Суппорта - Calipers

Для использования в других целях см. Суппорт (значения).
Подробный вид суппорта

А каверномер (Британская орфография также штангенциркуль, или в plurale tantum смысл пара суппортов) - это устройство, используемое для мера размеры объекта.

Многие типы штангенциркулей позволяют считывать результат измерения на линейчатой ​​шкале, циферблате или цифровом дисплее. Некоторые суппорты могут быть такими же простыми, как компас с точками, обращенными внутрь или наружу, но без шкалы. Наконечники штангенциркуля регулируются по точкам, которые необходимо измерить, и размер считывается путем измерения между наконечниками с помощью другого измерительного инструмента, такого как линейка.

Он используется во многих областях, таких как машиностроение, металлообработка, лесное хозяйство, деревообработка, наука и лекарство.

Множественное и единственное число

Один инструмент может называться «штангенциркулем» или «штангенциркулем», как ножницы или очки («только множественное число» или plurale tantum форма). В разговорной речи словосочетание «пара верньеров» или просто «верньер "может относиться к штангенциркулям. В просторечии эти фразы могут также относиться к штангенциркулям с циферблатом, хотя в них нет нониусной шкалы.

В механических цехах термин «штангенциркуль» часто используется в отличие от «микрометр ", хотя внешние микрометры технически являются формой штангенциркуля. В данном случае" штангенциркуль "означает только фактор формы нониуса или штангенциркуля (или его цифрового аналога).

История

Самый ранний штангенциркуль был найден в Греческий Giglio крушение возле Итальянский берег. Корабельная находка датируется 6 веком до нашей эры. Деревянная деталь уже имела фиксированную и подвижную челюсти.[1][2] Несмотря на редкие находки, суппорты использовались греками и Римляне.[2][3]

Бронзовый штангенциркуль, датируемый 9 годом нашей эры, использовался для минутных измерений во время китайского Династия Синь. На штангенциркуле была надпись, гласящая, что он «сделан на Ги-ты день[а], первый день[b] первого месяца первого года Шицзяньго [c]. »Штангенциркуль имел« паз и штифт »и« градуировался в дюймах и десятых долях дюйма ».[4][5]

Штангенциркуль с градуированной дужкой 0–10 мм

Современный штангенциркуль изобрел Пьер Вернье, как улучшение нониус из Педро Нунес.

Типы

Внутренний суппорт

Два внутренних суппорта

В внутри суппортов используются для измерения внутреннего размера объекта.

  • Верхний штангенциркуль на изображении (справа) требует ручной регулировки перед установкой. Для точной настройки суппорта этого типа нужно слегка постучать ножками суппорта по удобной поверхности, пока они почти пройти над объектом. Легкое нажатие на сопротивление центрального шарнирного винта затем раздвигает ножки до нужного размера и обеспечивает требуемую, постоянную Чувствовать что обеспечивает повторяемость измерений.
  • Нижний штангенциркуль на изображении имеет регулировочный винт, который позволяет аккуратно регулировать его, не снимая инструмент с детали.

Внешний суппорт

Три внешних суппорта.

Наружные суппорты используются для измерения внешнего размера объекта.

К этому типу суппорта применимы те же наблюдения и методика, что и для внутреннего суппорта выше. При определенном понимании их ограничений и использования эти инструменты могут обеспечить высокую степень точности и воспроизводимости. Они особенно полезны при измерении на очень больших расстояниях; подумайте, используются ли штангенциркуль для измерения трубы большого диаметра. Штангенциркуль не имеет достаточной глубины, чтобы охватить этот большой диаметр и в то же время достичь самых удаленных точек диаметра трубы. Они сделаны из высокоуглеродистой стали.

Делитель суппорта

Основная статья: Компас (черчение)
Пара разделителей

В области металлообработки делитель суппорта, в народе называется компас, используется в процессе разметка локации. Острия заострены так, что они действуют как разметка; затем одну ногу можно поместить в ямку, созданную центральный или укол а другая ножка поворачивается так, что проводит линию на поверхности заготовки, образуя дугу или круг.

Штангенциркуль-делитель также используется для измерения расстояния между двумя точками на карта. Два конца штангенциркуля подводятся к двум точкам, расстояние до которых измеряется. Затем отверстие штангенциркуля измеряется на отдельной линейке и затем преобразуется в фактическое расстояние, или измеряется непосредственно на измерительной линейке. масштаб нарисовано на карте. На морская карта расстояние часто измеряется на широта масштаб по бокам карты: один угловая минута вдоль любого большой круг, как, например, любой меридиан долготы, составляет примерно один морская миля или 1852 г. метры.

