط المحوري على الغلاف.

كما هو موضح في الصورة، لنفترض أن حلقة القياس قد أُزيلت بحيث أصبح التدرج 5، بالإضافة إلى قسم فرعي إضافي مقداره 0.5، ظاهرًا على الغلاف. تقترب القراءة من الخط المحوري على الغلاف من التدرج 28 على حلقة القياس. أفضل تقدير هو 27.9 تدرجًا. ستكون القراءة حينها 5.00 (دقيقة) + 0.5 (دقيقة) + 0.279 (تقديرية) = 5.779  مم (تقديرية). بما أن الرقم الأخير هو "جزء من عشرة مُقدَّر"، فإن كلاً من 5.780  مم و5.778  مم قراءتان مقبولتان إلى حد معقول، ولكن لا يمكن كتابة الأولى على شكل 5.78  مم، وإلا، وفقًا لقواعد الأرقام المعنوية ، سيُعتبر ذلك تعبيرًا عن دقة أقل بعشر مرات من دقة الجهاز الفعلية! لكن تجدر الإشارة إلى أن طبيعة الجسم المراد قياسه غالبًا ما تتطلب تقريب النتيجة إلى عدد أقل من الأرقام المعنوية مما يستطيع الجهاز قياسه.

الميكرومترات الورنية

قراءة الميكرومتر الورنييه 5.783  ±  0.001  مم، تتضمن 5.5  مم على مقياس لولب البرغي الرئيسي، و0.28  مم على مقياس دوران البرغي، و0.003  مم مضافة من الورنية

تُزود بعض الميكرومترات بمقياس فيرنييه على الغلاف بالإضافة إلى التدريجات ​​العادية. يسمح هذا المقياس  بإجراء قياسات بدقة تصل إلى 0.001 مليمتر على الميكرومترات المترية، أو 0.0001  بوصة على الميكرومترات التي تستخدم نظام البوصة.

يُحسب الرقم الإضافي لهذه الميكرومترات بإيجاد الخط الموجود على مقياس الورنية الموجود على الغلاف والذي يتطابق تمامًا مع خط موجود على حلقة القياس. ويمثل رقم خط الورنية المتطابق هذا الرقم الإضافي.

وبالتالي، فإن قراءة الميكرومترات المترية من هذا النوع هي عدد المليمترات الكاملة (إن وجدت) وعدد أجزاء المليمتر من المائة، كما هو الحال مع الميكرومتر العادي، وعدد أجزاء المليمتر من الألف التي يحددها خط الورنية المتطابق على مقياس الورنية الكمي.

على سبيل المثال، يمكن الحصول على قياس 5.783  مليمترًا بقراءة 5.5  مليمتر على الكم، ثم إضافة 0.28  مليمتر كما هو محدد بواسطة الكشتبان. بعد ذلك، يُستخدم مقياس الورنية لقراءة 0.003 (كما هو موضح في الصورة).

تُقرأ الميكرومترات البوصة بطريقة مماثلة.

ملاحظة: 0.01 مليمتر = 0.000393  بوصة، و0.002  مليمتر = 0.000078  بوصة (78 جزءًا من المليون)، أو بدلاً من ذلك، 0.0001  بوصة = 0.00254  مليمتر. لذلك، توفر الميكرومترات المترية تدريجات ​​قياس أصغر من الميكرومترات المماثلة ذات وحدة البوصة - أصغر تدريج في الميكرومتر العادي ذي القراءة البوصة هو 0.001  بوصة؛ أما الميكرومتر ذو الورنية فيحتوي على تدريجات ​​تصل إلى 0.0001  بوصة (0.00254  مليمتر). عند استخدام أي من الميكرومترات المترية أو البوصة، بدون استخدام الورنية، يمكن بالطبع الحصول على قراءات أصغر من تلك المدرجة عن طريق الاستيفاء البصري بين التدريجات.

