Mikrometr jest jednym z podstawowych przyrządów stosowanych wszędzie tam, gdzie konieczny jest dokładny pomiar wymiarów elementów mechanicznych. W porównaniu z suwmiarką pozwala wykonywać pomiary z większą rozdzielczością, dlatego znajduje zastosowanie m.in. w kontroli jakości, obróbce skrawaniem, narzędziowniach, utrzymaniu ruchu oraz podczas odbioru części produkcyjnych.
Samo posiadanie precyzyjnego mikrometru nie gwarantuje jednak poprawnego wyniku. Na pomiar wpływają m.in. sposób przyłożenia przyrządu, siła pomiarowa, czystość powierzchni, temperatura, stan końcówek pomiarowych oraz prawidłowe ustawienie mikrometru.
Jak więc prawidłowo mierzyć mikrometrem? W tym artykule pokazujemy cały proces krok po kroku – od przygotowania przyrządu i mierzonego elementu, przez wykonanie pomiaru, aż po ocenę otrzymanego wyniku.
Czym jest mikrometr i do czego służy?
Mikrometr to precyzyjny przyrząd pomiarowy przeznaczony do określania wymiarów geometrycznych elementów z dużą dokładnością. W zależności od konstrukcji może służyć m.in. do pomiaru:
- średnicy zewnętrznej,
- grubości elementu,
- długości,
- średnicy wałków,
- grubości blach,
- średnicy otworów,
- parametrów gwintów,
- elementów o nietypowym kształcie.
W przypadku klasycznego mikrometru zewnętrznego mierzony przedmiot umieszcza się pomiędzy kowadełkiem a wrzecionem. Obrót wrzeciona powoduje zmianę odległości pomiędzy powierzchniami pomiarowymi, a odpowiednia konstrukcja mechanizmu pozwala odczytać bardzo małą zmianę wymiaru.
Współczesne mikrometry mogą być wyposażone w cyfrowy wyświetlacz, systemy transmisji danych czy zabezpieczenie przed warunkami środowiskowymi.
Dobrym przykładem jest dostępny w ofercie firmy Oberon mikrometr cyfrowy S_Mike EVO 0–25 mm / 0,001 mm firmy Sylvac. Przyrząd ma rozdzielczość 0,001 mm, deklarowany maksymalny błąd 2 μm, stopień ochrony IP67 oraz możliwość bezprzewodowej transmisji danych Bluetooth. Producent przewidział również powierzchnie kontaktowe z węglika spiekanego oraz duży wyświetlacz LCD.
Mikrometr a dokładność pomiaru
Przed rozpoczęciem pomiarów warto rozróżnić trzy pojęcia:
zakres pomiarowy, rozdzielczość oraz dokładność.
Zakres pomiarowy określa, jakie wymiary może mierzyć konkretny mikrometr. Przykładowo mikrometr 0–25 mm umożliwia pomiar wymiarów w tym zakresie.
Rozdzielczość mówi, z jakim najmniejszym krokiem przyrząd prezentuje wynik. Jeżeli mikrometr ma rozdzielczość 0,001 mm, wyświetlacz może wskazywać wartości z dokładnością do 1 μm.
Nie oznacza to jednak automatycznie, że rzeczywisty błąd pomiaru wynosi dokładnie 0,001 mm.
To bardzo ważne rozróżnienie.
Przykładowo oferowany przez Oberon mikrometr S_Mike EVO ma rozdzielczość 0,001 mm, natomiast maksymalny dopuszczalny błąd podany dla tego modelu wynosi 0,002 mm.
Dlatego przy wyborze mikrometru należy patrzeć nie tylko na liczbę miejsc po przecinku na wyświetlaczu, ale również na parametry dokładności, powtarzalności oraz warunki, w jakich wykonywany będzie pomiar.
Jak prawidłowo mierzyć mikrometrem? Instrukcja krok po kroku
Krok 1. Wybierz odpowiedni mikrometr
Pierwszym etapem jest wybór właściwego przyrządu.
Nie każdy mikrometr nadaje się do każdego pomiaru.
W przypadku typowego pomiaru średnicy zewnętrznej wałka lub grubości elementu najczęściej stosuje się mikrometr zewnętrzny.
Jeżeli mierzona jest średnica otworu, potrzebny będzie odpowiedni mikrometr wewnętrzny lub średnicówka mikrometryczna.
Do pomiaru gwintów stosuje się specjalistyczne mikrometry wyposażone w odpowiednie końcówki.
Istotny jest również zakres pomiarowy.
