Для чего нужна шкала нониуса

Как правильно пользоваться штангенциркулем

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.

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.

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

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.

• 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.

Метрология

Штангенциркули, штангенглубиномеры и штангенрейсмасы

Назначение и устройство штангенинструментов

Штангенинструменты — измерительные приборы для замера линейных величин с отсчетом по штриховой шкале либо цифровому дисплею.
В основе своей конструкции штангенинструменты имеют штангу (отсюда их название) c матовым хромированным покрытием для безбликового считывания, на которой нанесена основная шкала. Они предназначены для абсолютных измерений линейных размеров, а также для воспроизведения размеров при разметке деталей.

Кроме штанги с основной шкалой, составными частями штангенинструментов являются подвижные и неподвижные губки, посредством которых производится измерение, а также перемещающаяся по специальной рамке вспомогательная шкала-нониус и фиксирующее приспособление. Неподвижные губки обычно выполняются совместно со штангой, а подвижные закреплены на рамке с нониусом или изготавливаются заодно с ней.

К штангенинструментам относят штангенциркули, штангенглубиномеры и штангенрейсмасы. Устройство штангенинструментов определяется их назначением.
Качество современных штангенинструментов очень высокое. Применение нержавеющих сталей и сплавов обеспечивает антикоррозийные свойства инструмента, сопротивление износу и коррозии.
Кроме металлических, выпускают также модели изготовленные из углепластика. Углепластиковые штангенинструменты удобны для измерения магнитов и имеют низкую теплопроводность, что уменьшает температурную погрешность при измерении.

В России штангенинструменты выпускают инструментальные заводы — Челябинский (ЧИЗ) и Кировский (КРИН) . Среди зарубежных фирм можно отметить Mitutoyo (Япония) , Tesa (Швейцария) , Carl Mahr (Германия) .

В настоящее время выпускают три группы штангенинструментов:

• механические штангенинструменты с отсчетов по штриховой шкале, оснащенные нониусом;
• штангенинструменты с отсчетом по циферблату;
• электронные штангенинструменты с цифровым отсчетом.

Шкала нониуса или верньер

По нониусу отсчитывают десятые и сотые доли миллиметра. Наибольшее распространение получили нониусы с точностью отсчета 0,1, 0,05 и 0,02 мм.
Для отсчета с помощью нониуса сначала определяют по основной шкале целое число миллиметров перед нулевым делением нониуса. Затем добавляют к нему число долей по нониусу в соответствии с тем, какой штрих шкалы нониуса ближе к штриху основной шкалы.

Принцип работы шкалы нониуса основан на том явлении, что человеческому глазу проще определить совпадение рисок делений на шкале, чем относительное смещение одного деления между другими. При этом для повышения точности измерения нониус имеет оригинальное конструктивное решения — на нем, как и на основной шкале нанесены 10 делений, обозначающих 1 мм каждое, но на шкале нониуса эти деления намеренно выполнены с погрешностью, равной требуемой точности измерения штангенинструмента.
Т. е. если на основной шкале 10 делений соответствуют 10 мм, то на шкале нониуса, рассчитанной на точность измерения 0,1 мм, 10 делений будут соответствовать 9 мм. При выполнении измерений сдвиг между шкалами, обусловленный преднамеренной погрешностью нониуса, позволяет считывать результат в 10 раз точнее.
Использование нониуса позволяет получать результаты измерений с точностью от десятых даже до сотых долей миллиметра.

Считается, что принцип нониуса был изобретён известным персидским ученым Авиценной (Абу Али ибн Синой) более тысячи лет назад. Название «нониус» это устройство получило в честь менее известного португальского математика П. Нуниша (1502 — 1578) , который изобрёл первый измерительный прибор, использующий принцип, предложенный Авиценной. Современная конструкция шкалы была предложена в 1631 году французским математиком Пьером Вернье, в честь которого шкалу нониуса иногда называют «верньер».

Основной характеристикой при расчете нониуса является величина отсчета или точность нониуса i . Сначала определяют число делений нониуса n = c/i , где c — интервал деления основной шкалы.
Тогда интервал деления шкалы нониуса b = γc — i , где γ — натуральное число 1, 2, 3. служащее для увеличения интервала деления нониусной шкалы.
Затем находят общую длину шкалы нониуса l — bn = (γc — i) × n .

Например, при i = 0,1 мм, с = 1 мм и γ = 2 число делений нониуса n = 10, длина одного деления b = 1,9 мм, и длина шкалы нониуса 19 мм.

Штангенциркули

Работать со штангенциркулем несложно.
Нижние измерительные губки разводятся в стороны, между ними располагается деталь, а затем губки сдвигаются до упора, после чего снимаются результаты измерения с основной шкалы и шкалы нониуса.