المعايرة: الاختبار والضبط

تصفير

في معظم الميكرومترات، يُستخدم مفتاح ربط صغير لتدوير الغلاف بالنسبة للأسطوانة، بحيث يُعاد ضبط خط الصفر بالنسبة للعلامات الموجودة على الحلقة. عادةً ما يوجد ثقب صغير في الغلاف لإدخال دبوس المفتاح. تُزيل عملية المعايرة هذه خطأ الصفر: وهي المشكلة التي تجعل الميكرومتر يُظهر قراءة غير صفرية عند إغلاق فكيه.

الاختبار

يحتوي الميكرومتر القياسي ذو البوصة الواحدة على تدريجات ​​قراءة تبلغ 0.001  بوصة ودقة مصنفة تبلغ ±0.0001  بوصة [ 15 ] (أي عُشر بوصة ، كما يُطلق عليه في مصطلحات الميكانيكيين). يجب أن يكون كل من أداة القياس والجسم المراد قياسه في درجة حرارة الغرفة للحصول على قياس دقيق؛ وتُعد الأوساخ وقلة مهارة المُشغِّل وسوء استخدام الأداة (أو إساءة استخدامها) من المصادر الرئيسية للخطأ. [ 16 ]

تُفحص دقة الميكرومترات باستخدامها لقياس كتل القياس ، أو قضبان القياس ، أو معايير مماثلة معروفة أطوالها بدقة متناهية. إذا كان طول كتلة القياس معروفًا بأنه 0.75000  ±  0.00005  بوصة (سبعة وخمسون زائد أو ناقص خمسون جزءًا من المليون)، فيجب أن يقيسها الميكرومتر على أنها 0.7500  بوصة. إذا قاس الميكرومتر 0.7503  بوصة، فهذا يعني أنه غير معاير. تُعد النظافة وعزم الدوران المنخفض والثابت من الأمور بالغة الأهمية عند المعايرة، فكل جزء من عشرة (أي عشرة آلاف من البوصة)، أو جزء من مئة من المليمتر، له أهميته. حتى ذرة غبار صغيرة، أو ضغط زائد قليلًا، قد يُخفي دقة قراءة الجهاز. الحل ببساطة هو الضمير الحي - التنظيف والصبر والعناية والاهتمام الواجبين والقياسات المتكررة (التكرار الجيد يضمن للمعاير أن أسلوبه يعمل بشكل صحيح).

عادةً ما تتحقق عملية المعايرة من الخطأ عند 3 إلى 5 نقاط على طول نطاق القياس. ولا يمكن ضبط سوى نقطة واحدة على الصفر. إذا كان الميكرومتر في حالة جيدة، فإن جميع النقاط تكون قريبة جدًا من الصفر لدرجة أن الجهاز يبدو وكأنه يُشير إلى "تشغيل" على طول نطاقه؛ فلا يُلاحظ أي خطأ في أي موضع. في المقابل، في الميكرومتر البالي (أو الذي صُنع بشكل رديء منذ البداية)، يمكن "تتبع الخطأ صعودًا وهبوطًا" على طول النطاق، أي تحريكه لأعلى أو لأسفل إلى أي من المواضع المختلفة على طول النطاق، عن طريق ضبط الغلاف، ولكن لا يمكن إزالته من جميع المواضع دفعة واحدة.

يمكن أن تشمل المعايرة أيضًا حالة الأطراف (مسطحة ومتوازية)، وآلية التثبيت، وخطية المقياس. [ 18 ] عادةً ما يتم قياس التسطيح والتوازي باستخدام مقياس يُسمى المقياس البصري المسطح، وهو عبارة عن قرص من الزجاج أو البلاستيك مصقول بدقة متناهية للحصول على أسطح مستوية ومتوازية، مما يسمح بعدّ نطاقات الضوء عندما يكون سندان الميكرومتر ومحوره ملامسين له، مما يكشف عن مقدار عدم دقتها الهندسية.