Разделители также используются в медицине. Штангенциркуль ЭКГ (также ЭКГ) передает расстояние на ЭКГ; В сочетании с соответствующей шкалой можно определить частоту сердечных сокращений. Кардиолог Роберт Маккин изобрел карманный штангенциркуль.[6][неудачная проверка ]

Суппорт Oddleg

Суппорты Oddleg

Суппорты Oddleg, Суппорты гермафродита, или Oddleg jennys, как показано слева, обычно используются для начертания линии на заданном расстоянии от края заготовки. Изогнутая ножка используется для движения по краю заготовки, в то время как разметчик делает отметку на заданном расстоянии, что обеспечивает линию, параллельную краю.

На диаграмме слева самый верхний суппорт имеет небольшое плечо в изогнутой ножке, что позволяет ему более надежно сидеть на краю, нижний суппорт не имеет этой функции, но имеет заменяемую разметку, которую можно регулировать по износу, а также заменять при чрезмерном износе.

штангенциркуль

Основная статья: Шкала Вернье
Схема штангенциркуля Вернье. Обозначенные детали
  1. Снаружи большие челюсти: используется для измерения внешнего диаметра или ширины объекта
  2. Внутри маленькие челюсти: используется для измерения внутреннего диаметра объекта
  3. Зонд глубины / стержень: используется для измерения глубины объекта или отверстия
  4. Основная шкала (метрическая): шкала нанесена через каждые мм
  5. Основная шкала (имперская): шкала в дюймах и долях
  6. Шкала Вернье (метрическая) дает интерполированные измерения с точностью до 0,1 мм или лучше
  7. Шкала Вернье (Императорская) дает интерполированные измерения в долях дюйма
  8. Фиксатор: используется для блокировки подвижной части, чтобы облегчить перенос результатов измерения

Штангенциркуль на диаграмме показывает начальное значение по метрической шкале около 2,475 см (2,4 см по основной шкале плюс примерно 0,075 см по шкале Нониус).
Штангенциркуль часто имеет "ошибку нулевой точки", когда штангенциркуль не показывает 0,000 см при закрытых губках. Ошибка нулевой точки всегда должна вычитаться из первичного показания. Предположим, что у этих штангенциркулей погрешность нулевой точки составляет 0,013 см. Это дало бы нам длину 2,462 см.
Для любого измерения также важно сообщать об ошибке измерения. Как первичное показание, так и показание нулевой точки ограничены плюсом / минусом. половина длина, соответствующая ширине наименьшего интервала по шкале Вернье (0,0025 см). Это «абсолютные» ошибки, а абсолютные ошибки складываются, поэтому считывание длины ограничивается плюс / минус длина, соответствующая полный ширина наименьшего интервала по шкале Вернье (0,005 см). Предполагая, что никакая систематика не влияет на измерение (прибор работает идеально), тогда полное измерение будет показывать 2,462 см ± 0,005 см.

Нониус, циферблат и цифровые штангенциркули позволяют напрямую считывать расстояние, измеренное с помощью высоких тщательность и точность. Функционально они идентичны, с разными способами прочтения результата. Эти штангенциркули состоят из калиброванной шкалы с фиксированной губкой и другой губки с указателем, который скользит по шкале. Затем расстояние между челюстями для трех типов считывается по-разному.

Самый простой способ - прочитать положение указателя прямо на шкале. Когда указатель находится между двумя отметками, пользователь может мысленно интерполировать для повышения точности чтения. Это будет простой калиброванный штангенциркуль; но добавление нониусная шкала позволяет более точную интерполяцию и является универсальной практикой; это штангенциркуль.

Нониус, циферблат и цифровые штангенциркули могут измерять внутренние размеры (используя самые верхние губки на рисунке справа), внешние размеры, используя нижние губки, изображенные на картинке, и во многих случаях глубину, используя датчик, который прикреплен к подвижной головке и скользит по центру тела. Этот зонд тонкий и может попасть в глубокие канавки, что может оказаться трудным для других измерительных инструментов.

Нониусные шкалы могут включать метрика измерения в нижней части шкалы и дюйм измерения по верху или наоборот в странах, где используются дюймы. Штангенциркули с нониусом, обычно используемые в промышленности, обеспечивают точность до 0,01 мм (10 микрометры ), или одну тысячную дюйма. Они доступны в размерах, которые могут достигать 1828 мм (72 дюйма).[7]

Циферблат суппорта

Штангенциркуль TESA

Вместо использования механизма нониуса, требующего некоторой практики, штангенциркуль считывает последнюю долю миллиметра или дюйма на простом циферблате.

