Для проверки работы стрелочного и цифрового штангенциркуля необходимо сначала совместить губки инструмента. У стрелочного варианта на циферблате показание стрелки должно совпасть с нулевой отметкой. У электронного штангенциркуля соответственно на дисплее должна отобразиться цифра 0, что подтверждает правильность его настройки и готовность к измерениям.
1.3. Штангенглубиномеры
Штангенглубиномеры — это специализированные инструменты, применяемые для измерения глубины различных резьбовых пазов, углублений и отверстий. Кроме того, они позволяют определить высоту уступов на изделия, что особенно актуально в механической обработке и проектировании. Формально штангенглубиномеры (смотрите рисунок 1.8) имеют конструктивное сходство со штангенциркулями и отличаются лишь спецификой применения.
Рис. 1.8. Конструкция штангенглубиномера: 1 – основание; 2 – штанга; 3 – микрометрическая подача; 4 – нониус
Штангенглубиномеры представляют собой штангенциркули, адаптированные для измерений труднодоступных внутренних размеров изделия. Основными рабочими элементами штангенглубиномеров служат торцовая поверхность штанги и нижняя поверхность основания, на которых осуществляется замер. В зависимости от назначений штангенглубиномеры могут иметь отсчет по штриховой шкале (нониусу), по циферблату или по цифровому дисплею, позволяя выбрать наиболее удобный способ получения и отображения показаний.
1.4. Штангенрейсмасы
Штангенрейсмасы (иногда их называют штангенрейсмусами) (см. рисунок 1.9) являются основными инструментами для выполнения разметки деталей. Они могут быть оборудованы дополнительным присоединительным узлом, позволяющим устанавливать измерительные головки параллельно или перпендикулярно плоскости основания, что расширяет их функциональные возможности.
Рис. 1.9. Конструкция штангенрейсмаса: 1 – основание; 2 – измерительная ножка; 3 – державка; 4 – стопорный винт; 5 – рамка; 6 – разметочная ножка
По своей сути штангенрейсмасы аналогичны штангенинструментам: их основными компонентами остаются штанга с основной шкалой и рамка со шкалой нониуса, а также зажимные устройства для фиксации измерений.
Что это такое?
Штангенглубиномеры, по сути, строятся по аналогии со штангенциркулями, однако имеют более узкую специализацию. Они предназначены исключительно для линейных замеров в одной плоскости — по глубине, что обуславливает отсутствие губок, как это принято у штангенциркулей.
Процесс измерения глубины осуществляется путем введения торца штанги в требуемый паз или углубление. После этого производится перемещение рамки вдоль основной шкалы на штанге. Когда рамка зафиксирована в нужном положении, нужно снять показания, используя один из трех возможных способов (описано ниже).
Существует три метода снятия показаний в зависимости от типа штангенглубиномера:
- по нониусу для штангенглубиномеров типа ШГ;
- по круговой шкале для штангенглубиномеров типа ШГК;
- по цифровому дисплею для штангенглубиномеров типа ШГЦ.
По данным ГОСТ 162-90, указанные типы инструментов могут измерять глубину до 1000 мм. Однако, наиболее распространенные диапазоны составляют 0-160 мм, 0-200 мм, 0-250 мм, 0-300 мм, 0-400 мм и 0-630 мм. При желании можно уточнить диапазон измерений штангенглубиномера при его покупке или заказе, по соответствующей маркировке. Например, модель, которая измеряет глубину от 0 до 160 мм с использованием круговой шкалы, обозначается как ШГК-160.
В зависимости от конструкции прибора важными характеристиками, регламентированными ГОСТом, являются следующие параметры.
- Отсчет по нониусу (для штангенглубиномеров типа ШГ) может составлять 0.05 или 0.10 мм.
- Цена деления круговой шкалы (для штангенглубиномеров типа ШГК) составляет 0.02 или 0.05 мм.
- Шаг дискретности цифрового отсчетного устройства (для штангенглубиномеров типа ШГЦ) обычно равен 0.01 мм.
- Длина измерительной рамки — не менее 120 мм. Для моделей с диапазоном измерений выше 630 мм этот параметр должен составлять не менее 175 мм.