Для выполнения измерений внутри детали верхние губки сдвигаются, затем вводятся в подлежащее замеру отверстие или паз, и там раскрываются до упора в поверхность детали. Во время работы со штангенциркулем следует держать инструмент перпендикулярно детали, чтобы губки плотно прилегали к замеряемой поверхности. Это требование позволяет уменьшить погрешность измерения.
Кроме обычных штангенциркулей существуют еще и электронные модели инструмента, которые выводят значение замера на табло.

Устройство штангенциркуля

По основной линейке-штанге 6 (рис. 2) с неподвижными измерительными губками 1 перемещается рамка 5 с подвижными измерительными губками 2 . На основной линейке нанесены деления в миллиметрах, а на подвижной рамке 5 установлен нониус 3 .
Для плавного перемещения рамки 5 по линейке-штанге 6 в некоторых конструкциях предусмотрено микрометрическое устройство, состоящее из хомутика, зажима и гайки микрометрической подачи. На подвижной рамке 5 установлен стопорный винт 4 .

Наружные размеры можно измерять как верхними губками, так и нижними. Для измерения внутренних размеров предназначены только нижние губки. а для разметки — верхние губки.
Некоторые конструкции штангенциркулей оборудованы глубиномером — тонкой, очень узкой линейкой (щупом) , конец которой прикреплен к рамке. Глубиномер ( 7 ) помещен в продольном пазу обратной стороны штанги (на которой нет шкалы) .

Штангенглубиномеры

Как можно догадаться из названия, штангенглубиномеры предназначены для измерения глубины пазов, углублений и отверстий. Кроме того, с помощью глубиномеров можно определить и высоту различных уступов на изделии.

Штангенглубиномеры (см. рис.3) принципиально не отличаются от штангенциркулей. По сути, штангенглубиномер — это штангенциркуль, конструктивно приспособленный для удобства линейных измерений малодоступных внутренних размеров изделий. Рабочими поверхностями штангенглубиномеров являются торцовая поверхность штанги и база для измерений — нижняя поверхность основания.

Как и все штангенинструменты, штангенглубиномеры изготавливают с отсчетом по штриховой шкале (оснащенные нониусом) , с отсчетом по циферблату и с цифровым отсчетом.

Штангенрейсмасы

Штангенрейсмасы (иногда их называют штангенрейсмусы) (рис. 1) являются основными измерительными инструментами для разметки деталей. Они могут иметь дополнительный присоединительный узел для установки измерительных головок параллельно или перпендикулярно плоскости основания.
Принципиально штангенрейсмасы аналогичны штангенинструментам — основными их частями являются все те же штанга с основной шкалой, рамка со шкалой нониуса и зажимные устройства.

Как правильно пользоваться штангенциркулем поможет разобраться представленный здесь видеоролик.

Нониусный штангенциркуль: конструктивные особенности

Нониусный штангенциркуль – это одно из самых распространенных средств измерения, сфера применения которого широка и практически не ограничена. Этот инструмент незаменим во многих сферах производства, строительства или в хозяйственной деятельности. Такую «популярность» инструмент приобрел благодаря простоте в использовании и точности измерений, которые проводятся с его помощью.

Любой штангенциркуль этого вида имеет особенности конструкции, определяющие его качественные характеристики и функциональные особенности. В основе конструкции лежит измерительная штанга, на которую при помощи специальных технологий нанесена основная шкала инструмента. Именно на эту шкалу принято ориентироваться прежде всего, при проведении любых видов измерений.

По штанге этого измерительного инструмента движется особенная подвижная рамка, на которую определенным способом нанесена другая шкала. Именно эта подвижная металлическая рамка и называется нониусом. Разметка стандартного нониуса предполагает шкалу, указывающую не целые числа, а доли деления, что позволяет достичь высокой точности измерений. Цена деления стандартного нониуса может быть различной и порой составляет десятые, а то и сотые доли миллиметра.

Но это далеко не все конструктивные особенности нониусного штангенциркуля. Этот измерительный инструмент конструктивно состоит из следующих частей:

• губки внутренние;
• винт для фиксации.
• штанга;
• линейка глубиномера;
• губки наружные;
• подвижная рамка;
• нониус;

Некоторые средства измерений этого типа имеют двухстороннее расположение губок, а другие – имеют губки только одного типа. Верхние губки предназначены для проведения различных видов внутренних замеров канавок, углублений или проемов, а верхние – для измерения наружных размеров. Некоторые виды нониусных штангенциркулей, цена которых несколько выше, имеют, кроме прочего, линейку глубиномера. Название этого элемента конструкции говорит само за себя и предназначены такие линейки для измерения глубины.

Как правильно проводить измерения?