В этом инструменте небольшой точный рейка и шестерня водит указателем по круговой набирать номер, что позволяет производить прямое считывание без необходимости считывать нониусную шкалу. Как правило, указатель поворачивается один раз на каждый дюйм, десятую долю дюйма или 1 миллиметр. Это измерение необходимо прибавить к грубым целым дюймам или сантиметрам, считываемым со слайда. Циферблат обычно выполнен с возможностью поворота под стрелкой, что позволяет проводить «дифференциальные» измерения (измерение разницы в размерах между двумя объектами или настройку циферблата с использованием эталонного объекта, а затем возможность напрямую считывать плюс- или-минус разница в размере последующих объектов относительно главного объекта).

Слайд штангенциркуля обычно может быть заблокирован на настройке с помощью небольшого рычаг или винт; это позволяет просто идти / не идти проверка размеров деталей.

Цифровой штангенциркуль

Цифровой штангенциркуль

Популярное усовершенствование заменяет аналоговый циферблат на электронный цифровой дисплей который отображает показания в виде числового значения. А не рейка и шестерня, в этих суппортах используется линейный энкодер. Некоторые цифровые измерители могут переключаться между сантиметрами или миллиметрами и дюймами. Все они обеспечивают обнуление дисплея в любой точке слайда, что позволяет проводить такие же дифференциальные измерения, как и при использовании штангенциркуля. Цифровые измерители могут содержать функцию «удержания показаний», позволяющую считывать размеры после использования в неудобных местах, где дисплей не виден. Обычные цифровые измерители диаметром 6 дюймов / 150 мм изготовлены из нержавеющей стали, имеют номинальную точность 0,001 дюйма (0,02 мм) и разрешением 0,0005 дюйма (0,01 мм).[8]Эта же технология используется для изготовления более длинных суппортов 8 и 12 дюймов; точность для более длинных измерений снижается до 0,001 дюйма (0,03 мм) для 100–200 мм и 0,0015 дюйма (0,04 мм) для 200–300 мм.[9]

Все чаще цифровые измерители предлагают последовательный вывод данных, позволяющий подключать их к специальному записывающему устройству или персональный компьютер. Цифровой интерфейс значительно сокращает время на выполнение и запись серии измерений, а также повышает надежность записей. Подходящее устройство для преобразования вывода последовательных данных в обычные компьютерные интерфейсы, такие как RS-232, универсальная последовательная шина, или беспроводной можно построить или купить. С помощью такого преобразователя измерения можно напрямую вводить в электронная таблица, а Статистическое управление процессами программа или аналогичное программное обеспечение.

Последовательный цифровой выход зависит от производителя. Общие варианты:

  • Интерфейс Digimatic от Mitutoyo. Это доминирующий интерфейс названия бренда. Формат составляет 52 бита, расположенных в виде 13 полубайтов.[10][11][12]
  • Интерфейс Sylvac. Это общий протокол для недорогих штангенциркулей, не принадлежащих к названным брендам. Формат 24 бит 90 кГц синхронный.[13][14]
  • Starrett[15]
  • Браун и Шарп[15]
  • Федеральный
  • Tesa[15]
  • Алди. Формат - 7 цифр BCD.[14]
  • Mahr (Digimatic, RS232C, беспроводное FM-радио, инфракрасный порт и USB)[16]

Как и штангенциркуль, ползун цифрового штангенциркуля обычно можно заблокировать с помощью рычага или винта с накатанной головкой.

Некоторые цифровые штангенциркули содержат емкостной линейный энкодер. Узор из полос выгравирован прямо на печатная плата в слайдере. На другой печатной плате под шкалой штангенциркуля также нанесен вытравленный узор из линий. Комбинация этих печатных плат образует два переменных конденсаторы. Две емкости не совпадают по фазе. При перемещении ползунка емкость изменяется линейно и повторяющимся образом. Схема, встроенная в ползунок, считает полоски при перемещении ползунка и выполняет линейную интерполяцию на основе значений конденсаторов, чтобы найти точное положение ползунка. Другие цифровые штангенциркули содержат индуктивный линейный энкодер, который обеспечивает надежную работу в присутствии таких загрязнений, как охлаждающие жидкости.[17] Магнитные линейные энкодеры используются и в других цифровых штангенциркулях.

Штангенциркуль микрометра

Основная статья: Микрометр

Штангенциркуль с калиброванным винт для измерения, а не слайд, называется внешний микрометрический штангенциркуль, а штангенциркуль микрометра или, чаще, просто микрометр. (Иногда термин каверномер, относящийся к любому другому типу в этой статье, проводится в отличие от микрометр.)