Jeżeli mierzony element ma średnicę 18 mm, odpowiedni będzie np. mikrometr 0–25 mm. Jeżeli element ma 38 mm, należy zastosować przyrząd obejmujący ten wymiar, np. 25–50 mm.
Nie należy próbować wykonywać pomiaru poza zakresem określonym przez producenta.
Krok 2. Sprawdź stan mikrometru
Przed wykonaniem pomiaru należy sprawdzić stan techniczny przyrządu.
Zwróć uwagę na:
- czystość powierzchni pomiarowych,
- stan wrzeciona,
- stan kowadełka,
- płynność ruchu wrzeciona,
- działanie mechanizmu regulującego siłę pomiarową,
- stan wyświetlacza w przypadku mikrometru cyfrowego,
- baterię,
- ewentualne uszkodzenia mechaniczne.
Mikrometr powinien być przechowywany w sposób chroniący go przed uderzeniami, zabrudzeniem i niepotrzebnymi zmianami temperatury.
W przypadku profesjonalnych pomiarów kontrolnych istotne jest również posiadanie aktualnego potwierdzenia wzorcowania lub sprawdzenia przyrządu, zgodnie z wymaganiami obowiązującymi w danym przedsiębiorstwie.
Krok 3. Oczyść powierzchnie pomiarowe
To jeden z najczęściej pomijanych etapów.
Zarówno mierzony element, jak i powierzchnie pomiarowe mikrometru powinny być czyste.
Nawet niewielka ilość:
- oleju,
- opiłków,
- pyłu,
- wiórów,
- zabrudzeń,
- pozostałości chłodziwa
może wpłynąć na wynik.
Przy pomiarach wykonywanych z dokładnością rzędu kilku mikrometrów szczególnie istotne jest usunięcie nawet niewielkich zanieczyszczeń.
Powierzchnie należy czyścić w sposób bezpieczny dla przyrządu i zgodny z zaleceniami producenta. Nie należy usuwać zabrudzeń poprzez gwałtowne dociskanie końcówek mikrometru.
Krok 4. Sprawdź punkt zerowy
Przed rozpoczęciem pracy należy sprawdzić wskazanie mikrometru.
W przypadku mikrometru cyfrowego warto upewnić się, że wyświetlana wartość odpowiada pozycji odniesienia określonej przez producenta.
W mikrometrze z zakresem 0–25 mm zamknięcie powierzchni pomiarowych powinno odpowiadać wartości referencyjnej przewidzianej dla danego przyrządu.
Jeżeli mikrometr nie wskazuje prawidłowej wartości, nie należy automatycznie zakładać, że wystarczy użyć przycisku „ZERO”.
Najpierw trzeba sprawdzić:
- czy powierzchnie są czyste,
- czy elementy pomiarowe nie są uszkodzone,
- czy przyrząd został prawidłowo zamknięty,
- czy temperatura przyrządu jest odpowiednia,
- czy procedura zerowania jest zgodna z instrukcją producenta.
W profesjonalnych zastosowaniach należy również uwzględnić procedury kontroli przyrządów obowiązujące w danym zakładzie.
Krok 5. Przygotuj mierzony element
Przedmiot powinien być stabilny i odpowiednio przygotowany.
Jeżeli mierzysz wałek, jego powierzchnia powinna być wolna od zanieczyszczeń i zadziorów.
W przypadku elementów wykonanych po obróbce skrawaniem należy zwrócić szczególną uwagę na pozostałości wiórów oraz chłodziwa.
Nie należy wykonywać pomiaru elementu, którego temperatura znacząco różni się od temperatury otoczenia, jeśli wymagana jest wysoka dokładność.
Dlaczego temperatura ma znaczenie?
Materiały rozszerzają się i kurczą pod wpływem temperatury.
Jeżeli więc precyzyjnie zmierzony element metalowy jest znacznie cieplejszy lub chłodniejszy od temperatury odniesienia, jego rzeczywisty wymiar może różnić się od wymiaru zmierzonego po ustabilizowaniu temperatury.
W kontroli precyzyjnych wymiarów trzeba więc uwzględnić zarówno temperaturę elementu, jak i temperaturę przyrządu.
Krok 6. Otwórz mikrometr
W przypadku mikrometru zewnętrznego należy odsunąć wrzeciono na tyle, aby można było swobodnie umieścić pomiędzy powierzchniami pomiarowymi mierzony element.
Nie należy podczas tej czynności gwałtownie obracać mechanizmu ani doprowadzać do uderzenia wrzeciona o element.