В установленных ГОСТом технических условиях определены стандарты точности. Для устройств с нониусом допускается погрешность от 0.05 до 0.15 мм в зависимости от диапазона измерений. Погрешность для приборов с круговой шкалой составлят 0.02 — 0.05 мм, а для цифровых моделей — не более 0.04 мм.
Эти стандарты не действуют для микрометрических моделей, которых предел точности замеров может достигать тысячных долей миллиметра, что делает их незаменимыми для высокоточных измерений.
Устройство
Как упоминалось ранее, штангенглубиномер включает в себя измерительную штангу, на которой нанесены деления основной шкалы. Торец этой штанги упирается во внутреннюю поверхность измеряемого элемента. У моделей ШГ имеется рамка, в прорези которой расположен нониус — узел, критически важный для точности измерений, и который также присутствует в конструкции штангенциркулей, микрометров и других инструментов, требующих высокой точности. Рассмотрим более подробно функционал этого элемента.
Основная шкала штанги выполняет функции линейки, позволяя визуально фиксировать длину, тогда как нониус, хотя и усложняет процесс измерения, позволяет значительно повысить точность — до сотых долей миллиметра.
Нониус представляет собой дополнительную шкалу, которая располагается на краю прорези рамки. Она может перемещаться вдоль штанги, тогда как пользователь совмещает метки на обеих шкалах. Идея о совмещении делений связана с тем, что человеку удобно и легко выявить сопоставление между двумя целыми делениями, однако трудно визуально ощутить доли между близлежащими метками. При помощи обычной линейки, где величина деления составляет 1 мм, невозможно измерить длину объекта с высокой точностью; она всегда будет округляться до целого миллиметра.
С помощью нониуса целая часть измеряемого значения определяется по нулевому делению нониуса. Например, если нулевое деление показывает значение между 10 и 11 мм, целиком для измерения будет приниматься 10 мм. Часть, соответствующая дробной величине, вычисляется путем умножения цены деления нониуса на номер той метки, которая соответствует одному из делений на основной штанге.
Концепция нониуса берет начало с XI века, когда идея о более точном измерении была впервые формализована. Прибор, напоминающий современные варианты, был разработан в 1631 году. Позже появился и круговой нониус, которому присуща такая же функция, однако вспомогательная шкала изготавливается в форме дуги, в то время как основная шкала — в круглом формате. Этот тип конструкции делает процесс считывания показаний более удобным, что и объясняет востребованность штангенглубиномеров с круговой шкалой (ШГК).
Это описание касается механических штангенглубиномеров. В последние годы на рынке появилось много цифровых моделей ШГЦ, которые отличаются от механических наличием электронной системы и дисплея для отображения показаний. Эти устройства работают от встроенного аккумулятора.
Микрометрические модели
Микрометрические штангенглубиномеры имеют более сложную конструкцию, которая включает в себя следующие компоненты:
- основание;
- измерительный щуп;
- стебель с нанесенной шкалой;
- регулировочная колодка;
- технический винт трещотки;
- основной винт для фиксирования размеров.
Улучшение конструкции было обусловлено необходимостью повышения точности измерений. Этот прибор выпускается согласно государственному стандарту 7470-92. С его помощью можно измерять глубину отверстий и размеры различных выступов, предел измерений большинства моделей достигает 30 сантиметров.
Показания снимаются с помощью двух шкал: основной, фиксирующей миллиметры, и круговой, ответственной за сотые доли миллиметра. Микрометр не должен подвергаться контакту с посторонними объектами, поэтому он требует аккуратного обращения и обязательного хранения в заводском кейсе после завершения работы.
Перед проведением измерения глубины необходимо выполнить следующие шаги:
- Установить основание прибора на ровной поверхности.
- Выдвинуть до конца щуп, используя барабан, до момента начала холостого хода трещотки.
- Зафиксировать показания — они должны быть равны нулю, что подтверждает исправность прибора.
Если показания отличаются от установленных значений, прибор необходимо отправить на калибровку.