تُلزم منظمات المعايير المختلفة (مثل ISO و ANSI و ASME و ASTM و SAE و AIA والجيش الأمريكي وغيرها ) ورش الآلات التجارية، وخاصة تلك التي تقوم بفئات معينة من العمل (الطيران العسكري أو التجاري ، وصناعة الطاقة النووية ، والطبية ، وغيرها) بمعايرة الميكرومترات وغيرها من المقاييس وفقًا لجدول زمني (غالبًا سنويًا)، ووضع ملصق على كل مقياس يمنحه رقم تعريف وتاريخ انتهاء صلاحية المعايرة، والاحتفاظ بسجل لجميع المقاييس حسب رقم التعريف، وتحديد المقياس المستخدم لقياس معين في تقارير الفحص.

لا تقتصر جميع عمليات المعايرة على مختبرات القياس. يمكن معايرة الميكرومتر في الموقع في أي وقت، على الأقل بالطريقة الأساسية والمهمة (إن لم يكن بشكل شامل)، وذلك بقياس كتلة قياس عالية الجودة وضبطها لتتوافق معها. حتى الميكرومترات التي تتم معايرتها سنويًا وفي غضون فترة صلاحيتها، ينبغي فحصها بهذه الطريقة كل شهر أو شهرين إذا كانت تُستخدم يوميًا. عادةً ما تكون نتائج الفحص جيدة ولا تحتاج إلى أي تعديل.

يمكن تتبع دقة مقاييس القياس نفسها من خلال سلسلة من المقارنات وصولاً إلى معيار مرجعي، مثل النموذج الدولي للمتر . يُحفظ هذا القضيب المعدني، كالنموذج الدولي للكيلوغرام ، في ظروف مُحكمة في مقر المكتب الدولي للأوزان والمقاييس في فرنسا، وهو أحد أهم مختبرات معايير القياس في العالم. لهذه المعايير المرجعية نسخ إقليمية فائقة الدقة (محفوظة في المختبرات الوطنية في مختلف البلدان، مثل المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا )، وتُستخدم المعدات المترولوجية في سلسلة المقارنات. ولأن تعريف المتر يعتمد الآن على طول موجة الضوء، لم يعد النموذج الدولي للمتر ضروريًا كما كان في السابق. مع ذلك، لا تزال هذه المقاييس المرجعية مهمة لمعايرة واعتماد المعدات المترولوجية. يُشير وصف المعدات بأنها "قابلة للتتبع وفقًا لمعايير المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا" إلى إمكانية تتبع مقارنتها بالمقاييس المرجعية، ومقارنتها بغيرها، من خلال سلسلة من الوثائق وصولاً إلى المعدات الموجودة في مختبرات المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا. يتطلب الحفاظ على هذا المستوى من إمكانية التتبع تكلفة معينة، ولهذا السبب فإن المعدات التي يمكن تتبعها وفقًا لمعايير المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا (NIST) أغلى من المعدات التي لا يمكن تتبعها وفقًا لهذه المعايير. ولكن التطبيقات التي تتطلب أعلى مستوى من مراقبة الجودة تستلزم هذه التكلفة.

تعديل

يمكن استعادة دقة الميكرومتر الذي تمت معايرته واختباره، ثم تبين أنه غير دقيق، من خلال إجراء تعديلات إضافية. أما إذا كان الخطأ ناتجًا عن تآكل أجزاء الميكرومتر وتغير شكلها وحجمها، فلا يمكن استعادة الدقة بهذه الطريقة، بل يلزم إصلاحها (بالطحن أو الصقل أو استبدال الأجزاء). بالنسبة للأجهزة القياسية، يُعد شراء ميكرومتر جديد أسهل وأسرع، وغالبًا لا يكلف أكثر، من محاولة تجديده.