Принцип проведения измерений при помощи штангенциркуля, купить который сегодня не составляет сложности, предельно прост, но имеет свои особенности. Губки штангенциркуля для проведения замеров разводят посредством передвижения нониуса по основной шкале средства измерения. В случае, если измерению подлежат внешние размеры, следует не раздвигать, а, напротив, сдвигать губки штангенциркуля.

Допустим, перед нами стоит задача провести измерения точных размеров какой-либо детали при помощи нониусного штангенциркуля. Что нужно сделать? Алгоритм предельно прост:

• В первую очередь, следует расположить деталь слева губки для наружных измерений и зажать ее между губками.
• Затем следует зафиксировать положение рамки при помощи специального винта.
• Зафиксировать количество «полных» миллиметров.
• Найти штрих на штанге, наиболее приближенный к нулю на нониусе.
• Высчитать доли миллиметра по нониусной шкале.
• Найти на нониусе штрих, наиболее приближенный к нулю.
• Определить порядковый номер найденного штриха.
• Порядковый номер разделить на фактическую цену деления нониуса.
• Для получения наиболее точного результата необходимо суммировать целые числа по шкале штангенциркуля и доли, которые указаны на нониусе.

Как вы могли заметить, измерения при помощи штангенциркуля – достаточно несложная процедура, в особенности, если иметь определённые навыки. Еще проще проводить измерения, если вы предпочтете нониусному классическому инструменту более современные его виды с циферблатом или вовсе электронные модели. Впрочем, многие мастера – консерваторы им сегодня пользуются «классическими» штангенинструментами, считая их более привычными и надежными.

Купить штангенциркуль любого из перечисленных видов вы можете в нашем интернет – магазине по самой выгодной цене. В нашем каталоге представлены штангенциркули в самом широком ассортименте и только высокого качества, соответствующего государственному стандарту. Мы предлагаем выгодные условия сотрудничества, приемлемые цены и гарантии лучших отечественных и зарубежных производителей. Сделать заказ просто, для этого достаточно заполнить форму на нашем сайте. Все вопросы вы можете задать нашим менеджерам, позвонив по телефонам, указанным в разделе сайта «Контакты». Удобные способы оплаты, быстрая доставка вашего заказа, наличие паспорта на каждое изделие и гарантии производителя – вот далеко не полный перечень преимуществ сотрудничества с нашей компанией.

Как пользоваться механическим штангенциркулем?

Штангенциркуль — довольно популярный и распространённый инструмент для высокоточных измерений. Многие его видели, но мало кто применял в работе, в связи с отсутствием необходимости в очень точных измерениях, ограничиваясь простой рулеткой. В этой статье мы рассмотрим устройство механического штангенциркуля, его возможности и разберём, как считывать показания с точностью до десятых долей миллиметра.

Устройство штангенциркуля

Что можно измерить штангенциркулем?

1) Внешний размер детали (предмета)

Например, с помощью губок для наружных измерений можно измерить наружный диаметр трубы:

2) Толщину детали (предмета)

Например, точно также с помощью губок для наружных измерений можно измерить толщину стенки трубы:

3) Внутренний размер детали (предмета)

Например, с помощью губок для внутренних измерений можно измерить внутренний диаметр трубы:

4) Глубину детали (предмета)

Штангенциркуль имеет специальный глубиномер, который позволяет измерить глубину детали:

Как снимать показания?

Наиболее интересным вопросом, касаемо работы со штангенциркулем является снятие полученных в результате измерения значений.

В этой статье рассматривается штангенциркуль с точностью 0,1 мм. То есть он может измерить габариты детали с точностью до десятой доли миллиметра.

Рассмотрим процесс чтения показаний штангенциркуля при измерении наружного диаметра трубы, которое мы выполнили выше (см. п.1).

Для того, чтобы определить целое число миллиметров, мы должны посмотреть какому значению на шкале штанги соответствует нулевая риска на шкале нониуса. Мы видим, что нулевая риска находится между 26 и 27 мм по основной шкале. То есть наружный диаметр трубы составляет 26 мм, но нужно ещё определить десятые доли.

Для этого нам необходимо посмотреть какая из рисок на шкале нониуса, наиболее точно совпадает с рисками на шкале штанги. Мы видим что именно седьмая риска нониуса наиболее точно совпадает с риской на основной шкале (в данном случае с четырёх сантиметровой, но значение основной шкалы неважно), поэтому число долей составляет 0,7 мм.

Таким образом наружный диаметр трубы равен 26 + 0,7 = 26,7 мм, что абсолютно верно, так как это импортная труба диаметром ¾ дюйма, что соответствует полученному нами значению в миллиметрах.

Правило определения размера по штангенциркулю можно сформулировать следующим образом: