Как устроен штангенциркуль и микрометр кратко

Обновлено: 08.07.2024

Как штангенциркуль, так и штангенциркуль для микрометра являются измерительным оборудованием, используемым для различных целей. Разница заключается в их эффективности и использовании. Фактически, они являются лучшим измерительным оборудованием, чем обычно используемое правило счетчика, поскольку они могут измерять небольшие расстояния даже более 1 мм, что является последним счетом правила счетчика. Когда речь идет о различии между штангенциркулем и микрометрическим штангенциркулем на основе их структуры, их можно легко различить, поскольку штангенциркуль с нониусом — это оборудование, подобное оружию, а микрометр — оборудование, подобное топору. Штангенциркуль с нониусом, состоящий из двух шкал, основной шкалы и нониусной шкалы, имеет минимальный отсчет 0,1 мм, тогда как микрометрический винтовой калибр, в котором измерения объекта производятся путем размещения его между шпинделем и опорой, имеет последний отсчет 0,01 мм. .

Сравнительная таблица

Штангенциркуль	Микрометр
Состав	Штангенциркуль нониус — это инструмент, похожий на пистолет.	Микрометр — инструмент, похожий на топор.
Наименьшее количество	0,1 мм	0,01 мм.
Особые функции	Штангенциркуль со специальным типом губок может точно выполнять как внутренние, так и внешние измерения.	Винтовой калибр используется для проведения внешних измерений, поскольку у него отсутствует соответствующая конструкция для проведения внутренних измерений объекта.

Что такое штангенциркуль?

Штангенциркуль — это измерительный прибор, который состоит из основной шкалы и шкалы нониуса с минимальным отсчетом 0,1 мм. Он имеет структуру, напоминающую пистолет, и используется для очень точного измерения внутренних и внешних размеров объектов. Его в основном предпочитают другим измерительным приборам, так как он имеет специальные губки, которые могут удерживать объект внутрь или наружу, а трость позволяет точно измерить объект. Перед выполнением измерения штангенциркулем нониус нониусной шкалы и нуль основной шкалы должны быть точно напротив друг друга. Если нули обеих шкал не будут помещены надлежащим образом перед считыванием, это может привести к нулевой ошибке измерения. Ошибка нуля может быть двух типов: ошибка положительного нуля и ошибка отрицательного нуля. если нониусная шкала находится слева от основной шкалы, то это отрицательная нулевая ошибка, а когда нониусная шкала находится справа от основной шкалы, то это положительная нулевая ошибка. Ошибка нуля может быть устранена путем добавления или вычитания разностей фактического измерения.

Что такое микрометр?

С измерением длины, ширины и высоты домашнему мастеру приходится сталкиваться постоянно. Угол в 90° или 45° тоже не редко приходится выдерживать. Иначе качественно ремонт квартиры или изготовление самоделок не выполнить. Точности при выполнении линейных измерений 1 мм в подавляющем большинстве случаев достаточно, и для них подойдет рулетка или простая линейка.

Зачастую рулетки имеют дополнительно пузырьковый уровень, который позволяет выставить горизонтально мебель, холодильник и другие предметы. Но точность такого уровня не высокая из-за маленькой длины опорной плоскости рулетки. В дополнение колбочка с пузырьком воздуха в рулетках часто установлена не точно, что не обеспечивает горизонтальность и выполненной работы.

В продаже, для измерения линейных размеров представлен широкий ряд лазерных измерительных приборов, но, к сожалению, из-за высокой цены они недоступны для непрофессионалов.

Инструкция
по применению штангенциркуля (колумбуса)

Штангенциркуль – это линейный измерительный инструмент служащий для измерения наружных и внутренних размеров деталей включая глубину, с точностью 0,1 мм.

Измерить диаметр сверла, самореза и размеры других небольших деталей с достаточной точностью линейкой не получится. В таких случаях нужно использовать штангенциркуль, который позволяет измерять линейные размеры с точностью до 0,1 мм. С помощью штангенциркуля можно выполнить измерение толщины листового материала, внутреннего и внешнего диаметров трубы, диаметр высверленного отверстия, его глубину и другие измерения.

Доступным по цене, высоконадежным является штангенциркуль с нониусом типа ШЦ-1 с диапазоном измерений от 0 до 125 мм, что для большинства случаев вполне достаточно. Штангенциркуль ШЦ-1 дополнительно позволяет измерять диаметр отверстий и глубину.

В настоящее время в продаже появился цифровой пластиковый штангенциркуль китайского производства ценой менее $4, фотография которого представлена ниже.

Штангенциркуль из пластмассы, хотя его губки сделаны из карбона, назвать измерительным инструментом сложно, так как он не сертифицирован и поэтому точность показаний 0,1 мм заявленная производителем не гарантирована. В дополнение при частом использовании пластик быстро износится, и погрешность показаний увеличится.