Jeżeli mikrometr posiada szybki przesuw wrzeciona, można wykorzystać go do szybkiego ustawienia przyrządu w pobliżu wymiaru, a następnie wykonać właściwe zbliżenie powierzchni pomiarowych.
Krok 7. Umieść element pomiędzy powierzchniami pomiarowymi
Teraz należy umieścić mierzony przedmiot pomiędzy kowadełkiem a wrzecionem.
To moment, w którym bardzo łatwo popełnić błąd.
Powierzchnie pomiarowe powinny być ustawione odpowiednio względem mierzonego elementu.
Przykładowo podczas pomiaru średnicy wałka należy zadbać o właściwe ustawienie mikrometru względem osi wałka.
Mikrometr nie powinien być przekrzywiony.
Jeżeli powierzchnie pomiarowe nie są prawidłowo ustawione względem mierzonego wymiaru, wskazanie może być obarczone błędem.
Krok 8. Zbliż powierzchnie pomiarowe
Po prawidłowym ustawieniu elementu należy stopniowo zbliżyć wrzeciono.
W klasycznych mikrometrach czynność tę wykonuje się za pomocą bębna, a końcową siłę pomiarową uzyskuje się przy wykorzystaniu sprzęgła lub grzechotki.
W nowoczesnych mikrometrach sposób działania może być inny, dlatego zawsze należy stosować się do instrukcji konkretnego modelu.
Najważniejsza zasada brzmi:
nie dociskaj mikrometru do mierzonego elementu z nadmierną siłą.
Mikrometr jest przyrządem pomiarowym, a nie zaciskiem.
Krok 9. Zastosuj odpowiednią siłę pomiarową
To jeden z kluczowych elementów poprawnego pomiaru.
Zbyt mała siła może powodować niepewny kontakt powierzchni pomiarowych z elementem.
Zbyt duża siła może natomiast:
- odkształcić mierzony element,
- wpłynąć na wskazanie,
- zwiększyć zużycie przyrządu,
- utrudnić uzyskanie powtarzalnych wyników.
W mikrometrach wyposażonych w sprzęgło zapadkowe należy korzystać z niego zgodnie z instrukcją producenta.
Nie należy zwiększać siły pomiarowej poprzez „dokręcanie na siłę”.
Wysokiej jakości mikrometr powinien umożliwiać uzyskanie powtarzalnego wyniku przy prawidłowo zastosowanej sile pomiarowej.
Krok 10. Ustaw mikrometr prawidłowo względem elementu
Podczas pomiaru warto delikatnie sprawdzić, czy mikrometr znajduje się w najlepszym położeniu względem mierzonego elementu.
W przypadku pomiaru wałka można wykonać kilka pomiarów w różnych położeniach kątowych.
Dlaczego?
Ponieważ element może nie mieć idealnie okrągłego przekroju.
Jeżeli wałek jest lekko owalny, wynik będzie zależał od miejsca wykonania pomiaru.
Dlatego w kontroli jakości często nie wystarczy pojedynczy pomiar.
Warto sprawdzić:
- różne miejsca wzdłuż długości elementu,
- różne położenia kątowe,
- ewentualne różnice pomiędzy wartościami.
Pozwala to wykryć nie tylko przekroczenie nominalnego wymiaru, ale również takie problemy jak stożkowatość, owalność czy lokalne odkształcenia.
Krok 11. Odczytaj wynik
W mikrometrze analogowym wynik odczytuje się ze skali.
W mikrometrze cyfrowym wartość jest prezentowana na wyświetlaczu.
Cyfrowy odczyt eliminuje część problemów związanych z interpretacją skali, ale nie eliminuje błędów samego pomiaru.
Jeżeli wyświetlacz pokazuje:
18,347 mm
oznacza to wartość wskazaną przez przyrząd z rozdzielczością 0,001 mm.
Nie należy jednak interpretować tego automatycznie jako „dokładności pomiaru do 1 μm”.
Rozdzielczość wskazania i rzeczywista dokładność to dwa różne parametry.
Krok 12. Wykonaj pomiar kontrolny
Jeżeli wynik ma znaczenie dla odbioru części, kontroli jakości lub decyzji produkcyjnej, warto wykonać pomiar ponownie.
Dobrą praktyką jest:
- poluzowanie mikrometru,
- ponowne ustawienie elementu,
- ponowne przyłożenie powierzchni pomiarowych,
- zastosowanie właściwej siły,
- ponowny odczyt.
Jeżeli kolejne wyniki są takie same lub mieszczą się w oczekiwanym zakresie powtarzalności, zwiększa się pewność, że wynik jest wiarygodny.
