2. Штангенинструмент

Под общим названием «штангенинструмент» объединяется большая группа средств для измерения и разметки линейных размеров. Отличительной особенностью этих измерительных средств является то, что в качестве отсчетного устройства используется шкала измерительной линейки (штанга) с делениями через 1 мм, а отсчитывание частей деления на этой основной шкале производится с помощью вспомогательной( дополнительной) шкалы – нониуса.

2.1. Нониус

Нониус как вспомогательная шкала имеет небольшое число интервалов (10-20) по сравнению с основной шкалой.

Первый штрих нониуса является началом вспомогательной шкалы и одновременно индексом (указателем) значения размера на основной шкале. Если первый штрих (нулевой штрих) нониуса совпадает с каким-либо штрихом основной шкалы (рис. 2, а), то отсчитывают целое значение размера только по основной шкале. Если же нулевой штрих нониуса не совпадает ни с одним штрихом основной шкалы, то отсчет получается из двух частей. Целое значение размера, кратное 1 мм, берут по основной шкале по ближайшему меньшему значению (слева от нулевого штриха нониуса) и добавляют дробное значение размера по нониусу в зависимости от того, какое деление нониуса совпадает с каким-нибудь делением основной шкалы.

Так, на рис. 2, б отсчет равен 40,7 мм, поскольку к нулевому штриху нониуса с левой стороны ближе всего находится штрих основной шкалы с цифрой 4, что означает 4 см, т.е. 40 мм, а точно совпадает с делением основной шкалы 7-й штрих нониуса. Поскольку величина отсчета на этом нониуса равна 0.1 мм, то, следовательно, совпадение 7-го штриха нониуса показывает, что дольное значение размера равно 0.7 мм (0,1х7), а весь размер равен 40,7 мм.

Принцип построения нониуса заключается в том, что интервалы его шкалы нанесены «растянутыми» относительно основной шкалы и отличаются от интервалов основной шкалы на величину отсчета, число делений нониуса точно укладывается в определенное число делений основной шкалы.

При расчете интервала шкалы нониуса используется понятие «модуль у», с помощью которого устанавливается взаимосвязь между интервалами основной шкалы и шкалы нониуса.

Коэффициент у характеризует соотношение между значениями интервалов шкалы и нониуса.

Величина отсчета по нониуса для штангенинструмента у нас в стране принята 0.1 и 0.05 мм. Ранее выпускали измерительные средства с отсчетом 0.02 мм, но исследования показали, что погрешности при таком отсчете не меньше погрешностей при отсчете 0.05 мм. Не исключено, что в дальнейшем останется только отсчет 0.1 мм.

2.2 Номенклатура штангенинструмента

Наиболее распространенными универсальными средствами измерения такого типа являются штангенциркули, штангенглубиномеры и штангенрейсмасы. Отличие их конструктивных форм в зависимости от назначения заключается в конфигурации измерительных поверхностей и их взаимном расположении.

2.3 Штангенциркули

Конструкцию штангенциркуля (рис. 3) в принципе можно представить как усовершенствованную конструкцию масштабной линейки. С этой уелью на конце линейки l (штанга), имеющей шкалу с делениями через 1 мм, находится неподвижная измерительная губка, измерительные поверхности которой перпендикулярны линейке. Вторая измерительная гебка находится на рамке 2, перемещаемой по линейке. На этой же рамке находится нониус 4 для отсчета величины перемещения губки на рамке 2. Таким образом, наружный измеряемый размер определяется по расстоянию между измерительными губками, которые имеют плоские измерительные поверхности небольшой ширины. Остальные элементы конструкции имеют вспомогательный характер, облегчая использование штангенциркуля или расширяя область его применения. Так, в штангенциркуле, показанном на рим.3, в, верхние губки предназначены в основном для разметки поверхности и для измерения размеров внутри узких проточек. Устройство 6, называемое микрометрической подачей, предназначено для медленного перемещения рамки по штанге. При пользовании этой микроподачей вспомогательную рамку микроподачи скрепляют со штангой винтом 3а, стопор 3 опускают и вращением гайки 7 перемещают рамку. Микроподачу в основном используют при установке на штангенциркуле размера для разметки. Большинство штангенциркулей для измерения внутренних размеров имеют либо отдельные измерительные губки (рис. 3, а), либо специальные измерительные поверхности основных губок (рис 3, в, г). У штангенциркулей, показанных на рис. 3,в и г, губки для измерения внутреннего размера имеют цилиндрическую поверхность. Размер этих губок в сведенном состоянии обычно бывает b=10мм и маркируется на боковой поверхности одной из губок.

Типоразмеры штангенциркулей охватывают диапозон измерений до 2000 мм. Однако наиболее распространены штангенциркули с диапазоном измерений от 0 до 125 (или 140) мм (рис.3, а,б) и с диапазоном измерений от 0 до 320(200 или 250) ии (рис.3, в,г).

Штангенциркули первого типа обычно имеют отсчет по нониусу 0.1 мм, а второго – как 0.1 мм, так и 0.05 мм. Штангенциркули с большим диапазоном измерения обычно имеют величину отсчета 0.1 мм. Практически штангенциркули для размеров свыше 500 мм не выпускаются, хотя и известны.