Какова точность штангенциркуля?

Точность, с которой можно определить линейные размеры детали штангенциркулем зависит от множества факторов. Применяются разные типы и модели приборов, имеющие различные диапазоны измерений и разрешающую способность. Для того чтобы получить нужную точность, следует правильно выбрать конструкцию штангенциркуля. Механические штангенциркули имеют точность 0,1 мм и 0,05 мм. Для получения более высокой точности измерений необходимо использование электронного штангенциркуля. С его помощью получают результат с точностью измерения 0,01 мм.

Схема штангенциркуля ШЩ-1.

Техническое состояние инструмента

Одним из главных требований, предъявляемых к инструменту, является его чистота. Прибор должен быть промыт в керосине или растворителе и протерт насухо. Нельзя пользоваться прибором, покрытым, консервирующей смазкой. Появлению слоя металлических опилок на теле прибора может способствовать его намагничивание. Измерение намагниченным штангенциркулем может значительно исказить результат.

В процессе эксплуатации возникает износ инструмента, разнообразные деформации и нарушения настроек.

Схема универсального штангенциркуля.

Для обеспечения достоверности измерений штангенциркули подлежат ежегодной проверке в специализированных организациях. Обязательная проверка проводится непосредственно перед употреблением. Проверяется совпадение нулевой черты и отсутствие просвета при сдвинутых губках. Нулевое показание должно быть и при проверке глубиномера на ровной твердой плоскости. Каретка подвижной губки не должна перемещаться под собственным весом. Штангенциркуль нужно оберегать от падений на твердую поверхность. У электронного прибора необходимо своевременно менять источник питания. Шкала прибора не должна быть стертой или покрытой царапинами. Линейка прибора должна быть ровной. На шкале нониуса деления должны быть четко видны.

Вернуться к оглавлению

Влияние человеческого фактора

Большое значение в момент измерения играет человеческий фактор.

Измеряющий должен обладать определенными навыками. При снятии показаний штангенциркуля линия взгляда должна быть перпендикулярна плоскости каретки, на которой находится шкала нониуса. Линейка штангенциркуля должна быть расположена в плоскости замеряемого сечения. Левая рука удерживает неподвижную губку, а правая управляет движением каретки. Перед непосредственным снятием замера губки прижимаются к детали воздействием на губки наружным касанием. После прижатия следует обязательно затягивать стопорный винт на каретке. Этим действием исключается перекос каретки относительно тела штангенциркуля. Если винт не зажимать, то шкала нониуса поворачивается к миллиметровой шкале под углом, что приводит к ложным показаниям.

Правильное положение штангенциркуля относительно измеряемой детали обеспечивается специальными выступами в конфигурации губок у некоторых конструкций приборов. При измерении детали круглого сечения линейка штангенциркуля должна плотно ложиться на торец детали при условии перпендикулярности торца к оси детали.

Все эти тонкости при некоторой практике усваиваются до автоматизма. Это наглядно видно, если сравнить работу новичка с действиями опытного замерщика. У человека, обладающего необходимыми навыками, точность измерения обеспечивается после 1 замера, в то время как у новичка при нескольких замерах получаются разные результаты. При замерах большое значение имеет состояние измеряемой детали. К примеру, при высокой шероховатости приходится принимать среднее значение от нескольких замеров.

Точность зависит и от температуры прибора, поэтому нужно следить, чтобы между замерами инструмент находился в месте, исключающем его избыточный нагрев.

Температура измеряемой детали также имеет значение, поэтому все замеры деталей двигателей внутреннего сгорания производятся в охлажденном состоянии и при температуре, указанной в технологических инструкциях.

Кроме вышеуказанных факторов, имеет значение правильная оценка измерения. Принято считать абсолютной погрешностью половину цены деления любого прибора. При замере штангенциркулем с разрешающей способностью 0,1 мм следует после полученного значения замера писать “+/- 0,05 мм”. Утверждение, что размер более точен, не допускается.

Расчет шкалы нониуса штангенциркуля. Пример решения задачи.

Примеры решения задач по метрологии



Решение:

1. Размеры деталей на рисунках, измеренные штангенциркулем:

• а) – 38,8 мм;
• б) – 58,6 мм.

