Как измерить длину предмета с помощью штангенциркуля

Штангенци́ркуль (от нем. Stangenzirkel ) — универсальный инструмент, предназначенный для высокоточных измерений наружных и внутренних размеров, а также глубин отверстий.

Штангенциркуль — один из самых распространённых инструментов измерения благодаря простой конструкции, удобству в обращении и быстроте в работе [1] . Является подвидом штангениструмента, к которому относятся также штангенрейсмас, штангенглубиномер и другие.

Содержание

Устройство [ править | править код ]

Штангенциркуль, как и другие штангенинструменты, имеет измерительную штангу (отсюда и название этой группы) с основной шкалой и нониус — вспомогательную шкалу для отсчёта долей делений. Точность его измерения — десятые/сотые (у разных видов) доли миллиметра. Точность шкалы с нониусом рассчитывается по формуле: цена деления основной шкалы разделить на количество штрихов нониуса.

На некоторых экземплярах штангенциркуля возможно также присутствие в верхней части подвижной рамки шкалы, измеряющей расстояние в дюймах. Нониус такого штангенциркуля дает отсчет в 128-х долях дюйма.

Снятие показаний [ править | править код ]

По способу снятия показаний штангенциркули делятся на:

• нониусные,
• циферблатные — оснащены циферблатом для удобства и быстроты снятия показаний,
• цифровые — с цифровой индикацией для безошибочного считывания.

Порядок отсчёта показаний штангенциркуля по шкалам штанги и нониуса:

• считают число целых миллиметров, для этого находят на шкале штанги штрих, ближайший слева к нулевому штриху нониуса, и запоминают его числовое значение;
• считают доли миллиметра, для этого на шкале нониуса находят штрих, ближайший к нулевому делению и совпадающий со штрихом шкалы штанги, и прибавляют его порядковый номер и цену деления нониуса (цена деления нониуса рассчитывается по формуле: цена деления основной шкалы разделить на количество штрихов нониуса), у наиболее распространенных штангенциркулей ШЦ-1 цена деления нониуса — 0.1 мм.
• подсчитывают полную величину показания штангенциркуля, для этого складывают отсчет по основной шкале (число целых миллиметров) и отсчет по шкале нониуса (долей миллиметра).

Виды штангенциркулей [ править | править код ]

• ШЦ-I — штангенциркуль с двусторонним расположением губок для измерения наружных и внутренних размеров и с линейкой для измерения глубин.
• ШЦК — (штангенциркуль с круговой шкалой). В выемке штанги размещена рейка, с которой сцеплена шестерёнка головки, поэтому показания штангенциркуля, отвечающие положению губок, читают по шкале штанги и круговой шкале головки по положению стрелки. Это значительно проще, быстрее и менее утомительно для исполнителя, чем чтение отсчёта по нониусу;
• ШЦТ-I — с односторонним расположением губок, оснащённых твёрдым сплавом для измерения наружных размеров и глубин в условиях повышенного абразивного изнашивания.
• ШЦ-II — с двусторонним расположением губок для измерения наружных и внутренних размеров и для разметки. Для облегчения последней оснащён рамкой микрометрической подачи.
• ШЦ-III — с односторонним расположением губок для измерения наружных и внутренних размеров.
• ШЦЦ — с цифровой индикацией (электронный).

По ТУ выпускается:

В 2014 году запатентовано устройство (Application RU2017120932U events: caliper marker)

Штангенциркуль типа ШЦРТ (приспособление разметочное ШЦРТ).

Уход [ править | править код ]

В условиях активной работы со штангенциркулем рекомендуется протирать его салфеткой, смоченной в водно-щелочном растворе, затем вытирать насухо, а по окончании работ — укладывать в чехол. Желательно не допускать при эксплуатации грубых ударов или падения инструмента во избежание изгибов штанги, а также царапин на измерительных поверхностях или их трения об измеряемую деталь.

Порядок поверки штангенциркулей определён ГОСТ 8.113-85 [2] .

Названия в разных языках [ править | править код ]

В английском языке нет отдельного слова «штангенциркуль», а подвиды оного определяются как разные подвиды штангениструмента:

• обычный штангенциркуль — Vernier caliper (так как нониус по-английски — Vernier scale);
• цифровой штангенциркуль — digital caliper;
• циферблатный штангенциркуль — dial caliper,
• Штангенциркуль типа ШЦРТ- caliper marker.

