Определение показаний по нониусу
Для определения показаний штангенциркуля необходимо сложить значения его основной и вспомогательной шкалы.
- Количество целых миллиметров отсчитывается по шкале штанги слева направо. Указателем служит нулевой штрих нониуса.
- Для отсчета долей миллиметра необходимо найти тот штрих нониуса, который наиболее точно совпадает с одним из штрихов основной шкалы. После этого нужно умножить порядковый номер найденного штриха нониуса (не считая нулевого) на цену деления его шкалы.
Результат измерения равен сумме двух величин: числа целых миллиметров и долей мм. Если нулевой штрих нониуса точно совпал с одним из штрихов основной шкалы, полученный размер выражается целым числом.
На рисунке выше представлены показания штангенциркуля ШЦ-1. В первом случае они составляют: 3 + 0,3 = 3,3 мм, а во втором - 36 + 0,8 = 36,8 мм.
Шкала прибора с ценой деления 0,05 мм представлена ниже. Для примера приведены два различных показания. Первое составляет 6 мм + 0,45 мм = 6,45 мм, второе - 1 мм + 0,65 мм = 1,65 мм.
Аналогично первому примеру необходимо найти штрихи нониуса и штанги, которые точно совпадают друг с другом. На рисунке они выделены зеленым и черным цветом соответственно.
Устройство механического штангенциркуля
Устройство двустороннего штангенциркуля с глубиномером представлено на рисунке. Пределы измерений этого инструмента составляют 0-150 мм. С его помощью можно измерять как наружные, так и внутренние размеры, глубину отверстий с точностью до 0,05 мм.
Основные элементы
- Штанга.
- Рамка.
- Губки для наружных измерений.
- Губки для внутренних измерений.
- Линейка глубиномера.
- Стопорный винт для фиксации рамки.
- Шкала нониуса. Служит для отсчета долей миллиметров.
- Шкала штанги.
Губки для внутренних измерений 4 имеют ножевидную форму. Благодаря этому размер отверстия определяется по шкале без дополнительных вычислений. Если губки штангенциркуля ступенчатые, как в устройстве ШЦ-2, то при измерении пазов и отверстий к полученным показаниям необходимо прибавлять их суммарную толщину.
Величина отсчета по нониусу у различных моделей инструмента может отличаться. Так, например, у ШЦ-1 она составляет 0,1 мм, у ШЦ-II 0,05 или 0,1 мм, а точность приборов с величиной отсчета по нониусу 0,02 мм приближается к точности микрометров. Конструктивные отличия в устройстве штангенциркулей могут быть выражены в форме подвижной рамки, пределах измерений, например: 0–125 мм, 0–500 мм, 500–1600 мм, 800–2000 мм и т.д. Точность измерений зависит от различных факторов: величины отсчета по нониусу, навыков работы, исправного состояния инструмента.
Порядок проведения измерений, проверка исправности
Перед работой проверяют техническое состояние штангенциркуля и при необходимости настраивают его. Если прибор имеет перекошенные губки, пользоваться им нельзя. Не допускаются также забоины, коррозия и царапины на рабочих поверхностях. Необходимо, чтобы торцы штанги и линейки-глубиномера при совмещенных губках совпадали. Шкала инструмента должна быть чистой, хорошо читаемой.
Измерение
- Губки штангенциркуля плотно с небольшим усилием, без зазоров и перекосов прижимают к детали.
- Определяя величину наружного диаметра цилиндра (вала, болта и т. д.), следят за тем, чтобы плоскость рамки была перпендикулярна его оси.
- При измерении цилиндрических отверстий губки штангенциркуля располагают в диаметрально противоположных точках, которые можно найти, ориентируясь по максимальным показаниям шкалы. При этом плоскость рамки должна проходить через ось отверстия, т.е. не допускается измерение по хорде или под углом к оси.
- Чтобы измерить глубину отверстия, штангу устанавливают у его края перпендикулярно поверхности детали. Линейку глубиномера выдвигают до упора в дно при помощи подвижной рамки.
- Полученный размер фиксируют стопорным винтом и определяют показания.
Работая со штангенциркулем, следят за плавностью хода рамки. Она должна плотно, без покачивания сидеть на штанге, при этом передвигаться без рывков умеренным усилием, которое регулируется стопорным винтом. Необходимо, чтобы при совмещенных губках нулевой штрих нониуса совпадал с нулевым штрихом штанги. В противном случае требуется переустановка нониуса, для чего ослабляют его винты крепления к рамке, совмещают штрихи и вновь закрепляют винты.