Штангенциркуль из пластмассы, если его показания точны для домашних редких измерений вполне подойдет. Для проверки штангенциркуля можно измерять хвостовик сверла, на котором выбит размер или диаметр штыря электрической вилки.

Устройство и принцип работы нониуса штангенциркуля

Устроен классический штангенциркуль следующим образом. На измерительной штанге с помощью пазов установлена подвижная рамка. Для того, чтобы рамка плотно сидела, внутри установлена плоская пружина и предусмотрен винт, для жесткой ее фиксации. Фиксация необходима при проведении разметочных работ.

На штанге нанесена метрическая шкала с шагом 1 мм и цифрами обозначены сантиметровые деления. На рамке нанесена дополнительная шкала с 10 делениями, но с шагом 1,9 мм. Шкала на рамке называется нониусом в честь ее изобретателя португальского математика П.Нуниша. Штанга и рамка имеют измерительные губки для наружных и внутренних измерений. К рамке дополнительно закреплена линейка глубиномера.

Измерения выполняются зажимом между губками детали. После зажима рамка фиксируется винтом для того, чтобы она не сместилась. Количество миллиметров отсчитывается по шкале на штанге до первой риски нониуса. Десятые доли миллиметров отсчитываются по нониусу. Какой штрих по счету слева на право на нониусе совпадет с любой из рисок шкалы на штанге, столько и будет десятых долей миллиметра.

Как видно на фото, измеренный размер составляет 3,5 мм, так как от нулевой отметки шкалы на штанге до первой риски нониуса получилось 3 полных деления (3 мм) и на нониусе совпала с риской шкалы штанги риска пятого деления нониуса (одно деление на нониусе соответствует 0,1 мм измерений).

Примеры измерения штангенциркулем

Для измерения толщины или диаметра детали нужно развести губки штангенциркуля, вставить в них деталь и свести губки до соприкосновения с поверхностью детали. Надо проследить, чтобы плоскости губок при смыкании были параллельны плоскости измеряемой детали. Внешний диаметр трубы измеряется точно так же, как и размер плоской детали, только нужно, чтобы губки прикасались к диаметрально противоположным сторонам трубы.

Для того, чтобы измерять внутренний размер в детали или внутренний диаметр трубы, у штангенциркуля есть дополнительные губки для внутренних измерений. Их заводят в отверстие и раздвигают до упора в стенки детали. При измерении внутренних диаметров отверстий добиваются максимального показания, а при измерении в отверстии параллельных сторон, добиваются минимальных показаний.

С помощью штангенциркуля типа колумбус, имеющего подвижную линейку глубиномера можно измерять глубину отверстий в деталях.

Для этого нужно полностью выдвинуть линейку глубиномера из штанги, вставить ее до упора в отверстие. Подвести до упора в поверхность детали торца штанги штангенциркуля, при этом не допуская выхода линейки глубиномера из отверстия.

На фотографии, для наглядности, я продемонстрировал измерение глубины отверстия, приложив линейку глубиномера штангенциркуля с внешней стороны отрезка трубы.

Примеры выполнения разметки деталей штангенциркулем

Штангенциркуль не предназначен для нанесения разметочных линий на материалах и деталях. Но если губки штангенциркуля для наружных измерений заточить на мелкозернистом наждачном круге, придав им острую форму, как показано на фотографии, то разметку штангенциркулем производить будет довольно удобно.

Снимать лишний металл с губок нужно очень аккуратно и медленно, не допуская цветов побежалости металла губок от сильного разогрева, иначе можно их испортить. Чтобы ускорить работу, для охлаждения губок, можно периодически окунать их на непродолжительное время в емкость с холодной водой.

Для того, чтобы отмерять полоску листового материала с параллельными сторонами, нужно раздвинуть губки штангенциркуля ориентируясь по шкале на заданный размер, одной губкой вести по торцу листа, а второй процарапать линию. Так как губки штангенциркуля закалены, они не истираются. Можно размечать как мягкие материалы, так и твердые (медь, латунь, сталь). Остаются хорошо видные риски.

С помощью заточенных остро губок штангенциркуля можно легко наметить линию окружности. Для этого в центре делается неглубокое отверстие диаметром около 1 мм, в него упираясь одной из губок, второй прочерчивают линию окружности.

Благодаря доработке формы губок штангенциркуля для наружных измерений, появилась возможность точно, удобно и быстро выполнять разметку деталей для их последующей механической обработки.

Как измерять микрометром на практике

Получить размер изделий с точностью 0,01 мм можно выполнив измерения микрометром. Их много модификаций, но самый распространенный это гладкий микрометр типа МК-25, обеспечивающий диапазон измерений от 0 до 25 мм с точностью 0,01 мм. Микрометром удобно измерять диаметр сверла, толщину листового материала, диаметр провода.