2. Метод измерений.
В данном случае измерение проводилось штангенциркулем, размер измерялся непосредственно с детали (или изделия), поэтому метод измерений является абсолютным.

Абсолютное измерение основано на прямых измерениях величины и/или использовании значения физической постоянной, например измерение размеров детали штангенциркулем или микрометром.

Относительное измерение основано на сравнении измеряемой величины с известным значением меры, например измерение отношения величины к одноименной величине, играющей роль единицы. Размер в этом случае определяется алгебраической суммой размера установленной меры и показаний прибора.

3. Выполнить расчет нониуса штангенциркуля при точности i = 0,1 мм и модуле φ = 2.

Основной характеристикой при расчете нониуса является величины отсчета или точность нониуса i.

Сначала определяем число делений нониуса:

n = c/i = 1/0,1 = 10,

где c — интервал деления основной шкалы; с = 1 мм.

Интервал деления шкалы нониуса:

b = φc – i = 2×1 – 0,1 = 1,9,

где φ — модуль, натуральное число 1,2,3…, служащее для увеличения интервала деления нониусной шкалы.

Определяем длину шкалы нониуса:

l = bn = (φc – i)n = 1,9×10 = 19 мм.



4. Указать пределы измерений штангенциркулей.

Штангенинструменты предназначены для определения абсолютных значений линейных размеров, а также для воспроизведения размеров деталей при разметке.

К штангенинструментам относятся:

• штангенциркули;
• штангенглубинометры;
• штангенрейсмусы.

ГОСТ 166-73 предусматривается выпуск трех типов штангенциркулей: ШЦ-I с ценой деления 0,1мм; ШЦ-II с ценой деления 0,05мм и ШЦ-III с ценой деления 0,1мм и 0,05мм.
Кроме того, на заводах используются ранее изготовленные штангенциркули с ценой деления 0,02 мм.

***

Общее устройство штангенинструментов

Основными частями штангенциркуля являются: шкала-линейка (штанга) с ценой деления 1 мм и перемещающаяся по линейке вспомогательная шкала-нониус. По нониусу отсчитывают десятые и сотые доли миллиметра.
Наибольшее распространение получили нониусы с ценой деления 0,1, 0,05 и 0,02 мм.

Для отсчета с помощью нониуса сначала определяется по основной шкале целое число миллиметров перед нулевым значением нониуса. Затем добавляют к нему целое значение долей по нониусу в соответствии с тем, какой штрих шкалы нониуса ближе к штриху основной шкалы (

см. рисунок 1).
Так, например, на рис. 1, а – измеряемый размер равен 38,8 мм; а на рис. 1, б – 58,6 мм.

Для плавного перемещения рамки по шкале-линейке предусмотрено микрометрическое устройство, состоящее из хомутика, зажима и гайки микрометрической подачи.
На подвижной рамке установлен стопорный винт.
Наружные размеры можно измерять верхними и нижними губками. Для измерения внутренних размеров предназначены нижние губки, для разметки – верхние.

С более подробной информацией о штангенинструментах можно ознакомиться здесь.

***

Допуски и посадки подшипников качения



Главная страница

• Страничка абитуриента

Дистанционное образование

• Группа ТО-81
• Группа М-81
• Группа ТО-71
  

Специальности

• Ветеринария
• Механизация сельского хозяйства
• Коммерция
• Техническое обслуживание и ремонт автотранспорта

Учебные дисциплины

• Инженерная графика
• МДК. 01.01. «Устройство автомобилей»
•    Карта раздела
•       Общее устройство автомобиля
•       Автомобильный двигатель
•       Трансмиссия автомобиля
•       Рулевое управление
•       Тормозная система
•       Подвеска
•       Колеса
•       Кузов
•       Электрооборудование автомобиля
•       Основы теории автомобиля
•       Основы технической диагностики
• Основы гидравлики и теплотехники
• Метрология и стандартизация
• Сельскохозяйственные машины
• Основы агрономии
• Перевозка опасных грузов
• Материаловедение
• Менеджмент
• Техническая механика
• Советы дипломнику

Олимпиады и тесты

• «Инженерная графика»
• «Техническая механика»
• «Двигатель и его системы»
• «Шасси автомобиля»
• «Электрооборудование автомобиля»

Полное руководство по измерению точности штангенциркуля

Штангенциркули могут быть чрезвычайно эффективными измерительными приборами, если они находятся в правильных руках.

