Измерения штангенциркулем, точность и правила пользования

Как пользоваться штангенциркулем

Штангенциркуль - это своеобразная линейка, которую модернизировали для увеличения точности показаний при проведении измерений. За счёт простоты пользования этим инструментом, он нашёл широкое применение во многих сферах промышленности, в автомастерских и при изготовлении поделок в домашних условиях. С его помощью определяют точные размеры деталей, их глубину, диаметры отверстий и размеры выемок, составных элементов и расстояний между ними. 

Однажды я был очень удивлён на автомобильном рынке, когда подбирал подшипник с определённым внутренним диаметром. Нужен был подшипник, который туго садится на ось, для этого перед посадкой его подвергают нагреву. Продавец не знал как провести замер внутреннего диаметра подшипника, хотя штангенциркуль был рядом. Пришлось показать ему как это делать, и самому произвести выбор нужного по размеру.

Как пользоваться штангенциркулем нас учили ещё в школе, на уроках труда. Но по прошествии времени, если редко им пользоваться, знания забываются. В статье рассмотрим какие бывают виды этого инструмента, различные варианты его исполнения, как считывать показания при проведении измерений.

Конструкция и типы штангенциркулей

Немного истории. Измерительные приборы сделанные из бронзы, предшественники современных штангенциркулей, археологи обнаруживают в раскопках времён древнего Китая. В Европе подобные инструменты появились в начале XVII века, они были из дерева и не оснащались нониусом, что делало их неточными.

Штангенциркуль знакомого нам вида из металла  стал применятся в Англии в конце XVIII столетия, в период промышленной революции, когда потребовались более точные  измерения деталей. Он уже имел двигающуюся рамку с нанесённой на неё шкалой, которую придумал математик Педру Нуниш, а затем усовершенствовал Пьер Вернье. По фамилиям этих учёных, подвижную шкалу для более точных измерений, стали называть нониус и верньер.

По виду шкалы штангенциркули делятся на:

  1. нониусные
  2. циферблатные
  3. цифровые

Описание нониусного штангенциркуля

Конструкция штангенциркуляОсновные элементы штангенциркуля

Основные детали из которых состоит прибор:

  1. Главной является штанга с нанесённой на ней шкалой. Отсюда и название.
  2. Рамка с нониусной шкалой, позволяющая делать отсчёт долей миллиметра.
  3. Губки для наружных и внутренних замеров.
  4. Линейка глубиномера.
  5. Стопорный винт, фиксирующий рамку, в некоторых видах может отсутствовать.

Конструктивно штангенциркуль состоит из двух линеек, наложенных друг на друга. На фото представлен прибор, который позволяет измерять внутренние и наружные размеры деталей, а также глубину отверстий в них. Пределы его измерений 0-125 мм, точность - 0,05 мм, это указано справа от нониусной шкалы.

Штангенциркули различаются по размеру и соответственно пределами измерений: 0 - 150 мм, 0 - 500 мм, 500 - 1600 мм, 800 - 2000 мм и другие. Также может быть разной и точность приборов: 0,1 мм, 0,05 мм, 0,02 мм, последние по точности близки к микрометрам. 

Некоторые разновидности штангелей имеют вторые шкалы для отсчёта в дюймах. Они располагаются на верхней части штанги и рамки. Также существуют модели, которые позволяют наносить разметку на поверхность заготовки - у них губки специально заострены и сделаны из твёрдых материалов.

Циферблатные штангенциркули

Циферблатный штангенциркульШтангенциркуль с циферблатной шкалой

По конструкции циферблатный прибор устроен аналогично нониусному, но на рамке установлена круглая шкала. При считывании показаний целые миллиметры смотрят по левому краю рамки, а доли миллиметра - по разметке на циферблате. Такой штангенциркуль используется когда требуется высокая точность или невозможность применения нониусного.

Диапазон такого прибора 0 - 300 мм, цена деления - 0,01 мм. Он позволяет получить более точный результат измерений и сам процесс измерения проще чем при использовании нониусного штангенциркуля.