В домашней мастерской кроме разнообразных измерительных инструментов должен быть и штангенциркуль, который часто нужен там, где не подходит рулетка или линейка.
Ниже мы рассмотрим, что представляет собой подобный измерительный инструмент, какие виды встречаются и как им правильно пользоваться, чтобы получить максимально точные данные измерений.
Назначение штангенциркуля
Этот измерительный инструмент используется в основном для получения точнейших данных при определении наружных и внутренних диаметров труб, толщины их стенок, для вычисления межосевого расстояния в отверстиях, размеров деталей цилиндрической формы, толщины проволоки и металлического листа, а также прочих материалов небольших габаритов и мелких изделий.
Подобным прибором удобно измерять глубину пазов, отверстий и канавок, различных выемок с большой точностью в самых труднодоступных местах. Точность штангенциркуля при измерениях достигает десятых и сотых долей миллиметра, чего не может обеспечить такой простой инструмент как линейка или рулетка.
Инструмент, согласно ГОСТ 166-89, изготавливается из нержавеющей либо углеродистой стали, покрытой хромированным составом. Состоит из:
- жесткой металлической линейки, именуемой штангой (откуда и название инструмента – штангенциркуль);
- измерительных выступов – губок;
- вспомогательной рамки с нониусной шкалой, называемой по-другому верньером, которая позволяет производить замеры с точностью до десятых и сотых долей миллиметра, в зависимости от типа инструмента;
- подвижной линейки глубиномера, жестко соединенной с губками.
Шкала штангенциркуля «нониус» может иметь различную длину и количество делений. 10 делений на шкале нониуса дают возможность измерять с точностью до 0,1 мм, 20 делений дают точность измерений до 0,05 мм:
Губки могут быть верхними и нижними. На поверхности нижних - указывается минимальный размер замеряемых деталей. Концы нижних губок выполнены в виде прямоугольников. Верхние - заостренные и скошенные по вертикали, что позволяет производить ими разметку на любых материалах и деталях, без использования других разметочных приспособлений (т. е. прямо губками можно прочертить линию точно по размерам за счет острых концов).
При помощи верхних губок проводится измерение внутренних размеров отверстий, диаметров труб, пазов, различных выемок. Для измерения наружных параметров используются нижние губки. Для измерения длины глубоких отверстий используется линейка глубиномера, которая выдвигается из основной штанги:
Чтобы зафиксировать на линейке подвижную рамку с нониусной шкалой существует особый крепежный винт. Некоторые модели штангенциркуля оснащаются шкалой круглой формы и подвижной рамкой, шкала которой рассчитана на проведение измерений в дюймах. При этом шкала нониуса подобного прибора позволяет производить измерения с точностью до 0,128 дюйма.
Типы штангенциркулей и технические характеристики
Классификация подобных измерительных инструментов проводится по нескольким параметрам – методу снятия показаний, типу шкалы, расположению губок. Все эти различия отражаются в маркировке прибора.
У разных типов штангенциркулей для снятия показаний измерений могут применяться следующие виды шкал:
- шкала «нониус»;
- шкала, расположенная на циферблате;
- при помощи табло с цифровым индикатором.
По своей конструкции штангенциркули подразделяются на следующие виды:
- Односторонние инструменты, изготовленные из твердосплавной стали и маркируемые ШЦТ.
- Механические модели с одно- или двухсторонним расположением губок, маркируемые как ШЦ-I,ШЦ-II, ШЦ-III, отсчет измерений на которых можно производить при помощи нониусной шкалы.
- Прибор, оснащенный круговой шкалой, маркируется ШИК или ШЦК и позволяет производить более точные измерения, нежели устройства с нониусной шкалой. На круговой шкале показываются дробные показания, на самой штанге целые числа.
- Электронный штангенциркуль последнего поколения с цифровым табло, показывающим расстояние между внутренними поверхностями губок, маркируется ШЦЦ и может работать в симбиозе с ПК. Это лучший прибор, позволяющий быстро, без лишних вычислений, увидеть данные измерений, которые проводятся с высокой точностью до 0,01 мм.
Инструмент ШЦ-II отличается от модели ШЦ-I тем, что имеет дополнительную рамку, оснащенную стопорным винтом и соединенную с главной рамкой. Зафиксированная дополнительная рамка позволяет подвести концы губок для более точного измерения внутренних размеров отверстий.