Индикаторное устройство
Результаты измерений, полученные данным инструментом, отображаются на индикаторе, который представлен в виде циферблата, что делает процесс считывания значительно удобнее в сравнении с предыдущими вариантами. Конструкция включает две шкалы: основная для миллиметров и вспомогательная для сантиметров.
К числу других компонентов устройств относятся:
- плечи (основание);
- державка;
- фиксирующий винт;
- приспособление для считывания;
- удлинитель для увеличения диапазона измерений.
Использование глубиномеров позволяет избежать необходимости частой калибровки, хотя в некоторых случаях такие манипуляции могут помочь более точно сопоставить измерения углубления с заданными стандартами.
Устройство штангенциркуля
На основной линейке-штанге 6 (см. рисунок 2) с неподвижными измерительными губками 1 перемещается рамка 5 с подвижными измерительными губками 2. На основной линейке наносится деление в миллиметрах, а на подвижной рамке 5 установлен нониус 3. Для обеспечения плавного передвижения рамки 5 по линейке-штанге 6 конструктивно предусмотрены микрометрическое устройство, состоящее из хомутика, зажима и гайки микрометрической подачи. На подвижной рамке 5 также установлен стопорный винт 4, который дает возможность зафиксировать рамку в заданном положении.
Для измерения наружных размеров можно использовать как верхние, так и нижние губки, в то время как нижние губки предназначены исключительно для измерения внутренних размеров. Верхние губки также могут использоваться для разметки. Существуют конструкции штангенциркулей, которые дополнительно оснащены глубиномером — тонкой, узкой линейкой (щупом), размещенной в продольном пазу обратной стороны штанги, на которой нет шкалы.
Штангенглубиномеры
Как следует из названия, штангенглубиномеры служат для измерения глубины различных пазов, углублений и отверстий. Они также могут применяться для определения высоты уступов на изделии.
Штангенглубиномеры (смотрите рисунок 3) практически не отличаются от штангенциркулей. По своей сути штангенглубиномер представляет собой штангенциркуль, который специально сконструирован для того, чтобы осуществлять линейные измерения в малодоступных внутренностях изделий. Рабочими элементами штангенглубиномеров являются торцовая поверхность штанги и нижняя поверхность основания, на которые производится замер.
Как и другие штангенинструменты, штангенглубиномеры изготавливаются с отсчетом по штриховой шкале (оснащенные нониусом), по круговой шкале и с цифровым отсчетом.
Назначение
Штангенглубиномеры ШГ, ШГК и ШГЦ (далее в тексте — штангенглубиномеры) предназначены для измерения глубины различных элементов деталей, выемок, выступов и пр.
Принцип работы штангенглубиномеров основывается на измерении величины продольного перемещения подвижной рамки с использованием метода прямого считывания по шкале с нониусом, круговой шкале или по цифровому дисплею.
Штангенглубиномеры состоят из штанги, рамки, которая может иметь нониус или другое отсчетное устройство. Для точной настройки размера рамка штангенглубиномеров может быть дополнительно оборудована микроподающей системой. Все подвижные элементы штангенглубиномеров, как правило, оснащены стопорными винтами для их фиксирования.
Штангенглубиномеры производятся в следующих модификациях:
— ШГ — с отсчетом по нониусу (рисунок 1);
— ШГК — с отсчетом по круговой шкале (рисунок 2);
— ШГЦ — с цифровым отсчетным устройством (рисунок 3).
Каждая модификация имеет несколько исполнений, которые могут отличаться формой штанги, диапазоном измерений, значением отсчета по нониусу и ценой деления круговой шкалы отсчетного устройства.
Общий вид штангенглубиномеров продемонстрирован на рисунках 1-3.
Рисунок 3 — Общий вид штангенглубиномеров ШГЦ. Для них не предусмотрено пломбирование.
Программное обеспечение
Таблица 1 – Диапазон измерений, значение отсчета по нониусу, цена деления круговой шкалы и шаг дискретности цифрового отсчетного устройства, длина измерительной поверхности рамки:
Значение отсчета по нониусу, мм
Цена деления круговой шкалы отсчетного устройства, мм
Длина измерительной поверхности рамки, мм, не менее
