Сколько измерительных шкал имеет штангенциркуль. Штангенциркуль: для чего нужен и как пользоваться

Итак, мы уделили внимание устройству штангенциркуля и его функциям. Теперь настало время перейти к практическому применению и изучить, как грамотно использовать этот инструмент.

Штангенциркуль: назначение и метод использования

В строительной отрасли точность измерений играет критически важную роль. Предположим, вам необходимо измерить диаметр какой-либо детали или глубину отверстия. Для таких задач вполне подходит рулетка или линейка, однако, если вам нужны максимально точные параметры, штангенциркуль станет незаменимым помощником.

Конструкция и принцип работы штангенциркуля
Что можно измерять с помощью штангенциркуля
Как правильно использовать штангенциркуль
Разновидности штангенциркулей
Критерии выбора штангенциркуля
Заключение

В данной статье мы подробно расскажем о штангенциркуле, его выборе и правильном использовании.

Конструкция и принцип работы штангенциркуля

Перед тем как перейти к выбору и использованию штангенциркуля, важно ознакомиться с его конструктивными особенностями. Если вы уже имеете представление об этом инструменте, то можете пропустить этот раздел. Однако, если вы впервые сталкиваетесь с штангенциркулем, будет полезно знать о его основных элементах.

Рассмотрим конструкцию штангенциркуля на примере одного из самых популярных его типов — нониусного. Он представлен на следующем изображении:

Теперь рассмотрим каждый компонент более подробно:

Штанга. Это основа штангенциркуля, на которой нанесена главная шкала измерений.
Подвижная рамка. При проведении измерений она перемещается вдоль штанги. На ней расположена дополнительная шкала — шкала нониуса.
Шкала штанги. Это основная шкала, благодаря которой определяются размеры в миллиметрах.
Губки (щёки) для внутренних измерений. Эти элементы предназначены для измерений внутренних размеров объектов.
Губки (щёки) для наружных измерений. С их помощью измеряются внешние параметры предметов.
Линейка глубиномера. Этот инструмент измеряет глубину отверстий внутри деталей и заготовок.
Шкала нониуса. Вспомогательная шкала, расположенная на подвижной рамке, которая позволяет проводить более точные измерения с делением на десятые и сотые миллиметра.
Винт для зажима рамки. С его помощью фиксируется подвижная рамка, что облегчает процесс и повышает точность замеров.

Штангенциркуль можно охарактеризовать как инструмент с высокой степенью точности. Однако следует учитывать, что прецизионность измерений зависит от количества делений на шкале нониуса. Чем больше этих делений, тем точнее можно определить размеры. В дополнение, для осуществления наивысшей точности измерений рекомендуется использовать микрометр, позволяющий фиксировать размеры с точностью до тысячной доли миллиметра.

Что такое штангенциркуль?

Штангенциркуль возник в результате индустриальной революции XVIII-XIX веков, когда начался массовый переход к механизации ручного труда и индустриализации. Прототип современного измерительного инструмента, который стал широко применяться в машиностроении, появился два века ранее, в середине XVI века. В тот период в токарных мастерских начали использовать линейки, изготовленные из дерева и оснащенные передвижными губками для измерения.

Только спустя некоторое время, а именно в 1631 году, математик П. Верньер доработал инструмент, добавив дополнительную измерительную шкалу, что позволило достигать более точных замеров с минимальной погрешностью. Созданный им штангенциркуль дошел до наших дней почти в первозданном виде и в профессиональной среде стал известен как колумбик.

Этот термин возник в советское время, когда главной компанией, производившей и поставляющей измерительное оборудование на внутренний рынок, стала фирма Колумбус.

На сегодняшний день основное предназначение штангенциркуля заключается в выполнении высокоточных измерений, которые могут проводиться как внутри измеряемых объектов, так и снаружи. Кроме того, он используется для определения глубин отверстий, ступеней и различных криволинейных форм. Прибор крайне необходим для измерения внешних и внутренних диаметров объектов круглых и цилиндрических форм, таких как болты и гайки. Он также подходит для определения внутренних размеров канавок, углублений и щелей. Принцип работы колумбика основывается на движении специальной измерительной рамки, которая свободно перемещается вдоль штанги с нанесенной на нее шкалой.

Конструкция штангенциркуля

Штангенциркуль обладает простой, но эффективной конструкцией, которая состоит из нескольких основных элементов.

Линейка-штанга с размеченной шкалой служит основным элементом конструкции и определяет максимальную величину измерений. Длина штанги влияет на диапазон возможных измерений.
Измерительная рамка представляет собой подвижную часть инструмента, которая свободно перемещается вдоль основной штанги. Наличие на рамке шкалы — нониуса с делениями 0.1 мм и применение техники совмещения делений позволяют получать результаты с высокой точностью. Внутри рамки размещены фиксирующий винт и пружина, которые обеспечивают надежное прижатие рамки к штанге и предотвращают перекос при движении. Некоторые модели вместо нониуса имеют циферблат или маленький цифровой дисплей.
Губки — важные элементы устройства, которые бывают подвижными и неподвижными. Подвижные губки могут входить в конструкцию подвижной рамки или быть жестко закреплены на ней, в то время как неподвижные губки являются частью штанги и не движутся. Эти губки расположены друг напротив друга и при сдвигании измерительной рамки плотно соприкасаются, обеспечивая совпадение нулевых отметок шкалы штанги и нониуса. По функциональному назначению губки делятся на односторонние (для наружных замеров) и двусторонние (для возможности внутренних измерений).
Выдвижная планка — это элемент конструкции измерительной рамки, позволяющий измерять глубину отверстий и канавок.