Содержание: Скрыть Открыть

Штангенциркуль – это универсальный измерительный прибор для определения линейных размеров деталей с установленной точностью. С его помощью можно производить измерения наружных и внутренних размеров деталей, а также глубины отверстий при условии наличия выдвижной штанги.

Устройство и применение штангенциркулей

Наиболее популярными областями применения штангенциркуля является строительство, ремонт машин и оборудования, обработка металлических и деревянных изделий. Сфера применения фактически не имеет ограничений – он может быть использован для определения размеров с точностью 0,1 или 0,05 мм (в зависимости от типа инструмента) в любой сфере деятельности – и в быту, и в аэрокосмической отрасли. Возможности применения ограниченны лишь размером шкалы и требованиями точности (до 0,01 мм для электронных штангенциркулей).

Устройство штангенциркуля достаточно простое. Основным элементом является неподвижная штанга со шкалой и губками для наружных и внутренних размеров, к которой крепятся подвижные и фиксирующие элементы.

• Передвижная рамка;
• Подвижные губки для определения внутреннего размера;
• Подвижные губки для определения наружного размера;
• Шкала нониуса;
• Штанга глубиномера;
• Винт для крепления рамки.

В отдельных моделях возможно наличие подвижной шкалы в верхней части с дюймовой системой измерения.

Как снять показания с помощью штангенциркуля

Перед началом работы необходима поверка штангенциркуля на точность. Для этого необходимо полностью свести губки и проверить совпадение нулей на обеих шкалах. Если нет совпадения, то в зависимости от требуемой точности необходимо либо взять другой инструмент, либо учесть имеющуюся погрешность.

В процессе измерения учтите следующие рекомендации:

• Для замера внешнего размера разведите губки штангенциркуля, поместите предмет и соедините их.
• Замер внутреннего размера производится путем размещения соответствующих верхних губок внутрь измеряемой области и их разведением до упора
• Губки должны упереться в края детали. Если поверхность твердая, то можно немного сжать для плотной фиксации, для мягкой этого делать не следует, т. к. можно исказить результат.
• Проверьте расположение штангенциркуля относительно измеряемой детали на отсутствие перекосов. Для этого губки должны располагаться на одинаковом расстоянии от края детали.
• Зафиксируйте нониус крепежным винтом.
• Определите целое число миллиметров по основной шкале.
• Находим совпадение штриха на нониусе с нулем основной шкалы и отсчитываем количество делений.
• Умножаем количество делений нониуса на цену деления и суммируем со значением основной шкалы.

Виды штангенциркулей

В целом, все виды штангенциркулей можно разделить на механические и электронных в зависимости от типа шкалы. Основными видами, согласно ГОСТ 166-89 являются:

• ШЦ-I — инструмент с 2-сторонним размещением губок для измерения наружных и внутренних величин и глубиномером.
• ШЦК — оснащен круговой шкалой для определения точного размера. Более простой в применении, чем штангенциркуль с отсчетом по нониусу.
• ШЦТ-I — односторонние губки для измерения наружных линейных размеров. Отличается высокой стойкостью к износу.
• ШЦ-II — оснащен двумя губками для наружного и внутреннего замера и разметки, а также рамкой микрометрической подачи.
• ШЦ-III — односторонние губки для определения наружных и внутренних размеров.
• ШЦЦ — электронный штангенциркуль с цифровой индикацией.

Техническое состояние и поверка штангенциркуля

Одним из наиболее важных требований обеспечения точности инструмента является его чистота. Намагниченный слой металлических опилок, консервирующая смазка, грязь – все это может значительно исказить результат измерений. Также на результат влияет износ инструмента, его деформация, нарушения настроек. Во избежание этого необходима ежегодная поверка штангенциркуля специализированном сервисном центре с ремонтом и настройкой. Самая же простая проверка корректности показаний – это совпадение нулевых штрихов при полном закрытии губок.

Действующие ГОСТы

Производство и поверка инструмента регулируется рядом государственных стандартов. Так, определяет технические условия на штангенциркули ГОСТ 166-89. Порядок поверки инструмента определён в ГОСТ 8.113-85.

Штангенциркуль является наиболее распространенным видом измерительного инструмента, применяющегося при станочных, слесарных и других работах. Он служит для измерения наружных, внутренних поверхностей, глубин и для разметки.

Рис.1. Штангенциркуль ШЦ-11

Штангенциркуль (рис.1) состоит из штанги 1, на конце которой имеется неподвижная губка 2; рамки нониуса 3 с под­вижной губкой 4. Для плавного перемещения рамки служит микро­метрический винт 5 с гайкой 6 и хомутиком 7. При микрометри­ческих перемещениях подвижной губки необходимо открепить винт 8 рамки 3 и закрепить винт 9 хомутика 7.

