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

1. считают число целых миллиметров, для этого находят на шкале штанги штрих, ближайший слева к нулевому штриху нониуса;
2. 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;
3. 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

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:

1. шкала «нониус»;
2. шкала, расположенная на циферблате;
3. 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:

1. Смотрим по верхней шкале, сколько укладывается целых миллиметров.
2. 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.

Определение показаний по нониусу

Для определения показаний штангенциркуля необходимо сложить значения его основной и вспомогательной шкалы.

1. Количество целых миллиметров отсчитывается по шкале штанги слева направо. Указателем служит нулевой штрих нониуса.
2. 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

1. Штанга.
2. Рамка.
3. Губки для наружных измерений.
4. Губки для внутренних измерений.
5. Линейка глубиномера.
6. Стопорный винт для фиксации рамки.
7. Шкала нониуса. Служит для отсчета долей миллиметров.
8. 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.

Основными дефектами штангенинструмента, которые могут быть устранены при ремонте, являются ошибки в делениях нониуса, кривизна направляющего ребра штанги, качка и перекос рамки, непараллельность измерительных поверхностей, их повреждение, износ основания и др.

Проверку правильности ребер штанги и измерительных плоскостей губок производят с помощью блоков концевых мер, зажимаемых между измерительными плоскостями при передвижении рамки через каждые 10 мм длины штанги. В любом положении рамки на штанге сила нажима измерительных плоскостей на блок должна быть одинаковой на всей плоскости меры. Если касание измерительных плоскостей с каким-либо блоком у острых и тупых губок различно в различных положениях рамки, это означает, что искривлена штанга. Если при любых положениях рамки раствор острых губок меньше раствора тупых или наоборот, то неисправны губки штангенциркуля.

Чтобы исправить штангу, ее рабочее ребро проверяют на краску на проверочной плите, и выпуклости убирают личным напильником или доводкой. Затем второе ребро штанги делают строго параллельным рабочему ребру также при помощи напильника или доводки. После этого производят доводку измерительных плоскостей губок.

Для их доводки штангенциркуль закрепляют в тисках со свинцовыми губками (фиг. 177,а). Доводку производят чугунным притиром (фиг. 177, б). Притир зажимается между губками, для чего рамку подводят вплотную к притиру и закрепляют микрометрическую подачу рамки. Притир должен без особых усилий передвигаться вперед и назад между губками.

Фиг. 177.
Доводка губок штангенциркуля.

Перекос губок установить нетрудно. Для этого достаточно зажать между губками блок концевых мер и если одна из сторон блока отойдет от одной из боковых сторон губок, то перекос установлен. Перекос рабочих плоскостей губок по отношению к штанге исправляют при помощи шлифования на плоскошлифовальном станке. После шлифования производят доводку грубой пастой ГОИ одновременно острых и тупых губок и полирование их стеклянными притирами с тонкой пастой. Доводка губок считается законченной, если притир проходит с одинаковым усилием в обоих концах.

После доводки губок проверяют совпадение нулевого деления штанги с нулевым делением нониуса. Для этого губки плотно сдвигают и зажимают подвижную рамку штангенциркуля. Убедившись, что между губками нет просвета, освобождают винты, скрепляющие рамку с нониусом. Затем передвигают рамку с нониусом в ту или другую сторону с таким расчетом, чтобы первое и последнее деление нониуса точно совпало с первым и другим соответствующим делением штанги. Также обращают внимание на то, чтобы вторые и третьи риски от начала нониуса были расположены одинаково со вторыми и третьими рисками от конца нониуса по отношению к соответствующим рискам на штанге. После этого закрепляют винты и, проверив еще раз совпадение делений, установку нониуса считают законченной. В том случае, если при установке нониуса не удается его переместить за счет зазора в отверстиях для винтов, отверстия подвергаются расширению при помощи надфиля.

Очень часто происходит поломка губок штангенциркуля. При исправлении этого дефекта принимают одно из трех решений, изображенных на фиг. 178: укорачивают длину губок (фиг. 178, а), удаляют одну пару губок (фиг. 178,6) или делают вырез для вставки новой губки (фиг. 178, в). Иногда взамен сломанной губки приваривается новая.

Фиг. 178.
Ремонт и восстановление губок штангенциркуля.

Исправление дефектов у штангенциркулей облегченного типа производят, главным образом, рихтованием с последующей доводкой измерительных плоскостей. Так, если уже при износе рабочих поверхностей губок нулевой штрих нониуса не совпадает с нулевым штрихом штанги, то после доводки измерительных плоскостей эта ошибка будет еще больше.

Поэтому ее исправляют рихтованием. Неподвижную губку кладут на закаленный брусок, укрепленный в тиски, и ударяют по ней в месте а (фиг. 179) для того, чтобы ее носик подался вниз. Удары производят с обеих сторон штангенциркуля. То же проделывают и с губкой подвижной рамки, ударяя по ней в месте б. Острые концы губок рихтуются в местах а и б.

Фиг. 179.
Ремонт штангенциркуля облегченного типа (стрелки показывают места ударов при рихтовании).

После рихтования спиливаются и доводятся измерительные плоскости до совпадения делений штанги и нониуса, а в заключение зачищаются забоины и полируются все плоскости мелкой шкуркой.

Исправление основания штангенрейсмаса производят притиркой на притирочной плите при помощи шлифовальных порошков.

Этот прибор используется для измерения внутренних и наружных замеров, а также между поверхностями деталей, применяется для измерения глубины отверстий и выступов. имеет очень полезную функцию по сравнению с механическим - он настраивается на ноль в любой точке шкалы, благодаря этому можно наблюдать отклонения в каждом участке размера. То есть можно обнулить его в размере, допустим, 21,55 мм, и уже от него отсчитывать длинну.

В современном высокоточном механическом производстве уже никак не обойтись без этого удобного инструмента, где диапазон измерений универсальный. В тяжелой и легкой промышленности, строительстве, да и во всех других отраслях технической жизни, уже нельзя представить работу без использования цифрового штангенциркуля. При необходимости, к ЭШ можно подключить компьютер, на который будут выводится все данные в процессе контроля размеров. Для этого в цифровом штангенциркуле есть специальный разъём:

Цифровой штангенциркуль имеет разрешение 10 мкм с точностью до 30 мкм. Эта точность достигается использованием емкостных датчиков. Емкостные датчики очень линейные и защищены от механических и электронных помех. Однако они чувствительны к жидкости. Случайно попавшая жидкость разбалансирует измерительные мосты пластин и увеличивает емкость.

Как работает цифровой штангенциркуль

Для начала раберём этот измерительный прибор и посмотрим как он устроен изнутри.

Принцип его работы - ёмкостной цифровой нониус, вот техдокументация . В основе работы цифрового штангенциркуля используется емкостная матрица - кодер.

Проще говоря, два "обычных" конденсатора, включенных последовательно, т.е. верхняя пластина как общий электрод.

Электронный штангенциркуль использует несколько пластин для формирования емкостного массива, который может точно чувствовать перемещение. Существует статор и ползунок («ротор») пластины. Статор находится в металлической линейке. А подвижная часть с LCD экраном имеет ползунок.

Диаграмма сигналов от емкостных датчиков

Статор шаблон сфабрикованы в верхнем слое медной стандартной стекло эпоксидные ламината и приклеены к нержавеющая сталь бар суппорта. Ползунок шаблона, показанного аналогично сфабрикованы на PC ламинат, диски в 100 кГц сигнала через sin / cos пластины электродов статора и подхватывает переменного напряжения на двух центральных пикап плиты которые описывают сигналов sin(displacement) и cos(displacement).

Отдельные сигналы sin и cos необходимы для определения направления движения. Сочетание аналоговых интерполяций между пластинами и цифровая схема обработки данных дает до 0,02мм погрешности. Для измерения с ещё более высокой точностью используют цифровые микрометры. Питания прибора (круглая батарейка LR-44), хватает на 2-4 месяца ежедневной работы. По снижению контрастности ЖК индикатора понятно, что её пора менять на новую.