Из чего состоит штангенциркуль: устройство и основные элементы

Штангенциркуль состоит из измерительной штанги с основной миллиметровой шкалой, подвижной рамки с нониусом (вспомогательной шкалой) или цифровым индикатором, а также набора губок и глубиномера. Конструкция включает неподвижные нижние губки для наружных замеров, верхние ножевидные губки для внутренних диаметров и выдвижную линейку глубиномера. Для фиксации результата используется стопорный винт.

Устройство штангенциркуля: основные элементы

Инструмент относится к группе штангенинструмента. Его базой служит длинная штанга из закаленной стали, на которой нанесена шкала с интервалом 1 мм согласно ISO 13385-1:2019. На нижней части штанги закреплены неподвижные губки.

Подвижная рамка скользит вдоль штанги и несет в себе дополнительные измерительные элементы. В механических моделях на рамке расположена шкала нониуса. Нониус позволяет определять доли миллиметра за счет разности длин делений основной шкалы и вспомогательной.

Основные части прибора:

• Штанга с основной миллиметровой шкалой.

• Подвижная рамка, перемещающаяся по штанге.

• Нижние губки для наружных размеров.

• Верхние губки для внутренних измерений и пазов.

• Глубиномер — линейка, выдвигающаяся из паза штанги.

• Зажимной винт для фиксации рамки.

В моделях типа ШЦ-II предусмотрено устройство тонкой установки рамки (микрометрическая подача). Некоторые экземпляры имеют дополнительную шкалу в дюймах, где цена деления составляет 1/128 дюйма.

Классификация по ГОСТ 166-89

Профессиональный выбор инструмента зависит от его типа и задач. Согласно государственному стандарту, выделяют следующие основные разновидности:

1. ШЦ-I — самый распространенный двусторонний инструмент. Он имеет две пары губок (для наружных и внутренних замеров) и встроенный глубиномер. Обычно работает в диапазонах 0–125 мм или 0–150 мм с ценой деления 0,05 мм.

2. ШЦ-II — оснащен устройством тонкой подачи рамки и губками для разметки. Такие модели чаще имеют большие диапазоны измерений (от 250 до 1000 мм).

3. ШЦ-III — односторонний прибор, предназначенный только для наружных линейных размеров без глубиномера.

4. ШЦК — штангенциркуль с круговой шкалой. Вместо нониуса здесь используется индикаторная головка с рейкой и шестерней, что упрощает процесс считывания данных.

5. ШЦЦ — электронный или цифровой штангенциркуль. Он оснащен ЖК-дисплеем, обеспечивает точность до 0,01 мм и позволяет сбрасывать показания в ноль в любой точке диапазона.

Существуют также специализированные модели. Например, ШЦТ-I имеет односторонние губки из твердого сплава для работы в абразивных условиях.

Принцип работы шкалы нониуса и расчет точности

Точность механического штангенциркуля напрямую зависит от цены деления нониуса. Чтобы вычислить этот параметр, нужно разделить цену деления основной шкалы на количество штрихов нониуса.

Пример расчета: Если на нониусе расположено 50 делений длиной 49 мм, то цена одного деления составит 0,02 мм (49 / 50 = 0,98 — в стандартных расчетах для точности 0,02 мм используется принцип соотношения штрихов). При нониусе с 20 делениями ценой 0,05 мм каждое деление длиной 19 мм фактически дает шаг 0,95 мм.

Для снятия показаний используйте следующий алгоритм: Сначала определите количество целых миллиметров. Для этого найдите на основной шкале штрих, который находится слева от нулевого штриха нониуса. Затем найдите штрих на нониусе, который максимально точно совпадает с любым делением основной шкалы. Умножьте номер этого штриха на цену деления нониуса и прибавьте полученное число к целым миллиметрам.

Правила эксплуатации и поверки

Точность измерений зависит от чистоты инструмента и соблюдения температурного режима. По ГОСТ 8.050-73 нормальная температура для линейных измерений составляет 20 °С. Перед работой необходимо убедиться, что деталь и инструмент прогреты до одной температуры.

Перед каждым использованием проводите проверку: полностью сомкните губки. Нулевые отметки основной шкалы и нониуса должны совпадать. Если при смыкании наблюдается смещение, оно должно идти только в сторону увеличения размера (согласно п. 2.3 ГОСТ 166-89).

Факторы, которые портят результат:

• Наличие пыли, грязи или магнитных опилок на рабочих поверхностях.

• Перекос рамки относительно детали при зажиме.

• Избыточное усилие при нажатии (вызывает упругую деформацию материала).

• Эффект параллакса — погрешность, возникающая из-за взгляда под углом к шкале.

Для обеспечения долговечности храните инструмент в специальном чехле. Избегайте ударов и падений, так как это может привести к деформации штанги или нарушению плоскостности губок (допуск на плоскостность по ГОСТ составляет 0,01 мм на 100 мм длины). При выявлении отклонений инструмент требует поверки в сервисном центре согласно ГОСТ 8.113-85.