Индикаторный нутромер не следует рассматривать как инструмент, который после установки в отверстие непосредственно показывает его абсолютный диаметр. Для нутромеров типа НИ основной является относительная схема измерения: сначала средство измерений настраивают по размеру, воспроизводимому установочной мерой, а затем определяют отклонение контролируемого отверстия от этого исходного размера. В качестве установочной меры может применяться установочное кольцо или блок концевых мер длины с боковиками.

Поэтому настройка нутромера по кольцу — не вспомогательная операция перед измерением, а часть измерительной процедуры. Ошибка при выборе кольца, его подготовке или установке исходного отсчета переносится на последующие результаты контроля.

Что задает установочное кольцо

Установочное кольцо воспроизводит известный внутренний размер. Измерительные контакты нутромера устанавливаются внутри цилиндрического отверстия кольца примерно в тех же условиях контакта, в которых затем выполняется контроль детали.

При настройке важно различать номинальный размер кольца и его действительный размер, установленный по результатам метрологического контроля и указанный в документации конкретной меры. Именно значение, принятое в качестве размера установочной меры, является исходной точкой для последующего определения отклонений.

Например, маркировка кольца может соответствовать номинальному диаметру 50 мм, тогда как в документации указан действительный размер 50,0012 мм. Если индикатор установлен на нуль по этому кольцу, нулевое показание соответствует не абстрактным 50,0000 мм, а размеру, принятому для конкретного кольца.

Поэтому схема измерения в общем виде строится как определение отклонения от установленного размера. Знак этого отклонения должен трактоваться в соответствии с кинематикой конкретного нутромера и принятой методикой. Универсальное правило «стрелка вправо означает увеличение диаметра» применять нельзя без проверки конкретной измерительной схемы.

Для настройки применяют установочные кольца соответствующего диаметра и метрологического исполнения.

Подготовка нутромера

До установки начального отсчета выбирают нутромер, диапазон которого перекрывает контролируемый размер, и устанавливают соответствующий сменный измерительный стержень или вставку.

Для серий НИ с ценой деления 0,01 мм существуют различные диапазоны измерений и различные пределы допускаемой погрешности. Поэтому цена деления индикатора не может использоваться вместо метрологической характеристики всего нутромера.

Индикатор закрепляют в корпусе нутромера и создают рабочее положение измерительного механизма в соответствии с документацией изготовителя. Универсальную величину предварительного натяга для любых нутромеров задавать нельзя: она зависит от конструкции конкретного средства измерений и применяемого отсчетного устройства.

Перед настройкой проверяют свободное перемещение измерительного механизма и отсутствие заеданий. Измерительные наконечники должны быть чистыми и не иметь повреждений рабочих поверхностей.

Подготовка установочного кольца

Поверхность отверстия кольца должна быть очищена от консервационного состава, пыли, масла и частиц, способных изменить положение измерительных контактов.

Установочное кольцо перед использованием выдерживают в условиях рабочего помещения, чтобы уменьшить влияние температурной разницы между мерой и рабочей средой. Базовый торец выбирают в соответствии с документацией конкретного изделия.

Кольцо нельзя длительно удерживать руками за рабочую часть непосредственно перед настройкой. Передача тепла от рук может изменить температуру меры, а при точных сравнительных измерениях температурное состояние эталона и контролируемой детали становится составляющей измерительной процедуры.

Особенно важно исключить частицы на базовом торце. Если кольцо устанавливается с перекосом, положение нутромера относительно отверстия становится менее воспроизводимым.

Как установить нутромер в кольцо

Кольцо располагают базовым торцом на чистой устойчивой поверхности.

Нутромер вводят в отверстие без удара измерительными наконечниками о кромки. Контакты размещают в рабочей зоне цилиндрической поверхности, а не на фаске и не непосредственно у торца.

Настройка по кромке кольца методически неверна: условия контакта там отличаются от условий в рабочей цилиндрической зоне.

После введения нутромера его слегка покачивают в плоскости, проходящей через ось отверстия. Задача состоит не в том, чтобы механически удержать прибор «ровно на глаз», а в том, чтобы найти воспроизводимое экстремальное положение показания индикатора.

При прохождении измерительной оси через действительный диаметр показание изменяет направление движения. Эта точка реверса используется как ориентир правильного положения нутромера.

Как установить начальный отсчет

После нахождения точки реверса положение шкалы индикатора устанавливают так, чтобы выбранная исходная отметка соответствовала размеру установочного кольца.