Микрометр представляет собой скобу, с одной стороны которой находится опорная пятка, а с другой имеется стебель и высокоточная резьба, в которую закручивается микровинт. На стебле нанесена метрическая шкала, по которой выполняется отсчет миллиметров. На микровинте имеется вторая шкала с 50 делениями, по которой отсчитываются сотые доли мм. Сумма этих двух величин является измеренным размером.

Для того, чтобы выполнить измерение микрометром, деталь размещают между пяткой и торцом микрометрического винта и вращают по часовой стрелке за ручку трещотки (находится на торце барабана микрометрического винта) до тех пор, пока трещотка не издаст три щелчка.

На стебле нанесено две шкалы с шагом 1 мм – основная оцифрованная через каждых 5 мм и дополнительная, сдвинутая относительно основной на 0,5 мм. Наличие двух шкал позволяет повысить точность измерений.

Отсчет показаний выполняется следующим образом. Сначала считывают, сколько целых, незакрытых барабаном, миллиметров получилось по оцифрованной, нижней шкале на стебле. Далее проверяют по верхней шкале наличие риски, расположенной правее от риски нижней шкалы. Если риски не видно, то переходят к снятию показаний со шкалы на барабане. Если риска просматривается, значит, к целому числу полученных миллиметров добавляется еще 0,5 мм. Показания на барабане отсчитывают относительно прямой линии, нанесенной вдоль стебля между шкалами.

Например, размер измеренной детали составляет: 13 мм по нижней шкале, на верхней шкале открытой метки, правее открытой на нижней шкале нет, значить 0,5 мм добавлять не нужно, плюс 0,23 мм по шкале барабана, в результате сложения получаем: 13 мм+0 мм+0,23 мм=13,23 мм.

Микрометр с цифровым отсчетом результатов измерений применять удобнее и позволяет измерять с точностью до 0,001 мм.

Если, например, села батарейка, то цифровым микрометром можно выполнять измерения точно так же, как и гладким МК-25, так как имеется и система отсчета по делениям с точностью 0,01 мм. Цена микрометров с цифровым отсчетом результатов измерений высока и для домашнего мастера неподъемна.

Как измерять трубу большого диаметра

Губки штангенциркуля с диапазоном измерений от 0 до 125 мм имеют длину 40 мм и поэтому позволяют измерять трубы с внешним диаметром до 80 мм. В случае необходимости измерять трубу большего диаметра или при отсутствии под рукой штангенциркуля можно воспользоваться народным способом. Обвить трубу по окружности одним витком не растягивающейся нитки или проволоки, измерять длину этого витка с помощью простой линейки, а затем разделить полученный результат на число Π=3,14.

Онлайн калькулятор для расчета диаметра трубы по ее окружности
Суммарная длина намотки, мм:
Количество витков:

Несмотря на простоту, такой способ измерения диаметра трубы позволяет обеспечить точность 0,5 мм, что для домашнего мастера вполне достаточно. Для более точного измерения нужно намотать больше витков.

Как измерять угол

Для получения заданного угла при разметке можно воспользоваться транспортиром, с которым все познакомились еще в школе на уроках геометрии. Для измерения в быту точности его вполне достаточно.

На фотографии представлена пластмассовая линейка в виде треугольника, имеющего углы 45º и 90º, с встроенным транспортиром. С помощью него можно выполнить разметку и проверить точность полученного угла.

При выполнении разметки металлических деталей используют слесарный металлический угольник, обеспечивающие более высокую точность измерений.

Как пользоваться стуслом

Для получения прямого или угла 45º без разметки, удобно использовать приспособление, которое называется стусло. С помощью стусла удобно пилить в размер под углом наличники для дверей, багет, плинтуса и многое другое. Распил получается с требуемым углом автоматически.

Достаточно отмерять длину, вложить полоску материала между вертикальными стенками стусла и удерживая рукой выполнить распил. Для получения качественного торца доски следует использовать пилу с мелкими зубцами. Хорошо подходит ножовка по металлу. Удается распиливать даже лакированные доски без сколов лака.

Угол 45 0 при пилении с использования стусла, получается также легко, как и прямой. Благодаря высоким направляющим стенок стусла можно распиливать доски разной толщины.

Стусло можно купить готовое, но его не сложно сделать самостоятельно из подручного материала. Достаточно взять три доски из дерева или фанеры подходящего размера, и к боковым торцам одной из них саморезами прикрутить две другие. Сделать направляющие пропилы под требуемыми углами и приспособление стусло готово.

Штангенциркуль – высокоточный инструмент, используемый для измерения наружных и внутренних линейных размеров, глубин отверстий и пазов, разметки. Свое название этот универсальный прибор получил от линейки-штанги, которая служит основой его конструкции.

Определение показаний по нониусу

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

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

Нониус с ценой деления 0,05 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

Штанга.
Рамка.
Губки для наружных измерений.
Губки для внутренних измерений.
Линейка глубиномера.
Стопорный винт для фиксации рамки.
Шкала нониуса. Служит для отсчета долей миллиметров.
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.

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.

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.

Читайте также: