Как работает штангенциркуль: устройство, шкалы и правила измерения
Штангенциркуль работает по принципу совмещения двух шкал: основной линейки (штанги) и подвижной шкалы нониуса. Когда губки прибора плотно охватывают деталь, положение нониуса на штанге показывает целое число миллиметров, а деление нониуса, совпавшее с делением штанги, добавляет доли миллиметра. Именно так достигается точность от 0,1 до 0,05 мм без какой-либо электроники.
Устройство штангенциркуля
Основа прибора: штанга с нанесённой миллиметровой шкалой. На ней жёстко закреплена неподвижная губка для наружных измерений и ещё одна губка для внутренних. Подвижная рамка скользит вдоль штанги и несёт парные подвижные губки, шкалу нониуса и глубиномер.
Глубиномер: тонкий выдвижной стержень, связанный с подвижной рамкой, торчит из торца штанги и позволяет измерять глубину отверстий и пазов. Стопорный винт фиксирует рамку в нужном положении, чтобы прочитать показание, не давая ей сдвинуться. В большинстве отечественных и импортных инструментов диапазон измерений составляет 0–150 мм или 0–200 мм, а шаг нониуса равен 0,1 мм.
Как читать показания нониуса
Процедура снятия отсчёта состоит из двух шагов. Сначала смотрят, напротив какого деления основной шкалы находится нулевое деление нониуса, это даёт целое число миллиметров. Затем находят деление нониуса, которое точно совпало по вертикали с любым делением основной шкалы: его порядковый номер умножают на цену деления нониуса (обычно 0,1 мм).
Пример: нулевое деление нониуса стоит после отметки 23 мм на штанге. Пятое деление нониуса совпадает с делением штанги. Итоговый размер равен 23 мм плюс 5 умножить на 0,1 мм, то есть 23,5 мм. У цифровых штангенциркулей показание выводится на дисплей автоматически, но принцип работы остаётся тем же.
Наружные, внутренние измерения и глубины
Для измерения наружного диаметра или толщины детали используют нижние (широкие) губки. Деталь помещают между ними, рамку плавно двигают до лёгкого касания без усилия и фиксируют стопором. Важно держать прибор перпендикулярно оси детали: перекос даже на 5 градусов при диаметре 50 мм даёт погрешность около 0,2 мм.
Для измерения внутреннего диаметра отверстия или паза применяют верхние (узкие) губки. Их вводят в отверстие сведёнными, а затем раздвигают до касания со стенками. Глубину отверстия или паза измеряют глубиномером: торец штанги прикладывают к торцу детали, рамку выдвигают до упора щупа в дно и снимают показание.
Как избежать ошибок при работе со штангенциркулем
Главная причина погрешностей: загрязнение губок и штанги. Перед измерением прибор протирают мягкой тканью, а деталь очищают от стружки и масла. Нельзя измерять движущиеся или горячие детали: тепловое расширение металла при нагреве на 50 градусов Цельсия увеличивает размер стальной заготовки диаметром 50 мм примерно на 0,03 мм, что уже сопоставимо с допуском точного изделия.
После работы прибор хранят с разомкнутыми на 1–2 мм губками, чтобы не деформировать их при длительном контакте. Раз в год штангенциркуль рекомендуется проверять по концевым мерам длины или эталонному кольцу. В производственных условиях регулярная калибровка закреплена ГОСТ 166-89, который устанавливает требования к штангенциркулям типов ШЦ-I, ШЦ-II и ШЦ-III.