Недостатком циферблатного штангеля является его большая стоимость и ограниченный диапазон измерений (300 мм). Отсчётное устройство может выйти из строя при неправильном хранении из-за воздействия пыли и грязи.

Цифровые штангенциркули

Цифровой штангенциркульШтангенциркуль с цифровой шкалой

Этот инструмент очень похож на описанные ранее. Результат производимых измерений высвечивается на цифровом экране. Инструмент незаменим, если данные надо получить быстро и с большой точностью. Диапазон измерений от 0 до 3000 мм, цена деления некоторых экземпляров 0,01 мм.

На рамке с табло располагаются кнопки включения, установки нуля и переключения показаний шкалы в миллиметрах или дюймах. К его достоинствам относится свойство сохранять в памяти итог последних измерений, высокая точность и скорость. Всё это значительно увеличивает производительность и экономит время при проведении большого числа измерений, например при отбраковке изделий. Исполнителю не надо производить отсчёт по циферблату или нониусу, результат мгновенно высвечивается на экране.

Цифровые штангели отличаются высокой стоимостью по сравнению с рассмотренными ранее с теми же характеристиками. Питание осуществляется от аккумулятора, который требуется по прошествии времени заряжать или менять. Электроника таких приборов подвержена негативному влиянию перепадов температур и влажности.

Отсчёт показаний на нониусном штангенциркуле

Показания на таком приборе определяются путём сложения значений главной шкалы и нониусной. Порядок следующий:

  1. На основной шкале отсчитываются целые миллиметры, которые располагаются слева от нуля нониуса.
  2. Риска нониуса, которая совпадает с одной из рисок на шкале штанги (наиболее точно) определяет доли миллиметра. Далее необходимо умножить цену деления шкалы на определённый нами порядковый номер риски нониуса.

Отсчёт показаний штангенциркуляКак производится отсчёт при измерении штангенциркулем

На приведённом примере целые миллиметры, расположенные левее нуля нониуса выделены жирным и составляют 4 мм. А необходимая риска нониуса помечена красным цветом, риска - 5. Умножаем цену деления шкалы нониуса (в примере 0,1 мм) на номер риски нониуса 0,1 х 5 = 0.5 мм, так определяются доли. Показания получаются следующие 4 мм + 0,5 мм = 4,5 мм.

Измерение нониусным и цифровым штангенциркулями деления 0,05 ммИзмерение диаметра шайбы разными штангенциркулями

На втором рисунке показан пример измерения диаметра шайбы штангенциркулем с ценой деления нониуса 0,05 мм. Согласно методике отсчёта, измеренная величина - 50,2 мм, что подтверждается показаниями цифрового прибора. Следует отметить, что на нониусе точно совпадает 4 риска, при умножении на 0,05 получаем значение 0,2 мм (у этой риски стоит число 2). 

Для лучшего понимания отсчёта показаний посмотрите следующую живую картинку.

Как производится отсчёт показаний штангенциркуляЗамер внешнего размера гайки

Как проводить измерения, проверка исправности штангенциркуля

Перед проведением измерений следует проверить техническое состояние инструмента. На его рабочих зонах не должно быть следов ржавчины, вмятин или царапин. Не допускается перекос губок штангеля. Цифры должны хорошо читаться, а ход подвижных элементов должен быть плавный, без заеданий и рывков.

Как проводить измерения:

  1. При замере размера детали снаружи, губками штангенциркуля плотно без зазоров зажимают её. Инструмент должен располагаться параллельно плоскости измеряемого предмета.
  2. Для измерения диаметров круглых отверстий губки ставят в максимально удалённых точках. При этом рамка должна проходить через ось отверстия, перпендикулярно ей.
  3. Если используется глубиномер, то штангенциркуль устанавливается у края отверстия, инструмент располагают перпендикулярно плоскости детали и выдвигают линейку глубиномера до упора в дно.
  4. После этого считывают показания.