Сравнение

Каждый из вышеперечисленных типов суппортов имеет свои достоинства и недостатки.

Штангенциркули Vernier прочные и долговечные, устойчивы к охлаждающей жидкости, не подвержены влиянию магнитных полей и в значительной степени устойчивы к ударам. Они могут иметь как сантиметровую, так и дюймовую шкалу. Однако для штангенциркуля требуется хорошее зрение или увеличительное стекло читать и может быть трудно читать на расстоянии или с неудобных углов. Последнюю цифру относительно легко неправильно прочитать. В производственной среде чтение штангенциркуля в течение всего дня чревато ошибками и раздражает рабочих.

Штангенциркуль сравнительно легко читается, особенно при поиске точного центра путем качания и наблюдения за движением стрелки. Они могут быть установлены в 0 в любой момент для сравнения. Обычно они довольно восприимчивы к поражению электрическим током. Они также очень подвержены загрязнению шестерен, что может вызвать проблемы с точностью.

Цифровые измерители легко переключаются между сантиметровой и дюймовой системами. Их можно легко установить на 0 в любой момент с полным счетом в любом направлении, и они могут проводить измерения, даже если дисплей полностью скрыт, либо с помощью кнопки «удержания», либо путем обнуления дисплея и закрытия зажимов, показывая правильное измерение, но отрицательное. Они могут быть механически и электронно хрупкими. Большинству из них также требуются батарейки, и они плохо сопротивляются охлаждающей жидкости. Они также обладают умеренной ударопрочностью и могут быть уязвимы для грязи.

Штангенциркуль может считывать с разрешением 0,01 мм или 0,0005 дюйма, но точность может быть не лучше примерно ± 0,02 мм или 0,001 дюйма для штангенциркуля диаметром 150 мм (6 дюймов) и хуже для более длинных.[18]

Использовать

Использование штангенциркуля
Биолог измеряет длину ноги птицы штангенциркулем.

К детали необходимо правильно приложить штангенциркуль, чтобы получить желаемое измерение. Например, при измерении толщины пластины штангенциркуль необходимо держать под прямым углом к ​​детали. Для правильного измерения круглых или неправильных предметов может потребоваться некоторая практика.

Точность измерения при использовании штангенциркуля во многом зависит от навыков оператора. Независимо от типа, губки штангенциркуля должны входить в контакт с измеряемой деталью. Поскольку деталь и штангенциркуль всегда в некоторой степени эластичный, величина используемого усилия влияет на показания. Последовательные, твердые прикосновения - это правильно. Слишком большая сила приводит к недооценке как части и деформации инструмента; слишком малая сила дает недостаточный контакт и чрезмерное указание. Это большая проблема с суппортом, включающим колесо, которое механическое преимущество. Это особенно характерно для цифровых штангенциркулей, штангенциркуля с неправильной регулировкой или штангенциркуля с некачественным лучом.

Простые штангенциркули не откалиброваны; выполненное измерение необходимо сравнить со шкалой. Независимо от того, является ли шкала частью штангенциркуля или нет, все аналоговые штангенциркули - нониус и циферблаты - требуют хорошего зрения для достижения высочайшей точности. Цифровые штангенциркули имеют преимущество в этой области.

Калиброванные штангенциркули могут быть неправильно обработаны, что приведет к потере нуль. Когда губки суппорта полностью закрыты, он, конечно, должен показывать ноль. Если это не так, его необходимо откалибровать или отремонтировать. Штангенциркуль нелегко потерять в калибровке, но резкий удар или случайное повреждение измерительной поверхности в губке штангенциркуля может быть достаточно значительным, чтобы сместить ноль.[19] Цифровые измерители имеют кнопки установки нуля для быстрой повторной калибровки.

Нониус, циферблат и цифровые штангенциркули можно использовать с аксессуарами, которые увеличивают их полезность. Примерами являются база, которая расширяет их полезность в качестве измерителя глубины, и насадка для губок, позволяющая измерять межосевое расстояние между отверстиями. С 1970-х годов хитроумная модификация подвижной губки на задней стороне любого штангенциркуля позволяет выполнять пошаговые измерения или измерения глубины в дополнение к измерениям внешнего штангенциркуля аналогично универсальному микрометру (например, Starrett Mul-T-Anvil или Mitutoyo Uni- Майк).