Jakie błędy najczęściej popełniamy podczas pomiaru mikrometrem?
Nawet bardzo dobry mikrometr może dawać niewłaściwe wyniki, jeżeli jest nieprawidłowo używany.
1. Pomiar zabrudzonego elementu
Opiłek znajdujący się pomiędzy końcówką pomiarową a powierzchnią elementu może znacząco zmienić wynik.
Jak uniknąć błędu?
Przed pomiarem oczyść zarówno element, jak i powierzchnie pomiarowe.
2. Zbyt mocne dokręcanie
Mocne dociskanie mikrometru nie oznacza większej dokładności.
Może wręcz prowadzić do błędów.
Jak uniknąć błędu?
Stosuj mechanizm kontroli siły pomiarowej, jeżeli mikrometr jest w niego wyposażony.
3. Przekrzywienie mikrometru
Jeżeli powierzchnie pomiarowe nie są ustawione prawidłowo względem mierzonego wymiaru, wynik może być zawyżony.
Jak uniknąć błędu?
Zadbaj o prawidłowe ustawienie mikrometru i wykonaj pomiar kontrolny.
4. Pomiar rozgrzanego elementu
Element świeżo zdjęty z maszyny może mieć temperaturę znacznie wyższą od temperatury otoczenia.
Jak uniknąć błędu?
W przypadku wymagających pomiarów pozwól elementowi osiągnąć temperaturę odpowiednią do warunków pomiaru.
5. Brak kontroli punktu zerowego
Jeżeli mikrometr nie wskazuje prawidłowej wartości odniesienia, wszystkie kolejne pomiary mogą być obarczone błędem.
Jak uniknąć błędu?
Sprawdzaj stan i wskazanie przyrządu przed rozpoczęciem pracy.
6. Mylenie rozdzielczości z dokładnością
Mikrometr pokazujący trzy miejsca po przecinku nie musi mieć błędu wynoszącego dokładnie 0,001 mm.
To szczególnie ważne przy wyborze przyrządu do kontroli jakości.
Jak mierzyć mikrometrem cyfrowym?
Mikrometry cyfrowe są bardzo wygodne w codziennej pracy.
W przypadku przykładowego modelu Sylvac S_Mike EVO dostępnego w Oberon użytkownik otrzymuje m.in. wyświetlacz LCD, rozdzielczość 0,001 mm, ochronę IP67 oraz możliwość transmisji danych przez Bluetooth.
Podstawowa procedura pozostaje jednak taka sama:
oczyszczenie → sprawdzenie przyrządu → przygotowanie elementu → prawidłowe ustawienie → kontrola siły pomiarowej → odczyt → pomiar kontrolny.
Elektronika może ułatwić odczyt i dokumentowanie wyników, ale nie zastąpi prawidłowej techniki pomiarowej.
Transmisja danych – kolejny etap rozwoju pomiarów
W nowoczesnej kontroli jakości coraz większe znaczenie ma nie tylko sam wynik pomiaru, ale także możliwość jego zapisania i przekazania do systemu informatycznego.
Mikrometr S_Mike EVO jest wyposażony w komunikację Bluetooth i może współpracować z oprogramowaniem Sylcom oraz aplikacją mobilną.
Oznacza to możliwość odejścia od ręcznego przepisywania wyników z wyświetlacza do arkusza kalkulacyjnego lub formularza.
W środowisku produkcyjnym może to ograniczać ryzyko błędów związanych z ręcznym zapisywaniem danych i ułatwiać tworzenie dokumentacji pomiarowej.
Mikrometr 0,001 mm – kiedy warto wybrać taką rozdzielczość?
Nie zawsze potrzebny jest mikrometr o rozdzielczości 0,001 mm.
Jeżeli tolerancja wykonania elementu jest stosunkowo duża, przyrząd o mniejszej rozdzielczości może być wystarczający.
W przypadku precyzyjnej kontroli wymiarowej rozdzielczość 0,001 mm może być natomiast bardzo przydatna.
Przed zakupem należy jednak odpowiedzieć na kilka pytań:
- jaka jest nominalna wartość mierzonego wymiaru?
- jaka jest tolerancja?
- jaka jest wymagana dokładność kontroli?
- czy pomiary będą wykonywane w laboratorium czy na produkcji?
- czy potrzebna jest transmisja danych?
- czy przyrząd będzie narażony na pył lub wilgoć?
- czy potrzebne są specjalne końcówki pomiarowe?
- jak często przyrząd będzie wzorcowany lub sprawdzany?