Однако описание штангенциркуля будет неполным без упоминания о материалах, из которых он изготавливается.

В большинстве случаев для производства высокоточных измерительных инструментов используют углеродистую и нержавеющую сталь, а также низколегированные инструментальные сорта, такие как 9ХС и ХВГ.

В современном производстве для облегчения конструкции штангенциркулей также начали использовать композитные материалы на основе углеродных волокон и полимерных смол, а в некоторых моделях присутствуют элементы из пластика.

Устройство, особенности и свойства

Классические штангенциркули разбираются на следующие компоненты:

Штанга с размеченной шкалой, определяющая максимальный размер измерений.
Измерительная рамка. Это подвижный элемент, который свободно перемещается вдоль штанги.
Неподвижная губка, рабочая поверхность которой плотно прижимается к своему объекту измерения.
Подвижная губка. Зафиксирована на штанге с одной стороны.
Выдвижная планка. Упрощает измерение глубины объекта.

Справочная информация! Измерительная рамка поддерживает шкалу, показывающую значения долей миллиметра. Внутри помещена пружина с винтом, что позволяет снизить погрешность возможного перекоса подвижной части относительно неподвижной. Чтобы производить внутренние замеры, необходим инструмент, имеющий губки с обеих сторон. Их конструкции небольшие и расположены аналогично более простым моделям, с рабочими плоскостями, расположенными с внешней стороны. Эти элементы конструкции имеют первостепенное значение при проведении измерений и поэтому должны быть изготовлены из высокопрочных материалов.

Материалы

Штангенциркуль чаще всего изготавливается из углеродной и нержавеющей стали. В некоторых случаях используются иные виды стали, но с аналогичными характеристиками, обеспечивающими противостояние коррозии. Также могут применяться композитные материалы или углеродные волокна.

Габариты

Существуют стандартизированные размеры штангенциркулей:

губки длиной от 30 до 300 мм, подходящие для наружных измерений;
губки длиной от 5 до 20 мм для внутренних измерений;
измерительный диапазон должен составлять менее 2 метров;
длина нониуса варьируется от 10 до 40 мм;
в зависимости от материала и длинны, вес может составлять от 0,3 до 9 кг.

Важный момент! При выборе штангенциркуля следует учитывать его габариты, чтобы выполнять определенные виды работ. Прибор с большой массой может затруднить выполнение простых измерений. Для профессионального применения целесообразно выбирать более массивные штангенциркули с длительным диапазоном измерений.

ГОСТ

Штангенциркули подлежат проверке и производятся в строгом соответствии с нормативной документацией. Главными стандартами, определяющими условия проверки, являются ГОСТ 166-89 и ГОСТ 8.113-85, устанавливающие требования к техническим условиям и порядок поверки.

Точность

Штангенциркули могут быть классифицированы на несколько классов точности:

Первый класс. Погрешность составляет 0,05 мм.
Второй класс. Погрешность равна 0,1 мм.

Для достижения высокой точности измерений рекомендуется использовать другой тип инструмента, например, микрометр. Параметры также зависят от класса точности. Важно учитывать объём предстоящих работ и выбирать инструмент с многофункциональными возможностями для сложных измерительных задач.

Поверка

При интенсивной эксплуатации измерительные приборы могут терять точность из-за возможных деформаций или износа отдельных компонентов. Поэтому необходимо регулярно проверять штангенциркуль на наличие загрязнений, смазки, стальной стружки и т.д. Для обеспечения максимальной точности рекомендуется проводить проверку в специализированных сервисных центрах, занимающихся настройкой и ремонтом такого оборудования, что подтверждается выданным сертификатом после поверки.

Типы штангенциркулей и их стоимость

Существует три основные разновидности штангенциркулей: аналоговый, стрелочный и цифровой.

Аналоговый

В этом приборе считывание осуществляется по шкале нониуса, поэтому его часто называют нониусным штангенциркулем. Его стоимость составляет приблизительно 400 рублей.

Стрелочный

Этот инструмент прост в использовании, поскольку результаты замеров отображаются на циферблате с круговой шкалой, что исключает необходимость в дополнительных вычислениях. Стрелочный штангенциркуль стоит примерно 1700 рублей.

Цифровой

Оснащён маленьким дисплеем, на котором показания выводятся в цифровом формате. Это самый точный инструмент для измерений. Цифровые штангенциркули также именуются электронными. Начальные модели можно приобрести за 700 рублей.