Нулевая ошибка

Когда губки закрыты и показание составляет 0,10 мм, ошибка нуля составляет +0,10 мм. Метод использования нониусной шкалы или измерителя с нулевой ошибкой заключается в использовании формулы «(фактическое показание) = (основная шкала) + (нониусная шкала) - (нулевая погрешность)», таким образом, фактическое показание составляет 19,00 + 0,54 - (0,10 ) = 19,44 мм. Разрешение измерения, основанное на ширине наименьшего подинтервала, составляет ± 0,02 мм.

Метод использования нониусной шкалы или штангенциркуля с нулевой ошибкой заключается в использовании формулы «фактическое показание = основная шкала + нониусная шкала - (нулевая ошибка)». Ошибка нуля может возникнуть из-за ударов, влияющих на калибровку на 0,00 мм, когда губки полностью закрыты или просто касаются друг друга. Положительная ошибка нуля относится к тому факту, что когда губки штангенциркуля только что закрыты, показание оказывается положительным и отличается от фактического показания 0,00 мм. Если показание составляет 0,10 мм, ошибка нуля составляет +0,10 мм. Отрицательная ошибка нуля относится к тому факту, что когда губки штангенциркуля только что закрыты, показание оказывается отрицательным и отличается от фактического показания 0,00 мм. Если показание составляет -0,08 мм, ошибка нуля обозначается как -0,08 мм.

Смотрите также

Заметки

  1. ^ 10-й день 60-дневного цикла.
  2. ^ Лит. «день новолуния».
  3. ^ Шицзяньго это первый название эпохи из Ван Ман, первый и единственный император Династия Синь, лит. «начало создания нации».

использованная литература

  1. ^ Ограничение Mensun: Обломки Giglio: затонувшие корабли архаического периода (ок. 600 г. до н.э.) у тосканского острова Джильо., Греческий институт морской археологии, Афины, 1991 г., стр. 27 и 31 (рис. 65).
  2. ^ а б Роджер Б. Ульрих: Римская деревообработка, Издательство Йельского университета, Нью-Хейвен, Коннектикут, 2007 г., ISBN  0-300-10341-7, стр.52f.
  3. ^ "ручной инструмент." Encyclopdia Britannica из DVD Encyclopdia Britannica 2006 Ultimate Reference Suite. [Проверено 29 июля 2008 г.]
  4. ^ Колин А. Ронан; Джозеф Нидхэм (24 июня 1994 г.). Более короткая наука и цивилизация в Китае: 4. Издательство Кембриджского университета. п. 36. ISBN  978-0-521-32995-8. регулируемый наружный калибр ... датируется 9 г. н.э.. Сокращенная версия.
  5. ^ "Бронзовый суппорт режима Ван Мана". Cultural-China.com. Архивировано из оригинал на 2014-08-31. Получено 2013-11-26.
  6. ^ http://www.mackinmfg.com/
  7. ^ "Суппорта" (PDF). Starrett.com. Архивировано из оригинал (PDF) на 2010-05-25. Получено 2010-06-25.
  8. ^ «Портовые грузовые инструменты - качественные инструменты по сниженным ценам с 1977 года». www.harborfreight.com.
  9. ^ «Цифровой штангенциркуль». MSI-Viking.com. Архивировано из оригинал на 2007-07-26. Получено 2009-06-12.
  10. ^ Система УЦИ: линейные весы и счетчики (PDF), Mitutoyo, n.d., p. 22, Бюллетень № 1715, архивировано с оригинал (PDF) на 2013-11-03
  11. ^ Линейный датчик (PDF), Mitutoyo, n.d., p. 33, Каталожный № E4174-542 / 572/575, заархивировано из оригинал (PDF) на 2013-11-03
  12. ^ Ланкастер, Дон (февраль 2000 г.), "Tech Musings" (PDF), Tech Musings, 145
  13. ^ «Китайские весы». www.shumatech.com.
  14. ^ а б «Протоколы цифровых весов». Yadro.de. Архивировано из оригинал на 2013-12-09.
  15. ^ а б c Ланкастер, Дон (ноябрь 1999 г.), "Tech Musings" (PDF), Tech Musings, 142: 142.3
  16. ^ "Новый каталог Mahr 2015". www.Cutwel.co.uk. Cutwel.
  17. ^ Суппорт с проверкой охлаждающей жидкости ABS; Микрометр для проверки охлаждающей жидкости (PDF), Mitutoyo, январь 2005 г., бюллетень № 1813-293 / 500, архивировано с оригинал (PDF) на 2013-11-03
  18. ^ «Точность штангенциркуля». www.tresnainstrument.com.
  19. ^ Mitutoyo. E 12024 Контрольные точки для измерительных приборов. стр.2, 3.

внешние ссылки