Знание ограничений ваших штангенциркулей и того, как вы на них влияете, сделает вас «правильными руками» для работы.

Я расскажу вам о различных аспектах, влияющих на точность штангенциркуля. Я начну с самых основных тем и буду работать с них, так что не стесняйтесь пропустить, если вы уже знакомы с предметом.

Содержание

Размер штангенциркуля

Штангенциркуль 0–6 дюймов

Цифровой штангенциркуль Mitutoyo 0–6 дюймов

Наиболее распространенным типом штангенциркуля является штангенциркуль 0–6 дюймов. Если вы работаете в метрической системе, это будет штангенциркуль 0–300 мм.

Существуют некоторые различия в том, на что они способны, но в целом они могут выполнять измерения внутри, снаружи и на глубине в диапазоне измерения 6 дюймов.

Штангенциркули большие и меньшие

Штангенциркули бывают разных размеров. Они используются гораздо реже, но вы все равно столкнетесь с ними.

Штангенциркули 0–12 дюймов — следующий логичный выбор, когда нужно измерить большую деталь. Причина, по которой вы не будете использовать их все время, заключается в том, что они большие и могут быть неудобными в использовании.

0-24-дюймовые суппорты имеют ту же проблему и еще более неудобны. Как правило, вы будете использовать большие штангенциркули только в ситуации, когда вы не можете использовать штангенциркуль.

Также можно найти варианты 0-4” и 0-8” и все типы специализированных диапазонов измерения можно заказать по специальному заказу.

Штангенциркули 0–24 дюйма

Штангенциркули большего размера будут дороже, чем штангенциркули меньшего размера. Дополнительные расходы связаны с точностью. Становится намного сложнее поддерживать точность, наблюдаемую в меньших штангенциркулях, в больших диапазонах измерений.

Примечание: Штангенциркули с большими диапазонами измерений имеют тенденцию быть менее точными. Например, тот же штангенциркуль Mitutoyo в версии 0-6″ имеет указанную точность +/- 0,001″, а версия 0-24″ имеет точность +/- 0,002″. Они только Это становится только хуже, когда вы понимаете, что более крупные штангенциркули от менее известных производителей могут быть еще менее точными. 0003

Типы штангенциркуля

Существует три основных типа штангенциркуля. Они очень похожи, главное отличие заключается в том, как считываются фактические измерения.

Штангенциркули

Шкала нониуса

Эти штангенциркули, которые часто называют просто «нониусами», имеют несколько шкал на лицевой стороне инструмента, которые используются вместе для снятия показаний.

Поскольку у них нет внутренних механизмов, они являются наиболее прочным типом штангенциркуля и, скорее всего, останутся точными.

Штангенциркули — самый сложный тип штангенциркуля, особенно для начинающих. Хотя их не обязательно сложно использовать, они требуют немного больше понимания, чем использование циферблата или цифрового штангенциркуля.

Штангенциркули

Поверхность циферблата

Штангенциркули используют зубчатую систему для вращения иглы на циферблате. У них есть легко готовая шкала на корпусе штангенциркуля. Эта шкала часто имеет шаг 0,100 дюйма. Расстояние между линейками облегчает их чтение по сравнению с маленькими линиями, которые используются на нониусе.

Показания шкалы используются вместе с показаниями стрелки на циферблате инструмента для расчета ваших измерений.

Штангенциркули со шкалой и нониусом очень похожи по стоимости. Оба не требуют батарей, что означает, что они всегда готовы к измерению.

Цифровые штангенциркули

Цифровой дисплей штангенциркуля

Цифровые штангенциркули используют электронные датчики для получения показаний измерений. Это самый простой штангенциркуль для измерения.

Значения считываются с ЖК-дисплея, как будильник.

Когда-то они были очень дорогими и стоят до сих пор. За последние годы они подешевели и стали более надежными. Качество инструментов, произведенных в Китае и других странах с более низкой стоимостью рабочей силы, улучшилось, хотя они могут уступать или отставать по сравнению с признанными производителями инструментов и калибров.