Правила применения

Процесс измерений с использованием штангенциркуля осуществляется по следующим принципам:

Губки инструмента плотно прижимаются к поверхности объекта. При этом между прибором и измеряемым предметом не должно быть зазоров.
Для измерения наружного диаметра цилиндрических объектов положение инструмента должно быть перпендикулярным к его оси.
При измерении внутреннего диаметра губки инструмента должны располагаться на противоположных участках отверстия. Эти места определяются экспериментальным путем в зависимости от максимального отклонения по шкале, при этом инструмент должен быть выровнен по оси, не имея наклона.

Процесс измерения штангенциркулем сводится к плотному зажиманию подготовленной детали между губками и считыванию результатов измерений.

Чтобы измерить глубину, прибор следует установить так, чтобы глубиномер соприкасался с краем детали, а после — постепенно выдвигать его, пока не будет достигнута дно отверстия.
Для удобства фиксации данных линейка должна быть зажата винтом в необходимом положении.

Точные измерения возможны только при исправном состоянии инструмента. Важным является наличие плотного соединения подвижной рамки с базовой и плавное перемещение, а также простота зажима стопорного винта. Не менее важно, чтобы отметка 0 шкалы штанги точно совпадала с нулем на шкале нониуса.

Советы по видео о том, как правильно использовать штангенциркуль:

Краткое резюме

Штангенциркуль представляет собой универсальный измерительный инструмент, с помощью которого можно определять внутренние и внешние размеры, а также глубину. Он состоит из рамки, нониуса, губок, винта и глубиномера.

Существует несколько оснований для классификации штангенциркуля:

По длине измерительной части.
По уровню точности.
По функциональности.
По особенностям губок.
По типу устройства.

Чтобы определить толщину металла с помощью штангенциркуля, необходимо плотно приложить губки к поверхностям измеряемого элемента, зафиксировать винт и считать показания.

Напишите в комментариях, какой тип штангенциркуля вы предпочли бы использовать и почему?

Конструкция штангенциркуля

Рассмотрим конструкцию классического механического штангенциркуля со шкалой нониуса.

Штанга — это измерительная часть устройства, где находится главная шкала, по которой инструмент и получил свое название. Элемент выглядит как обычная линейка.
Рамка — подвижная часть устройства, на которой может располагаться одна или две шкалы нониуса. На верхней шкале измеряются тысячные доли миллиметров, а на нижней – сотые, что позволяет достичь высокой точности измерений.
Зажимной винт используется для фиксации рамки с целью удобства считывания значений.
Губки для внутренних и наружных измерений служат для измерения внутренних и внешних размеров предметов соответственно.
Глубиномер — подвижный элемент устройства, предназначенный для измерения глубины отверстий и вырезов.

Интересный факт! Штангенциркуль с глубиномером часто называется Колумбик. Это название возникло благодаря американской фирме, первой поставлявшей штангенциркули в СССР — Columbus.

Как правильно использовать штангенциркуль?

Первый шаг — проверить техническую исправность прибора. Закройте губки и убедитесь, что между ними нет зазора, а также обратите внимание на показания шкалы. Первая отметка на шкале должна совпадать с нулем на нониусной шкале на подвижной рамке.

Если всё в порядке и ноли совпадают, можно переходить к измерениям.

Шкала нониуса может содержать 10 или 20 делений, что связано с точностью прибора.

Рассмотрим пример: как измерить толщину детали с использованием штангенциркуля.

Зафиксируйте деталь между губками для наружного измерения (нижние);
Закройте винт для фиксации подвижной рамки;
Обратите внимание на показатели: сначала считайте значение с основной шкалы в миллиметрах. Если отметка совпала с нулем на шкале нониуса, то это точное значение диаметра детали;
Для получения результатов с точностью до десятых или сотых миллиметра вычислите цену деления нониуса. Обычно это 0,1 мм или 0,05 мм;
Посмотрите на показатели на подвижной рамке на шкале нониуса и найдите ту риску, которая точно совпадает с риской на основной шкале;
Умножьте это значение на цену деления шкалы нониуса (чаще всего 0,1 или 0,05 мм) для определения долей миллиметра;
Сложите значения из пунктов 3 и 6.

Первая показанная цифра на основной шкале составляет 9 мм. Так как до 10 не хватает, значит размер нашей детали между 9 мм и чем-то еще. Теперь выясним точное значение. Проверяем шкалу нониуса на подвижной рамке. В нашем примере цена деления ноги составляет 0,1 мм, что означает, что каждая риска на шкале равна 0,02 мм (0,1 / 5). Ищем риску на шкале нониуса, которая совпадет с риской основной шкалы. Это будет отметка, находящаяся правее метки 8, совпадающая с отметкой 5 на основной шкале. Это означает, что у нас 8,2 (8 + 0,2) и умножаем это значение на цену деления шкалы нониуса 0,1 мм, что дает 0,82 мм. Итак, итоговый размер нашей детали равен 9,82 мм (9 + 0,82).

Точное измерение ширины отверстия производится тем же самым методом, но с использованием губок для внутренних измерений (сверху).

Для измерения глубины с использованием глубиномера также нет ничего сложного.