Основная шкала нанесена на штанге. Кроме основной шкалы имеется дополнительная шкала 10, расположенная не подвижной ранке и служащая для отсчета дробной части деления основной части, т.е для увеличения точности отсчета. Сущность. устройства нониуса заключается в следующем: определенное число основной шкалы делится на число делений, больших на единицу на нониусе.

Рассмотрим устройство нониуса на штангенциркуле с точ­ностью отсчета 0,1 мм. Отрезок L , равный девяти делениям основной шкалы, т.е. 9 мм, разделен у нониуса на десять равных частей (рис.2,а ), следовательно интервал деления на нониусе будет меньше интервала деления на штанге на О,1 мм. Эта разность называется величиной отсчета по нониусу. Если обозначить: — интервал деления на штанге;— интервал деления нониуса;L — длина нониуса, то величина отсчета по нониусу

мм.

Малый интервал делений на нониусе затрудняет отсчет показаний. Для устранения этого недостатка увеличивают интервал делений нониуса за счет увеличения его общей длины. Например, для того чтобы увеличить интервал нониуса при той же величине отсчета по нониусу, следует увеличить его длину до 19 делений штанги (рис.2,б ), т.е. до 19 мм, и разделить также на 10 частей. В этом случае интервал делений на нониусе будет =1,9мм, а величина отсчета по нониусу

мм.

Для точности отсчета 0,05 мм, длину нониуса L можно оставить такой же, т.е. 19 мм, но разделить это расстояние на 20 частей (n = 20), будет равно 0,95 мм, а

мм.

Величину отсчета по нониусу можно определить и на осно­вании более простой зависимости.

Если обозначить число интервалов основной шкалы n — 1, то можно записать:

; ;;

; откуда . (1)

Рис.2. Отсчет по шкале и нониусу

В формуле (1) слева точность отсчета по нониусу, следова­тельно, справа тоже точность отсчета по нониусу.

Таким образом, величину отсчета по нониусу можно опреде­лить либо по формуле, либо по формуле, где— модуль нониуса. Из этих формул, учитывая, что, получаем

.

Модуль нониуса характеризует соотношение интервалов деле­ния нониуса и штанги, т.е. растянутость нониуса. Модула нониуса всегда равен целому числу.

Чтобы произвести отсчет по штангенциркулю, необходимо:

1. Определить значение интервала деления на штанге — .

2. Подсчитать, число интервалов шкалы нониуса — .

3. Определить точность отсчета по нониусу — .

4. Посмотреть, между какими делениями штанги расположилось нулевое деление нониуса.

5. Определить, какой интервал нониуса совпадает с некоторым де­ление штанги – х.

6. Сложить отсчет, сделанный по штанге, с отсчетом, сделанным по нониусу.

На рис.2,в =1 мм;=10 мм;=0,1 мм; х=6, результат отсчетамм.

Штангенциркули выпускают трех типов:

ЩЦ-1 — с двусторонним расположением губок для наружных и внутренних измерений и с линейкой для измерения глубин (рис.3), величина отсчета по нониусу — 0,1мм; ЩЦ-11 — с двусторонним расположением губок для измерения и для разметки (рис.1), величи­на отсчета по нониусу 0,05 или 0,1 мм; ШЦ-111 — о односторонними губками для наружных и внутренних измерений с величиной отсчета по нониусу 0,05 или 0,1 мм.

Рис.3. Штангенциркуль ШЩ-1

Для измерения детали штангенциркулем необходимо: открепить рамку и хомутик, передвинуть их вдоль штанги и расположить рамку так, чтобы измеряемую деталь можно было установить между мерительными плоскостями губок; применяя микрометрическое устройство, передвинуть рамку до получения плотного прилегания поверхностей обеих губок к поверхностям измеряемой детали. В этом положении закрепить стопорный винт рамки. Снять инструмент с детали, отсчитав показания по шкале штанги и по нониусу.

При измерении внутренних поверхностей губки штангенцир­куля вводятся в отверстие, как показано на рис.1. Поэтому к результату прибавляется толщина губок.

Верхние пределы измерения штангенциркулей составляют 125,150,200,300,500,800,1000,1500,2000 мм. В специальных слу­чаях изготовляются также штангенциркули и до 4000 мм.