Чаще в сравнительной схеме исходное значение устанавливают на нуль. Это означает, что последующие показания будут выражать отклонение от размера кольца.

После установки нуля нутромер извлекают и повторно вводят в кольцо. Операцию следует выполнить несколько раз. При каждом вводе снова находят точку реверса. Если механизм и установка работают воспроизводимо, показание должно возвращаться к исходному значению.

Если нуль смещается, следует искать причину, а не корректировать шкалу после каждого ввода. Возможные причины — загрязнение рабочих поверхностей, недостаточная фиксация индикатора, неправильное положение сменной вставки, изменение температуры, контакт с фаской или нестабильная техника поиска точки реверса.

Почему недостаточно просто вставить нутромер и выставить стрелку на нуль

При произвольном положении нутромера измерительная линия может проходить не через диаметр кольца. В этом случае прибор фактически устанавливается по хорде.

Если в таком положении произвести установку нуля, ошибка ориентации превращается в систематическую составляющую всех последующих результатов.

Поэтому последовательность принципиальна: сначала создают правильный контакт, затем находят точку реверса и только после этого устанавливают исходный отсчет.

Это же правило действует при измерении детали. Нельзя считать первым остановившееся показание результатом измерения.

Как измерять после настройки

После настройки нутромер переносят в контролируемое отверстие, сохраняя принятую измерительную схему.

Прибор устанавливают на требуемой глубине и снова выполняют небольшое покачивание до нахождения точки реверса. Показание индикатора является отклонением от размера установочной меры.

Если требуется определить абсолютное значение внутреннего диаметра, отклонение связывают с действительным размером установочного кольца с учетом направления отсчета конкретного нутромера.

Для контроля геометрии отверстия измерения могут выполняться в нескольких сечениях по глубине и в нескольких угловых направлениях. Различие показаний позволяет обнаружить изменение размера по длине или окружности. Однако по одному индикаторному нутромеру нельзя автоматически делать вывод о соответствии круглости или цилиндричности установленному геометрическому допуску без предусмотренной технологией методики контроля.

Когда настройку необходимо повторить

Настройку следует проверять после замены сменного измерительного стержня, перестановки индикатора, удара или падения средства измерений, а также при появлении сомнений в стабильности показаний.

Повторная проверка необходима и при изменении температурных условий, способном повлиять на установочную меру, нутромер или контролируемую деталь.

В серийном производстве периодичность промежуточной проверки исходного отсчета должна устанавливаться технологической или метрологической процедурой предприятия. Универсальный интервал «через определенное число деталей» без анализа процесса задавать неправильно.

Настройка по кольцу и поверка — разные процедуры

Установка нутромера по кольцу перед измерением не является поверкой.

Поверка подтверждает соответствие конкретного средства измерений установленным метрологическим требованиям в предусмотренном порядке. Рабочая настройка определяет исходное положение измерительной системы перед контролем детали.

Поверенное установочное кольцо также не передает автоматически статус поверенного средства измерений нутромеру. Для задач в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений метрологический статус нутромера и применяемой установочной меры рассматривают отдельно.

Точно так же нельзя называть обычную настройку нутромера по кольцу «калибровкой», если фактически выполняется только установка исходного отсчета.

Основные ошибки при настройке

Одна из наиболее существенных ошибок — устанавливать нутромер по номиналу кольца, не учитывая значение размера конкретной установочной меры, предусмотренное ее документацией.

Вторая ошибка — выполнять настройку по фаске или краевой зоне отверстия.

Третья — устанавливать нуль без поиска точки реверса.

Четвертая — применять кольцо сразу после переноса из помещения с другой температурой.

Пятая — считать цену деления индикатора пределом допускаемой погрешности нутромера.

Шестая — менять сменный измерительный стержень и продолжать контроль без повторной установки.

Седьмая — трактовать направление отклонения по привычке, не проверив кинематическую схему конкретного средства измерений.

Итог

Настройка индикаторного нутромера по установочному кольцу формирует исходную точку сравнительного измерения. Для корректной работы нужно подобрать кольцо соответствующего размера, учитывать установленное значение конкретной меры, обеспечить температурную стабилизацию, установить прибор в рабочей части отверстия и определить точку реверса.

После установки начального отсчета его воспроизводимость проверяют повторными вводами нутромера в кольцо. Только после этого переходят к контролю деталей.

Само наличие точного индикатора не устраняет ошибок настройки. Результат определяется всей измерительной системой: установочной мерой, состоянием нутромера, правильностью контакта, температурными условиями и принятой методикой измерения.