Проверка правильности показаний штангенциркуляКак проводится проверка точности штангенциркуля

Приступая к работе со штангенциркулем следует произвести проверку правильности его показаний. Для этого сводят его губки вместе, при этом нуль основной шкалы и нониуса должны совместится. А последняя риска нониуса должна указать на отметку 39 мм основной шкалы (пример показан на фото, риски отмечены красным цветом). Хочу обратить внимание, что в зависимости от конструкции и цены деления, длина шкалы нониуса может быть другой. В нашем примере она 39 мм, но бывают 19 мм с ценой деления 0,1 мм, соответственно и последняя риска нониуса укажет на число 19.

Число делений шкалы нониуса определяется точностью штангенциркуля: 10 делений - при точности 0,1 мм, и 20 - при точности 0,05 мм.

В некоторых конструкциях нониусная шкала крепится к рамке с помощью винтов и имеет в этих местах овальные отверстия. Это сделано с целью поправки шкалы нониуса, если при проверке на правильность показаний результат был неудовлетворительный.

Обнуление показаний цифрового штангенциркуля перед проведением измеренийПодготовка цифрового штангенциркуля к работе

Цифровые штангенциркули имеют кнопку “zero”. Перед началом измерений губки прибора сводят вместе и нажимают эту кнопку. На экране высвечиваются нулевые показания - инструмент готов к работе. Аналогичные операции перед началом измерения проводятся и с циферблатными штангенциркулями, нуль регулируется вращающейся головкой, которая находится внизу циферблата.

Основные выводы 

Штангенциркуль является наиболее популярным и распространённым измерительным средством благодаря простоте устройства, удобству пользования и быстроте получения результата измерения. При повреждении его элементов и их износе становится невозможно проводить точные измерения. На производстве штангенциркули подвергаются периодической поверке в центрах стандартизации и метрологии. 

Качественные приборы изготавливают из нержавеющей стали. Для их удешевления всё чаще стали применять пластики и полимерные материалы. Но срок службы и точность таких устройств значительно уступает штангенциркулям из нержавейки. У меня в хозяйстве например есть штангенциркуль - ручка. Измерять им конечно можно, но точности никакой, т.к. нониусная шкала на нём чисто условная. Ко мне она попала как презент после посещения одной из презентаций.

Подарочный штангенциркуль в виде ручкиШтангенциркуль - ручка

Для того, чтобы штангенциркуль служил долго и был всегда готов к работе нужно придерживаться следующих рекомендаций:

  1. Хранить прибор в специальной упаковке в помещении с низкой влажностью и температурой выше + 5℃.
  2. Периодически смазывать сам штангенциркуль и скользящие поверхности машинным маслом, что предотвратит в дальнейшем образование коррозии и заедание рамки.
  3. Бережно относиться к штангенциркулю, не применять к нему механических воздействий. Любые вмятины, царапины могут вывести его из эксплуатации или значительно понизить точность.
Штангенциркули из металла, а также цифровые нужно держать вдали от влажных мест и уголков, в которых может образоваться конденсат. Температура при хранении инструмента не должна быть ниже + 5℃. Удары и царапины могут привести к деформациям, снижая точность измерений.

У домашнего мастера обязательно среди инструмента должен быть такой прибор для измерений. Поэтому как пользоваться штангенциркулем, как понимать показания после измерений это необходимое знание. У меня например таких два: один пластиковый (жёлтого цвета, показан на фото в статье выше), второй цифровой (тоже есть на фото). Цифровой я использовал при измерении износа тормозных колодок, что описано в статье “Замена тормозных колодок…

Надеюсь эта статья поможет Вам в выборе хорошего инструмента и правильном измерении штангенциркулем любых деталей. Если информация была интересна и полезна, поделитесь с друзьями в соцсетях и в комментариях оставляйте свои пожелания, критику и предложения.

Нет комментариев

Оставить комментарий

Отправить комментарий Отменить

Сообщение