Доступно множество цифровых штангенциркулей, которые далеко не так точны, как можно подумать. Это потому, что их разрешение лучше, чем их точность.

Типичная точность для различных типов штангенциркуля

Точность штангенциркуля должна составлять 0,001 дюйма. Есть дешевые или некачественные штангенциркули, которые не соответствуют этой точности, но когда большинство людей думают о штангенциркулях, они ожидают, что они будут иметь точность до 0,001”.

Точность одинакова для различных типов штангенциркулей 0–6 дюймов, и может показаться, что цифровые штангенциркули имеют лучшее разрешение, но это не совсем так.

Часто цифровые измерители имеют дисплеи, которые показывают дальше, чем они точны. Нет никакого смысла измерять показания с точностью до 5 десятых дюйма или 0,0005 дюйма, если инструмент не соответствует этому уровню.

Будьте осторожны. Некоторые цифровые штангенциркули заставят вас думать, что они более точны, чем они есть на самом деле.

Как стоимость влияет на точность

Маленькие штангенциркули легче изготовить, чем большие, при той же точности. Получить штангенциркуль с точностью до 0,001 дюйма на 6 дюймов будет намного проще, чем на 24 дюйма. Вот почему стоимость больших штангенциркулей быстро растет или их точность снижается.

Некоторые штангенциркули жертвуют точностью ради снижения затрат. Некоторые штангенциркули бюджетного уровня не обеспечивают точность +/- 0,001 дюйма для штангенциркуля 0-6 дюймов. Обратите внимание на указанную точность при сравнении различных инструментов.

Имейте в виду, что если что-то кажется слишком хорошим, чтобы быть правдой, то это, вероятно, дешевый штангенциркуль с большим диапазоном измерений, заявленная точность которого составляет +/- 0,001 дюйма.

Какие инструменты более точны, чем штангенциркуль?

Микрометр с наружной резьбой 0-1″

Микрометры — это еще один инструмент, часто используемый людьми, которые также используют штангенциркули для проведения измерений. Типичная точность микрометра составляет одну десятую дюйма или 0,0001”. Это в 10 раз точнее, чем штангенциркуль.

Циферблатные и контрольные индикаторы — еще один тип инструментов, используемых в механических мастерских. У них обычно циферблат со стрелкой, иногда вы найдете цифровые версии.

Точность этих индикаторов варьируется от 0,001 дюйма для многих циферблатных индикаторов до 0,00001 дюйма для тестовых индикаторов. Тестовые индикаторы могут быть в 1000 раз более точными, чем циферблатные индикаторы и штангенциркули.

Индикатор циферблатного теста

Точность в зависимости от разрешения

Разрешение — это то, насколько точно ваш инструмент дает показания. Дело не в том, насколько это точно.

Представьте, что вы измеряете коробку.

Цифровой штангенциркуль с меньшими возможностями может измерить длину коробки 6,5005 дюйма. Проблема в том, что штангенциркуль может иметь точность только до +/- 0,001 дюйма. Это означает, что вы можете взять тот же штангенциркуль и снова измерить ту же коробку в том же месте и получить показания 6,4995” или 6,5015”

Советы по повышению точности с помощью штангенциркуля

Знайте, какая точность вам нужна

Первый шаг — понять, насколько точен инструмент, который вам нужен. Возможно, вам вообще не понадобится штангенциркуль. Вам может понадобиться микрометр для измерения до десятых (0,0001 дюйма). Может быть, вы можете обойтись без хорошей рулетки.

Не знаю. Только вы можете решить, какая точность вам потребуется.

Общий совет: приобретите штангенциркуль с точностью +/- 0,001 дюйма или выше.

Будьте осторожны, как вы держите штангенциркуль

Вы сильно влияете на точность штангенциркуля.

Вы хотите убедиться, что губки штангенциркуля сидят ровно во время измерения. Если при использовании они будут косить, показания будут больше, чем фактический размер.

К счастью, для внешних измерений, таких как длина или ширина детали, это легко сделать. Вы можете мягко покачиваться, снова мягко сказал я, и вы почувствуете, как суппорт садится, когда он сидит заподлицо.