Nie warto więc wybierać mikrometru wyłącznie na podstawie liczby miejsc po przecinku.
Jak dobrać mikrometr do zastosowania?
W ofercie Oberon dostępne są różne rozwiązania, dlatego wybór powinien wynikać przede wszystkim z rodzaju wykonywanych pomiarów.
Do podstawowych pomiarów zewnętrznych
W wielu zastosowaniach wystarczający będzie klasyczny mikrometr zewnętrzny.
Do precyzyjnych pomiarów cyfrowych
Dobrym rozwiązaniem może być mikrometr cyfrowy o rozdzielczości 0,001 mm.
Przykładowo MICRO MMZb 0–25/0,001 ma zakres 0–25 mm, rozdzielczość 0,001 mm, powierzchnie pomiarowe z węglika spiekanego oraz zabezpieczenie IP65. Przyrząd jest zgodny z DIN 863.
Do wymagających pomiarów i dokumentowania wyników
Warto rozważyć rozwiązania wyposażone w transmisję danych.
Przykładowo S_Mike EVO oferuje Bluetooth, ochronę IP67 i rozdzielczość 0,001 mm.
Do pomiaru gwintów
Potrzebny będzie specjalistyczny mikrometr z odpowiednimi końcówkami.
Oberon oferuje m.in. mikrometr cyfrowy do gwintów 0–25/0,001 mm firmy Schut. Przyrząd ma rozdzielczość 0,001 mm, nieobrotowe wrzeciono i funkcje mm/inch oraz ABS/INC; końcówki są dobierane osobno.
7 zasad prawidłowego pomiaru mikrometrem
Jeżeli trzeba sprowadzić całą procedurę do krótkiej listy kontrolnej, warto zapamiętać siedem zasad:
1. Wybierz właściwy mikrometr.
Zakres i konstrukcja muszą odpowiadać mierzonemu wymiarowi.
2. Oczyść przyrząd i element.
Opiłki i zabrudzenia mogą zaburzyć wynik.
3. Sprawdź punkt odniesienia.
Przed rozpoczęciem pomiarów upewnij się, że przyrząd działa prawidłowo.
4. Zwróć uwagę na temperaturę.
Przy bardzo dokładnych pomiarach różnica temperatur może mieć znaczenie.
5. Ustaw mikrometr prostopadle do mierzonego wymiaru.
Nieprawidłowe ustawienie może prowadzić do błędu pomiaru.
6. Nie dociskaj na siłę.
Korzystaj z mechanizmu regulacji siły pomiarowej.
7. Powtórz pomiar.
Wynik pojedynczego pomiaru nie zawsze wystarcza do oceny elementu.
Podsumowanie
Prawidłowy pomiar mikrometrem nie polega wyłącznie na zamknięciu wrzeciona na mierzonym elemencie i odczytaniu liczby z podziałki lub wyświetlacza.
Na wiarygodność wyniku wpływa cały proces: dobór odpowiedniego przyrządu, jego stan techniczny, czystość powierzchni, temperatura, ustawienie względem elementu, właściwa siła pomiarowa oraz sposób interpretacji wyniku.
W przypadku pomiarów o wysokiej dokładności szczególnie ważne jest rozróżnienie rozdzielczości przyrządu od jego rzeczywistej dokładności.
Nowoczesne mikrometry pozwalają dodatkowo automatyzować proces dokumentowania pomiarów. Przykładem jest dostępny w ofercie Oberon mikrometr Sylvac S_Mike EVO 0–25 mm o rozdzielczości 0,001 mm, ochronie IP67 i możliwości transmisji danych przez Bluetooth.
Firma Oberon oferuje szeroki wybór narzędzi pomiarowych, w tym mikrometry przeznaczone do różnych zastosowań – od standardowych pomiarów zewnętrznych, przez precyzyjne mikrometry cyfrowe, aż po rozwiązania specjalistyczne, np. do pomiaru gwintów.
Przy wyborze mikrometru warto więc kierować się nie tylko ceną czy rozdzielczością wskazania, ale przede wszystkim wymaganiami konkretnego procesu pomiarowego.
Jeżeli mikrometr ma być wykorzystywany w profesjonalnej kontroli jakości, dobrze dobrany przyrząd może być nie tylko narzędziem do odczytu wymiaru, ale elementem całego procesu zbierania, dokumentowania i analizy danych pomiarowych.
Sprawdź ofertę mikrometrów i innych narzędzi pomiarowych Oberon i dobierz przyrząd odpowiedni do swoich zastosowań.