Прибор ШЦ-III отличается от модели ШЦ-II тем, что не имеет одной пары верхних разметочных губок. Используется для измерений крупных деталей.
Как правильно пользоваться штангенциркулем
Перед тем как использовать инструмент, необходимо проверить его на исправность и точность. Для этого нужно осмотреть его и удалить имеющиеся загрязнения на всех частях. Также необходимо проверить совпадают ли нулевые отметки на главной шкале и шкале нониуса при плотном соединении нижних губок.
Измеряемую деталь лучше всего закрепить в неподвижном состоянии, но можно и держать в левой руке, главное не допускать ее подвижности в процессе проведения измерений. Если требуется измерить внешние размеры какой-либо детали, нужно развести губки и плотно охватить ими измеряемый предмет. При этом деталь должна находиться в правильном положении, без перекоса и не должна двигаться. Следующим шагом будет фиксация детали в штангенциркуле путем завинчивания крепежного винта, без излишних усилий. Только после этого можно приступать к считыванию показаний.
При использовании устройства ШЦЦ не нужно заниматься вычислением размеров измеряемой детали, все это показывается на дисплее. Также не составляет труда снять размеры при работе с устройством ШЦК. Целые числа на штанге указываются краем подвижной рамки, сотые или десятые доли миллиметра показывает круговая шкала.
А вот с механическим инструментом ШЦ-I, ШЦ-II и ШЦ-III нужно будет сопоставлять значения основной шкалы и нониусной. Вначале определяется размер в целых числах, т. е. показания на главной шкале, которое определяется по положению первой риски нониусной шкалы. Затем, в зависимости от типа штангенциркуля, определяется размер в десятых или сотых долях миллиметра.
Итого, Алгоритм измерений:
- Смотрим по верхней шкале, сколько укладывается целых миллиметров.
- На нижней шкале смотрим, какое деление максимально совпадает с делением на верхней шкале (как бы превращается в одну линию) - это десятые и сотые доли миллиметра.
Рассмотрим на картинке, как получается измерение в 28,55 миллиметров:
При использовании инструмента следует учитывать погрешность штангенциркуля, которая может возникнуть вследствие неправильного хранения, механического повреждения, загрязненности инструмента, температурного состояния измеряемой детали. Оптимальной температурой для проведения измерений этим устройством является диапазон в пределах 10–40 градусов выше нуля. Чтобы получить наиболее достоверные данные измерений при работе штангенциркулем, рекомендуется сделать несколько замеров и высчитать среднее арифметическое значение. По окончании измерений устройство требуется вытереть досуха и положить на хранение в футляр.
На этом статья заканчивается. Сегодня мы узнали, что такое штангенциркуль, каких он бывает видов и как с помощью него производить измерения.
Так уж повелось (по-крайней мере у автора), что точность измерений производится: линейкой до сантиметров с половинкой, штангельциркулем до миллиметров, а вот десятые и сотые доли миллиметра «ловятся» исключительно при помощи микрометра. Что мешает использовать для измерения десятых частей миллиметра штангенциркуль, ведь он для этого, и предназначен, «навскидку» ответить будет затруднительно. Часто даже знающий устройство этого измерительного инструмента поостережется указать зафиксированный штангенциркулем размер с точностью до десяток - ибо мелковата по своей природе шкала (нониус) «отвечающая» за определение десятых частей миллиметра. Допускаю, что именно по этой причине часть штангенциркулей стали выпускать оборудованными циферблатной шкалой и даже оснащёнными электронным дисплеем (электронные).
А что мешает сделать апгрейд уже имеющемуся в пользовании штангенциркулю и тем самым приблизить точность его измерений к измерениям циферблатного и , например, оснастить его увеличительным стеклом? Подсел к компьютеру и принялся рисовать уже посетившее воображение приспособление.
Схема доработки
Эскиз сделал в разрезе, где цифрой:
- 1 - обозначена штанга штангенциркуля
- 2 - подвижная рамка штангенциркуля
- 3 - станина держателя, она устанавливается на подвижную рамку
- 4 - винт крепящий станину к рамке
- 5 - винт, крепящий к станине оправу с увеличительным стеклом
- 6 - оправа увеличительного стекла
- 7 - пружина прижимающая оправу к головке крепёжного винта
- 8 - увеличительное стекло
В соответствии с готовым эскизом насобирал «по сусекам» наиболее подходящие компоненты будущего держателя.