Внутренние измерения немного сложнее, потому что челюсти не имеют ровной поверхности, на которую можно было бы установить. Тем не менее, вы захотите использовать то же раскачивающее движение, но будьте с ним еще более осторожны.

Повторяемость

Независимо от того, какой тип измерения вы планируете проводить, снимите несколько показаний, чтобы убедиться в точности вашего измерения. Нередко можно провести измерение и получить показание только для того, чтобы выполнить еще два измерения, оба из которых отличаются на 0,005 дюйма.

В этот момент вам следует провести дополнительные измерения, чтобы убедиться, что первое измерение действительно было неверным. Возможно, это была грязь, или у вас был инструмент под углом. В любом случае проверка воспроизводимости поможет вам провести более точные измерения.

При измерении глубины легко ошибиться

Штангенциркуль с насадкой для измерения глубины

Внешние и внутренние измерения не так уж плохи, но с измерением глубины возникают сложности.

Не все штангенциркули могут измерять глубину. Тем не менее, для тех, кто это делает, легко получить плохие показания при использовании их для измерения глубины.

Из-за формы суппорта их верхняя часть тяжелая, а это означает, что они склонны наклоняться. Если ваш инструмент сдвинется даже на небольшую величину, это значительно отклонит ваши измерения.

Существуют приспособления, которые вы можете приобрести для штангенциркуля, чтобы обеспечить устойчивость инструмента при измерении глубины, но они не являются идеальным решением.

Еще одним фактором, влияющим на точность, является то, что стержень для измерения глубины на штангенциркуле может легко погнуться или иным образом выйти из строя. Это обычное явление, и даже совершенно новые штангенциркули могут поставляться с завода и не в состоянии выполнять точные измерения глубины.

Измерение глубины является наиболее сложным типом измерения с помощью штангенциркуля, а также самым сложным аспектом для точного построения инструментов для производителя инструментов.

Будьте последовательны в своих измерениях

Величина силы, которую вы прикладываете при измерении штангенциркулем, изменит ваши показания. Это называется вашим «прикосновением».

Если вы произведете измерение, слегка надавив на штангенциркуль, а затем проведете то же измерение, зажав штангенциркуль и удерживая его с некоторым усилием, вы увидите, что ваши показания могут легко отличаться на тысячную или две (0,001 дюйма). -0,002″).

Самый простой способ попрактиковаться в постоянстве силы, которую вы используете для измерения, — это проверять одно и то же снова и снова.

Проверка точности штангенциркуля

Более дешевые штангенциркули могут быть точными, но не все дешевые штангенциркули. Инструмент премиум-класса от Mitutoyo, Starrett или других известных производителей тоже может быть недоступен, но вероятность этого гораздо меньше.

Проблема в том, что вы не будете знать, что штангенциркуль точен, пока не проверите его. Этот процесс называется калибровкой. Если у вас нет доступа ко всему, что вам нужно для калибровки штангенциркуля, менее точная версия процесса будет называться обнулением.

Обнуление измерителя

Для обнуления измерителя необходимо полностью закрыть его и сбросить нулевую точку.

Процедура обнуления

Убедитесь, что ваш инструмент чистый, особенно губки штангенциркуля.

Закройте суппорт.

Для цифрового штангенциркуля нажмите кнопку источника — иногда она будет помечена по-разному (например, Zero) в зависимости от производителя штангенциркуля.

Для штангенциркуля со шкалой ослабьте стопорный винт лицевой панели, поверните шкалу до тех пор, пока стрелка не покажет ноль, а затем снова затяните стопорный винт лицевой панели.

После сброса нулевого местоположения обязательно проверьте его. Сделайте это, открыв штангенциркуль вверх, а затем снова закрыв его в нулевое положение.

Вы хотите убедиться, что измеритель каждый раз показывает ноль. Величина давления, которое вы оказываете на инструмент, влияет на измерение, поэтому убедитесь, что вы используете одинаковое усилие, чтобы закрыть штангенциркуль.

Последовательные, плавные движения помогут вам получить наиболее точные показания вашего прибора.

