다음 중 광학적으로 길이의 미소범위를 확대하여 측정하는 것은?
- 버니어캘리퍼스
- 옵티미터
- 마이크로 인디케이터
- 사인바
정답과 해설 보기
정답 ② · 버니어캘리퍼스는 눈금을 직접 읽는 방식이며, 마이크로미터나 마이크로 인디케이터는 기계적 확대 장치를 이용합니다. 사인바는 각도를 측정하거나 설정하는 데 사용됩니다.
옵티미터는 광학 렌즈와 레버 원리로 미소 변위를 확대 측정하며, 나머지는 기계식 또는 각도 측정기이다.
개념 한 쪽
기계가공조립기능사 측정기 유지관리 — 정밀측정과 보관
정밀 측정기는 눈금과 나사의 관계로 분해능을 결정하고, 사용 후에는 열팽창과 마모를 막기 위해 보관 방법에 주의를 기울여야 한다. 마이크로미터와 버니어 캘리퍼스의 최소 눈금은 각각 나사 피치와 딤블 등분수 또는 어미자 눈금과 버니어 등분수의 수학적 관계로 구해지므로 계산 원리를 숙지해야 한다. 옵티미터 등 광학식 측정기는 미소 변위를 광학적으로 확대하여 측정하는 원리를 이용하므로 측정 원리를 구분하여 적용해야 한다.
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시험에 이렇게 나온다
출제기준 단원 「측정기 유지관리」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 광학식 측정기 판별 | 1 | 광학 원리로 미소 변위를 확대하는 기구를 가리기 |
| 금긋기용 공구 판정 | 1 | 수기가공 금긋기용 공구에 해당하지 않는 것을 고르기 |
| 마이크로미터 보관 주의 | 1 | 마이크로미터 사용 후 보관 방법에서 틀린 설명을 찾기 |
뜻
마이크로미터의 분해능은 스핀들 나사의 피치와 딤블(원주 눈금)의 등분수의 비로 결정한다는 원리가 있다. 예컨대 0.01mm를 측정하는 마이크로미터는 피치가 0.5mm이고 원주를 50등분하여 0.5mm ÷ 50 = 0.01mm의 최소 눈금을 구현한다.
딤블을 더 세분하면 분해능이 향상된다. 피치 0.5mm에 딤블을 100등분하면 0.5mm ÷ 100 = 0.005mm의 최소 눈금이 되어 50등분일 때보다 두 배 더 정밀한 값을 얻는다.
버니어 캘리퍼스의 최소 측정값은 어미자(주눈금)의 한 간격에서 버니어(부눈금) 한 칸의 길이를 뺀 값이라는 원리로 설명한다. 예를 들어 어미자 1mm에 아들자가 어미자의 19mm를 20등분한 경우 아들자 1눈금은 0.95mm가 되고, 최소 측정값은 1mm - 0.95mm = 0.05mm가 된다. 다른 사례로 어미자 최소 눈금이 0.5mm이고 이를 25등분하면 0.5mm ÷ 25 = 0.02mm가 최소 측정값이 된다.
정밀계측기는 온도 변화와 물리적 접촉에 민감하므로 사용 후 보관이 중요하다. 마이크로미터의 경우 앤빌과 스핀들을 완전히 밀착시켜 보관하면 열팽창이나 미세 마모가 누적되어 정밀도가 떨어지므로 약간의 틈새를 두고 보관하는 것이 바람직하다. 일반적으로 약 1~2mm 정도의 간격을 유지하는 원칙을 따르는 설명이 제시된다.
측정기의 종류와 원리를 구분하는 것도 유지관리의 한 부분이다. 옵티미터는 광학적 원리를 이용해 미소 변위를 확대 측정하는 장치이고, 버니어와 마이크로미터는 기계적·나사식 원리로 직선 변위를 읽는 기구이다. 공구와 계측기의 용도에 따라 표시용, 가공용, 측정용을 구분하여 관리해야 한다.
예제
마이크로미터 문제 예시: 피치 0.5mm인 마이크로미터의 원주를 50등분하면 최소 눈금은 0.5 ÷ 50 = 0.01mm가 된다는 계산을 보여준다. 같은 피치에 100등분이면 0.5 ÷ 100 = 0.005mm가 되므로 등분수에 따라 분해능이 변함을 확인한다.
버니어 캘리퍼스 문제 예시: 어미자 눈금 간격이 1mm이고 아들자가 어미자 19mm를 20등분한 경우 아들자 1눈금은 19/20 mm = 0.95mm이고, 최소 측정값은 1mm - 0.95mm = 0.05mm가 됨을 계산하여 풀이한다. 어미자 0.5mm를 25등분하면 0.5 ÷ 25 = 0.02mm가 됨을 추가 예로 든다.
대표 기출 3문항
수기가공시 금긋기용 공구에 해당되지 않는 것은?
- V-블럭
- 서피스게이지
- 직각자
- 스크레이퍼
정답과 해설 보기
정답 ④ · 수기가공 시 금긋기(mark out)는 정반 위에 V-블록으로 공작물을 지지하고, 직각자로 위치를 잡으며, 서피스게이지와 센터 펀치 등을 사용하여 선을 긋는 작업입니다. 스크레이퍼는 금긋기 용도가 아니라, 면을 미세하게 깎아내어 평면을 만드는 수작업용 공구입니다.
스크레이퍼는 면을 깎아 평면을 만드는 공구이므로 금긋기용 공구에 해당하지 않아 정답이다.
마이크로미터 사용시 주의사항으로 틀린 것은?
- 딤블을 잡고 프레임을 휘들러 돌리지 말것
- 스핀들의 회전은 래칫을 돌려서 항상 측정압을 일정하게 할 것
- 클램프로 스핀들을 고정하고 퍼스 대용으로 사용하지 말 것
- 사용후 앤빌과 스핀들에 방청유를 발라서 밀착 시켜둘 것
정답과 해설 보기
정답 ④ · 마이크로미터 사용 후 보관할 때 앤빌과 스핀들을 밀착시켜 두면, 두 측정면이 서로 달라붙거나 온도 변화에 의한 열팽창으로 인해 정밀도가 저하될 위험이 있습니다. 따라서 사용 후에는 앤빌과 스핀들 사이를 약 1mm 정도 띄워두는 것이 원칙입니다.
마이크로미터 사용 후 앤빌과 스핀들을 밀착시키면 열팽창이나 마모로 정밀도가 떨어지므로 약 1mm 띄워 보관해야 합니다.
자주 묻는 물음
- 마이크로미터의 최소 눈금은 어떻게 구하나?
- 마이크로미터의 최소 눈금은 스핀들 나사의 피치 ÷ 딤블 등분수로 계산하여 구한다.
- 마이크로미터 사용 후 어떤 보관 방법을 지켜야 하나?
- 스핀들과 앤빌을 완전 밀착시켜 보관하면 열팽창과 마모로 정밀도가 떨어지므로 약간의 틈새를 두고 보관해야 한다.
- 버니어 캘리퍼스의 최소 측정값 원리는 무엇인가?
- 버니어의 최소 측정값은 어미자 눈금 간격에서 아들자 1눈금 길이를 뺀 값으로 계산한다.
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