Как пользоваться штангенциркулем
. Пошаговая инструкция с фото, как правильно измерять
Штангенциркуль — универсальный инструмент для измерения диаметров, длин и глубины. Его используют инженеры, строители, конструкторы, но есть и другие сферы, например бьюти. Работать со штангенциркулем несложно, главное, понять принцип. Рассказываем, что такое штангенциркуль, какими они бывают, и объясняем, как правильно рассчитать размеры с его помощью.
Что такое штангенциркуль
Изобретателем штангенциркуля считают французского математика XVII века Пьера Вернье. Но прообразы прибора находили при раскопках эпох Древнего Китая и Древней Греции
Штангенциркуль — это инструмент для точных линейных измерений наружных и внутренних диаметров, а также глубин и выступов различных изделий [1]. Выглядит он как металлическая линейка, на одном конце которой установлены подвижные упоры (губки). Они меняют положение относительно друг друга в большую или меньшую сторону.
Принцип работы штангенциркуля строится на соотношении двух измерительных шкал. Первая нанесена на основной статичной штанге (линейке). Вторая — на подвижной рейке, это так называемая шкала нониуса. Она служит для определения десятых долей (или сотых, зависит от модели). Одно деление на ней соответствует нескольким на штанге. Разница в позиционировании и в том, как соотносятся деления двух шкал, позволяет измерить объекты диаметром даже меньше миллиметра.
Штангенциркуль применяют везде, где требуется точность измерения диаметров и расстояний. Это столярное дело, любое производство, включая отрасли авиа- и машиностроения, инженерные и конструкторские бюро. Есть у него и не совсем традиционные применения. Например, штангенциркулем пользуются мастера-бровисты — устройства для них можно найти на любом маркетплейсе.
Интересный факт: в разных языках инструмент, привычный нам как штангенциркуль, называется по-разному. Например, в англоязычном сегменте чаще употребляется vernier caliper по имени Пьера Вернье. В немецком его называют messschieber — дословно «раздвижной измеритель». В русском языке устоялось название «штангенциркуль» (калька с нем. stangenzirkel): от stange — рейка, штанга или некая направляющая и zirkel — циркуль, круг. Кстати, на свой лад штангенциркуль называли в свое время еще и в разных областях. Например, в 1950-х в советском авиастроении этот инструмент знали как «маузер» — по имени компании Mauser [2].
Что измеряют штангенциркулем
Штангенциркули используют для измерения длины объектов, внутреннего и внешнего диаметра, глубины отверстий и размеров шага:
- внутренние размеры: штангенциркуль используют для измерения внутреннего диаметра цилиндров, труб или любых других цилиндрических объектов;
- внешние размеры: он же подходит для вычисления точных размеров наружного диаметра;
- глубина отверстий: для этого используют глубиномер — выдвижной элемент в форме штыря, который изначально предусмотрен в конструкции штангенциркуля. Но инструмент может быть и без него;
- длины и высоты: замерить штангенциркулем можно расстояние между элементами одного объекта, особенно если необходима высокая точность;
- шаги: с ним можно узнать, какое расстояние между витками резьбы на болте.
Устройство штангенциркуля: из чего состоит и как работает
Штангенциркуль состоит из статичной шкалы и подвижной — нониуса. Первая всегда фиксирована, а вторая перемещается вдоль штанги. Губками на конце обхватывают то, что нужно измерить, плотно фиксируя их в положении. Затем сверяются со значениями, отображаемыми на шкалах.
- Губки для наружных измерений: выглядят как два больших упора. Их используют для измерения внешнего диаметра или ширины объекта.
- Губки для внутренних измерений: находятся на противоположной стороне. Они меньше и короче. Их используют для измерения внутреннего диаметра объекта.
- Глубиномер: выдвижная тонкая линейка, которая находится на противоположном конце штанги. Используют для измерения глубины объекта или отверстия.
- Основная шкала: выглядит как обычная линейка с разметкой делений в миллиметрах или других единицах в зависимости от региона. Их может быть 10, 20 и более.
- Шкала нониуса: она нанесена на подвижной рамке у самого края. Выглядит как штрихи с подписанными значениями. Показывает значения в десятых.
- Винт для зажима: расположен на торце подвижной рамки. Его закручивают для фиксации рамки в момент измерения.
Виды штангенциркулей
Есть три основных вида штангенциркулей: аналоговые или механические (нониусные), стрелочные (циферблатные) и цифровые [3].
- Штангенциркуль с нониусом: это классический вариант инструмента. В зависимости от конструкции подходит для наружных и внутренних измерений. Они надежны и точны, но требуют внимательности и умения считывать показания.
- Штангенциркуль стрелочный: еще одно название прибора — круговой. Вместо шкалы нониуса у него встроен циферблат по типу часового, со стрелкой. Она показывает доли миллиметра. Передвигать губки такого штангенциркуля может быть чуть сложнее, но они же лучше фиксируются в нужном положении.
- Цифровые штангенциркули: это класс электронных устройств, которые отображают результаты измерений на цифровом дисплее. Он размещен в районе подвижной рейки. Они удобны в использовании, так как не требуют дополнительных расчетов после замеров. Кроме этого, в инструменте могут быть дополнительные функции: переключение между миллиметрами и дюймами, обнуление в любой точке, удержание значения. Но для их работы нужны батарейки, который могут сесть в самый неподходящий момент.