В этот момент вы знаете, что ваш штангенциркуль точен в нулевой точке. Что неизвестно, так это то, как тот же штангенциркуль будет измерять в другом месте. Он может быть абсолютно точным на нуле, но отклоняться на десятитысячные или на 0,010 дюйма при 6 дюймах.

Этот процесс предназначен только для ваших внешних кулачков, и вполне возможно, что ваши кулачки для измерения внутренних размеров, таких как отверстия, могут не совпадать с внешними кулачками. Нулевое положение может быть разным для ваших внутренних и внешних челюстей.

Вот почему в идеале вы должны откалибровать свои штангенциркули, чтобы проверить их точность во всем диапазоне измерения. Калибровка требует дополнительного оборудования, поэтому многие люди не будут делать дополнительный шаг.

Важно учитывать, какой уровень точности вам нужен для измерения.

Точные измерительные инструменты = будьте осторожны

Это не молотки. Нужно относиться к ним бережно. Они не разлетятся на миллион кусочков, когда вы поставите их на скамейку, но если вы их ударите или уроните, это означает, что вам будет плохо.

Наиболее распространенные типы повреждений, все из которых могут повлиять на точность:

• Удар по внутренним механизмам. Это может вызвать избыточное сопротивление в механизме или просто привести к неправильным измерениям.
• Повреждение кулачков суппорта, такое как зазубрины или заусенцы. Даже очень маленький надрез может привести к неправильному измерению. Вероятность повреждения внутренних измерительных губок выше, чем наружных.
• Стержень измерения глубины может погнуться или иным образом повредиться, что приведет к неправильным показаниям. Стержни имеют тенденцию быть длинными и тонкими, что означает, что для их повреждения не требуется большого усилия.

Калибровка

Набор мерных колодок

Калибровка включает в себя использование известного эталона длины, такого как набор мерных колодок, для проверки точности штангенциркуля во всем диапазоне измерений.

Вы бы проверили штангенциркуль на 0 дюймов, 6 дюймов и через случайные промежутки между ними. Это суперупрощенная версия процедуры калибровки. Если вам нужна более подробная инструкция, ознакомьтесь с нашим руководством по калибровке штангенциркуля.

Связанные статьи

Точность штангенциркуля

Существует две версии штангенциркуля с метрической шкалой. Как правило, более распространен тип 0,02-миллиметровых делений на циферблате, при котором один полный оборот стрелки соответствует 2 миллиметрам. Кроме того, будьте осторожны при обращении с непривычными инструментами, потому что есть версии с ценой деления 0,05 мм и диапазоном 5 мм на оборот, а есть версии с ценой деления 0,02 мм, но диапазоном 1 мм на оборот.
За исключением некоторых недорогих «студенческих» моделей, которые дают показания с точностью до 0,001 дюйма или 0,1 миллиметра, цифровые электронные штангенциркули, кажется, показывают все с точностью до 0,0005 дюйма или 0,01 миллиметра. Многие также имеют дополнительное удобство, заключающееся в том, что их можно «обнулить» в любой точке, что позволяет избежать необходимости вычитать одно измерение из другого при сравнении двух измерений. Кроме того, за редким исключением, показания можно переключать с дюймовых на метрические единицы одним нажатием кнопки. (Обратите внимание, что некоторые штангенциркули также имеют две шкалы, которые могут измерять как в дюймовых, так и в метрических единицах.)
В то же время обратите внимание, что цифровые штангенциркули одной популярной марки с разрешением 0,0005 дюйма имеют общую точность всего 0,001 дюйма. Неразумно предлагать измерительный прибор, показание которого вдвое превышает общую точность прибора.
Качественный циферблат, нониусный или цифровой штангенциркули могут дать точность около 0,001 дюйма на 6 дюймов при правильном использовании, хотя точность, вероятно, уменьшится при более длинных интервалах. Один производитель указывает точность ± 0,002 дюйма на 12 дюймов для своих штангенциркулей с увеличенным диапазоном и ± 0,003 дюйма для обоих штангенциркулей, каждый из которых способен измерять до 40 (!) дюймов. Штангенциркули доступны до 12 дюймов, цифровые — до 40 дюймов, а штангенциркули — до 80 дюймов. Все эти три типа прецизионных штангенциркулей являются универсальными инструментами.