В текстолитовом кубике (в прошлом какой-то детали корпуса электронного устройства, а в будущем станине держателя) увеличил при помощи напильника имеющийся паз до размеров соответствующих подвижной рамке штангенциркуля и просверлил по центру отверстие диаметром 3 мм для винта крепления.
На боковой стороне сделано резьбовое отверстие М4 под винт крепления оправы с увеличительным стеклом. С окончанием изготовления станины трудоёмкие операции, требующие точности и тщательной подгонки заканчиваются.
Из куска мягкой пластмассы была сделана оправа (в дополнение к уже существующей). В пластмассовой пластине просверлено два отверстия. Меньшее под винт крепления оправы, большее под уже имеющуюся оправу (в которую она вкручивается по резьбе, что даёт возможность регулировать резкость).
Приспособление в собранном, согласно чертежа, виде. Специально резьбу в дополнительной оправе не нарезал, её сделала резьба старой (металлической) оправы при первом вкручивании. Для этого и была подобрана пластина из мягкой пластмассы, а отверстие выполнено на 0,5 мм меньше необходимого. Наглядно видно, что риски нониуса (название шкалы для определения десятых долей мм) увеличены до размера более комфортного наблюдения. Это даёт возможность уверенно определять измеряемый размер с точностью до «десяток». И даже более того - теперь можно легко при помощи измерения отличить провод с размером 0,85 мм от 0,80 мм.
Порядок снятия показаний штангенциркуля
- считают число целых миллиметров, для этого находят на шкале штанги штрих, ближайший слева к нулевому штриху нониуса;
- считают доли миллиметра, для этого на шкале нониуса находят штрих, ближайший к нулевому делению и совпадающий со штрихом шкалы штанги - его порядковый номер и будет означать количество десятых долей миллиметра;
- складывают число целых миллиметров и долей.
Приспособление легко устанавливается и снимается и может использоваться только в том случае, когда это необходимо. Автор проекта - Babay iz Barnaula .
Обсудить статью АПГРЕЙД ШТАНГЕНЦИРКУЛЯ
Основная задача штангенциркуля – измерение размеров. Прибор хоть и простой, тем не менее позволяет с высокой точностью померить практически любые предметы. Применение он находит повсеместно – от мастерских всех направлений до салонов красоты (используется, к примеру, для создания идеальной формы бровей).
Устройство
Если взглянуть на фото штангенциркуля, то станет очевидным, что основные элементы устройства типичны для любого его вида:
- Линейка – штанга
- Губки для измерения внешней и внутренней части детали
- Глубиномер – дополнительная опция позволяет измерить глубину отверстий и пазов
- Нониус – дополнительная подвижная шкала, позволяющая измерить с точностью до десятых долей миллиметра (до 0,05 мм, большая точность уже не имеет смысла, так как человеческий глаз не разберет результат замера)
- Винт для фиксации замера
Длина штанги прибора 15 см, но есть и специфичные модели с более длинной линейкой.
Наконечники на губках выполнены из очень твердого металла, что позволяет использовать их также для разметки (можно просто чертить линии на поверхности пластин, деталей и пр.).
Схема измерения
Давайте детально рассмотрим, как пользоваться штангенциркулем. Для начала нужно определиться с характером измерений, и в зависимости от того будет ли измеряться внутренняя, внешняя часть или же глубина изделия, используется нужный элемент прибора, принцип измерения во всех случаях один, поэтому рассмотрим на примере замера внешней части детали:
Губки разводятся в стороны, предмет помещается между ними и губки соединяются (если предмет твердый, то можно хорошо сжать губки, если же измеряется мягкий предмет, то ту главное не смять деталь, иначе результат измерения будет неверным). Чтобы удобно было снять замер, результат можно зафиксировать крепежным винтиком.
На линейке проверяются полученные значения.
Так как число может быть не целым, то для определения долей необходимо обратить внимание на нониус. Первым делом нужно найти деление, которое совпадает с делением основной линейки (например, основная линейка выдала результат 2 см и 4 миллиметра “с копейками”, для вычисления “копеек” видим, что совпала риска 7 на нониусе с риской на основной линейке, значит получается результат 2,47 см).
Важно! Совпадать должна только 1 риска. Если совпадает несколько рисок (не имеются в виду нули), то этим прибором не стоит пользоваться, так как он не исправен.