Кроме этого, штангенциркули делят по назначению: только для внешних измерений, для внешних и внутренних, с глубиномером или без него. Есть и более специализированные, такие как штангензубомеры для измерения толщины и расстояния между зубьями деталей; штангенрейсмасы для разметки деталей.
Выпускают инструменты по ГОСТу [4]. В нем прописаны все базовые требования к таким устройствам: допустимые диапазоны измерений, стандарты точности и значения отсчета по нониусу. Вот основные из них:
- диапазон измерений определяет максимальный размер объекта, который можно измерить, или, другими словами, вылет губок. Это, например, 150, 200 или 300 мм;
- точность штангенциркуля определяет цена деления шкалы нониуса. Это значение всегда указано на ней — 0,1 мм, 0,05 мм, 0,02 мм, 0,01 мм. Чем она меньше, тем выше точность.
Как пользоваться штангенциркулем
Алгоритм работы со штангенциркулем примерно одинаков для всех видов устройств — разница в том, нужно ли считать итоговое значение самостоятельно или это сделает электроника. В самом общем виде замеры проводят так: сперва измеряют целые значения. Для этого смотрят на величину по основной шкале на штанге. Затем выясняют показание в долях по шкале нониуса. Далее обе величины складывают. Ниже примеры и инструкция, как посчитать размер.
Как измерять наружные размеры
Техника измерения линейных внешних диаметров и длин следующая (на примере механического инструмента).
- Возьмите инструмент в руки и убедитесь, что ноль на основной шкале совпадает с нулем на делениях нониуса. В противном случае может потребоваться калибровка либо замена инструмента.
- Ослабьте фиксацию губок с помощью винта и раздвиньте их до нужной величины по размеру объекта, который нужно измерить.
- Поместите предмет между губок и плотно сведите их. Следите, чтобы они стояли перпендикулярно поверхности объекта. Зафиксируйте положение с помощью винта.
- Определите целое значения, посмотрев, какой риске на основной штанге соответствует ноль нониуса. Допустим, у вас получилось 23. Это значит, что длина предмета — целых 23 мм.
- Далее нужно понять десятые. Для этого смотрите на риски шкалы нониуса. Одна из них совпадает по вертикали со штрихом на основной шкале. Допустим, штрихи совместились на значении нониуса 6.
- Посчитайте результат, сложив две величины: 23 мм + 0,6 мм = 23,6 мм. Это и есть размер вашего объекта с точностью до десятых.
Как измерить штангенциркулем внутренние размеры
Принцип измерений и подсчеты значений точно такие же, как для внешних замеров. Но внутри измеряют ответными губками, меньшего размера.
- Плотно сведите верхние губки штангенциркуля. Убедитесь, что нули двух шкал совпадают.
- Заведите губки во внутреннюю полость, диаметр которой нужно измерить. Следите, чтобы они вошли максимально полностью в нее.
- Раздвиньте губки до упора и зафиксируйте подвижную рамку, чтобы не сбить значения.
- Считайте целую величину, определив ее по основной шкале, а затем выясните десятые, найдя совпадение двух рисок по вертикали.
- Сложите обе величины — это и есть точный размер внутреннего диаметра.
Как определять глубину
Для определения глубины объекта используют глубиномер — выдвижная линейка с торца основной шкалы. Вот как ею работать.
- Подготовьте штангенциркуль, сверьте, что нули двух шкал совпадают.
- Выдвиньте глубиномер, сдвинув подвижную рейку вниз по штанге.
- Поместите выдвижную планку внутрь объекта, глубину которого необходимо измерить.
- Зафиксируйте планку в положении с помощью винта.
- Считайте значения, сложив две величины.
Что еще нужно знать про штангенциркули
Какой класс точности штангенциркуля подходит для бытового использования?
Для домашнего использования подойдут стандартные штангенциркули, которые продают в среднем ценовом сегменте в строительных магазинах либо на маркетплейсах. Погрешность таких инструментов, как правило, 0,1 мм. Высокоточные приборы, которые используют в промышленности и инженерном деле, способны снимать показания с погрешностью до 0,05 мм и меньше. В быту это не всегда важно.
Когда нужно проводить поверку штангенциркуля?
Домашние штангенциркули обычно служат годами, если не десятилетиями. И, как правило, их владельцы никаких проверок не проводят. Но в инженерном деле и других высокоточных областях эта процедура обязательна. Частота проверок зависит от класса и вида устройства. Обычно это каждый год или каждые два.
Как правильно измерять мягкие материалы (пластик, резину)?
Алгоритм измерений и техника ничем не отличаются. Но важно следить, чтобы губки сильно не сжимали и не деформировали изделие. Иначе показания будут неточными.
На какие параметры обращать внимание при покупке штангенциркуля?
Обращайте внимание, из чего сделан штангенциркуль. Наиболее долговечны и точны инструменты из стали. Но есть вариант и из пластика. Их следует внимательно осмотреть перед покупкой: геометрия основных элементов не должна быть нарушена; убедитесь, что на поверхности нет сколов и трещин.
Затем подберите размер штангенциркуля под свои нужды. Как правило, у домашних инструментов длина основной шкалы до 15 см. Храните штангенциркуль в специальном чехле. Старайтесь не ронять его, не заливать водой или любыми другими строительными жидкостями.