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ ويلز، جون سي. (2008). قاموس لونغمان للنطق (  الطبعة الثالثة). هارلو: بيرسون للتعليم. ISBN 978-1-4058-8118-0.
  2. ↑ موسوعة أمريكانا (1988) "ميكرومتر" موسوعة أمريكانا 19: 500 ISBN 0-7172-0119-8
  3. ↑ "ميكرومتر" . قاموس Merriam-Webster.com . Merriam-Webster. OCLC 1032680871 . 
  4. ↑ "آلة قياس الطاقة بالواط" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 7 مارس 2023 .
  5. ↑ وينشستر، سيمون (2018). الكماليون: كيف صنع مهندسو الدقة العالم الحديث . هاربر كولينز. ​​ص 75-77 . ISBN  9780062652553.
  6. ↑ "ميكرومتر ورشة ويتوورث"، مجلة الميكانيكي والمهندس العملي، المجلد الرابع، نوفمبر 1844، الصفحات 43-44 . google.com/books . 1845. تاريخ الاسترجاع: 9 أبريل 2024 .
  7. ↑ رو 1916:212.
  8. ↑ رو 1916:210-213، 215.
  9. ↑
  10. ↑ براءة الاختراع الأمريكية رقم 343478 ، ماك آرثر، دنكان، "فرجار ميكرومتري"، صدرت في 8 فبراير 1880 
  11. ↑ إم إم لانز وبيتانكور، مترجم من الفرنسية الأصلية (1817). مقال تحليلي عن بناء الآلات . لندن: آر. أكرمان. الصفحات 14-15 ، 181، اللوحة 1، الشكل د3. 
  12. ↑ "رؤوس الميكرومتر من السلسلة 110 - محول لولبي تفاضلي (تغذية فائقة الدقة)" . كتالوج المنتجات . ميتوتويو، الولايات المتحدة الأمريكية. مؤرشف من الأصل في 9 نوفمبر 2011. تم الاطلاع عليه في 11 ديسمبر 2012 .
  13. ↑ وايتليت، إرماند ل. (1964). "ميكرومتر ذو غلاف أسطواني قابل للتعديل. براءة اختراع أمريكية رقم 3131482 أ" . براءات اختراع جوجل . تم الاطلاع عليه بتاريخ 26 أغسطس 2016 .
  14. ↑ "القياس والمعايرة الدقيقة" . www.waybuilder.net . مؤرشف من الأصل بتاريخ 28 أغسطس 2016.
  15. ↑ "نسخة مؤرشفة" (PDF) . مؤرشفة من الأصل (PDF) بتاريخ 16-07-2011 . تم الاطلاع عليها بتاريخ 19-01-2010 .{{cite web}}: CS1 maint: archived copy as title ( link ) معلومات عامة عن الميكرومتر
  16. ↑ "دقة الميكرومتر - ماهر للمقاييس" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 19-07-2011 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 12-06-2009 . دقة الميكرومتر: خيوط مخمورة وعصي انزلاق
  17. ↑ BS EN ISO 3650: "مواصفات المنتج الهندسي (GPS). معايير الطول. كتل القياس" (1999)
  18. ↑ "نسخة مؤرشفة" (PDF) . مؤرشفة من الأصل (PDF) بتاريخ 2011-10-05 . تم الاطلاع عليها بتاريخ 2011-08-04 .{{cite web}}: CS1 maint: archived copy as title ( link ) ITTC – Recommended Procedures  : Sample Work Teachings Calibration of Micrometers.
  19. ↑ ASME B89.1.13 - 2013 الميكرومترات .

فهرس

  • رو، جوزيف ويكهام (1916)، صانعو الأدوات الإنجليز والأمريكيون ، نيو هيفن، كونيتيكت: مطبعة جامعة ييل، LCCN 16011753 أُعيد طبعه بواسطة ماكجرو هيل، نيويورك ولندن، 1926 ( LCCN 27-24075 )؛ وبواسطة ليندسي للنشر، برادلي، إلينوي ( ISBN) .  978-0-917914-73-7).
  • ISO 3611: "مواصفات المنتج الهندسية (GPS). معدات القياس البعدي. الميكرومترات للقياسات الخارجية. خصائص التصميم والقياس" (2010)
  • BS 870: "مواصفات الميكرومترات الخارجية" (2008)
  • BS 959: "مواصفات الميكرومترات الداخلية (بما في ذلك الميكرومترات العصوية)" (2008)
  • BS 6468: "مواصفات ميكرومترات العمق" (2008)