Разновидности штангенциркулей
Все виды штангенциркулей приведены в ГОСТ 166-89. Наиболее распространены нониусные, циферблатные и цифровые.
Нониусный штангенциркуль
Прибор в том виде, в котором мы привыкли его видеть, и именно его устройство описали выше.
Циферблатный штангенциркуль
Альтернативой нониусу и линейке служит циферблат, стрелка сразу показывает результат измерения. В использовании он гораздо проще, так как не нужно делать расчеты по нониусу. Ахиллесова пята в циферблатных штангенциркулях – это стекло, при его поломке прибор уже не годен. Но сейчас на прилавках появились ШЦЦ с более прочным углепластиковым таблом.
Цифровой штангенциркуль
На штанге с делениями расположена каретка с ЖК-дисплеем, где автоматически отображаются полученные данные измерения штангенциркулем. Их одним нажатием кнопки можно перевести из миллиметров в дюймы и наоборот, а также имеется дополнительная кнопка для сохранения результатов измерения и их обнуления.
Электронный штангенциркуль хорош точностью, наглядностью и быстротой измерения, в нем более плавно настраивается движение губок. И, согласитесь, удобнее смотреть на цифры, чем пытаться, напрягая зрение, уловить деления.
Уход и хранение
Штангенциркуль относится к разряду высокоточных приборов. Поэтому он требует тщательного ухода. Недопустимо наличие грязи или краски на нем, так как это критично испортит показания замера.
Качественный штангенциркуль – залог хорошего результата производства.
Фото использования штангенциркуля
Как вы увидите из этой статьи, модификация электронного цифрового штангенциркуля очень простая процедура, но она должна быть выполнена аккуратно, чтобы не повредить инструмент. Конструкцией электронного штангенциркуля предусмотрены 4 специальных контакта. Эти контакты, например, можно использовать для подключения внешнего источника питания, контроля функций и т. д.
Назначение контактов следующее(слева на право): отрицательная клемма, данные, часы и положительная клемма.
Для активации скрытых опций электронного цифрового штангенциркуля необходимо соединить контакты 2 и 4 вместе.
Возможно разные электронные штангенциркули имеют некоторые различия, но в целом их модификация проводится аналогично.
Первый шаг в доработке – поиск винтов, скрепляющих корпус. На нашем штангенциркуле они расположены под пластиковой наклейкой. Их расположение видно на фотографии.
После открытия пластикового корпуса, содержащего печатную плату, дисплей и несколько металлических элементов, необходимо открутить несколько винтов для извлечения печатной платы.
Следует соблюдать особую осторожность при обращении с печатной платой и дисплеем.
Дисплей подключен к печатной плате, посредством токопроводящей резиновой прокладки. Постарайтесь не отсоединить дисплей от платы, поскольку в этом случае при сборке будет довольно трудно выровнять соединения. А при неправильном расположении возможно самопроизвольное отключение дисплея и появление на нем странных символов.
После извлечения печатной платы электронного штангенциркуля, мы получаем доступ к нужным контактам.
Теперь можно припаять 2 тонких провода (чем тоньше, тем лучше). Один припаять к контакту номер 2, а другой к контакту номер 4.
Для замыкания этих клемм лучше всего использовать микрокнопку, например от старой компьютерной мыши. Выводы кнопки нужно согнуть под углом 90 º (как на картинке), чтобы она плотно вошла в слот и, следовательно, прочно удерживалась на месте.
После припаивания проводов, сборка электронного цифрового штангенциркуля осуществляется в обратном порядке. После сборки из гнезда должны торчать, припаянные провода.
После этого припаиваем кнопку и помещаем ее в слот.
Так как ножки кнопки были предварительно согнуты, они подпружинивают кнопку и она прочно удерживается на месте. Вот как это выглядит.
При нажатии новой кнопки, мы получаем доступ к некоторым режимам, которые ранее были не доступны.
При первом нажатии кнопки, электронный штангенциркуль переходит в режим быстрого чтения (FT), при нажатии кнопки «ZERO», мы можем заморозить измеренное значение (Н).
При повторном нажатии кнопки, электронный штангенциркуль войдет в режим минимального значения (MIN). В этом режиме на дисплее отображается самое минимальное измеряемое значение.
Если снова нажать кнопку «ZERO», снова перейдем в режим фиксации измеренного значения (H).
Голосов)