Контакты
Главная / Шпаклевка

Как отремонтировать электронный штангель. Штангенциркуль — незаменимый помощник в работе. По нониусной шкале

Этот прибор используется для измерения внутренних и наружных замеров, а также между поверхностями деталей, применяется для измерения глубины отверстий и выступов. имеет очень полезную функцию по сравнению с механическим - он настраивается на ноль в любой точке шкалы, благодаря этому можно наблюдать отклонения в каждом участке размера. То есть можно обнулить его в размере, допустим, 21,55 мм, и уже от него отсчитывать длинну.


В современном высокоточном механическом производстве уже никак не обойтись без этого удобного инструмента, где диапазон измерений универсальный. В тяжелой и легкой промышленности, строительстве, да и во всех других отраслях технической жизни, уже нельзя представить работу без использования цифрового штангенциркуля. При необходимости, к ЭШ можно подключить компьютер, на который будут выводится все данные в процессе контроля размеров. Для этого в цифровом штангенциркуле есть специальный разъём:


Цифровой штангенциркуль имеет разрешение 10 мкм с точностью до 30 мкм. Эта точность достигается использованием емкостных датчиков. Емкостные датчики очень линейные и защищены от механических и электронных помех. Однако они чувствительны к жидкости. Случайно попавшая жидкость разбалансирует измерительные мосты пластин и увеличивает емкость.

Как работает цифровой штангенциркуль


Для начала раберём этот измерительный прибор и посмотрим как он устроен изнутри.


Принцип его работы - ёмкостной цифровой нониус, вот техдокументация . В основе работы цифрового штангенциркуля используется емкостная матрица - кодер.




Проще говоря, два "обычных" конденсатора, включенных последовательно, т.е. верхняя пластина как общий электрод.


Электронный штангенциркуль использует несколько пластин для формирования емкостного массива, который может точно чувствовать перемещение. Существует статор и ползунок («ротор») пластины. Статор находится в металлической линейке. А подвижная часть с LCD экраном имеет ползунок.

Диаграмма сигналов от емкостных датчиков

Статор шаблон сфабрикованы в верхнем слое медной стандартной стекло эпоксидные ламината и приклеены к нержавеющая сталь бар суппорта. Ползунок шаблона, показанного аналогично сфабрикованы на PC ламинат, диски в 100 кГц сигнала через sin / cos пластины электродов статора и подхватывает переменного напряжения на двух центральных пикап плиты которые описывают сигналов sin(displacement) и cos(displacement).


Отдельные сигналы sin и cos необходимы для определения направления движения. Сочетание аналоговых интерполяций между пластинами и цифровая схема обработки данных дает до 0,02мм погрешности. Для измерения с ещё более высокой точностью используют цифровые микрометры. Питания прибора (круглая батарейка LR-44), хватает на 2-4 месяца ежедневной работы. По снижению контрастности ЖК индикатора понятно, что её пора менять на новую.

Определение показаний по нониусу

Для определения показаний штангенциркуля необходимо сложить значения его основной и вспомогательной шкалы.

  1. Количество целых миллиметров отсчитывается по шкале штанги слева направо. Указателем служит нулевой штрих нониуса.
  2. Для отсчета долей миллиметра необходимо найти тот штрих нониуса, который наиболее точно совпадает с одним из штрихов основной шкалы. После этого нужно умножить порядковый номер найденного штриха нониуса (не считая нулевого) на цену деления его шкалы.

Результат измерения равен сумме двух величин: числа целых миллиметров и долей мм. Если нулевой штрих нониуса точно совпал с одним из штрихов основной шкалы, полученный размер выражается целым числом.

На рисунке выше представлены показания штангенциркуля ШЦ-1. В первом случае они составляют: 3 + 0,3 = 3,3 мм, а во втором - 36 + 0,8 = 36,8 мм.

Шкала прибора с ценой деления 0,05 мм представлена ниже. Для примера приведены два различных показания. Первое составляет 6 мм + 0,45 мм = 6,45 мм, второе - 1 мм + 0,65 мм = 1,65 мм.

Аналогично первому примеру необходимо найти штрихи нониуса и штанги, которые точно совпадают друг с другом. На рисунке они выделены зеленым и черным цветом соответственно.

Устройство механического штангенциркуля

Устройство двустороннего штангенциркуля с глубиномером представлено на рисунке. Пределы измерений этого инструмента составляют 0-150 мм. С его помощью можно измерять как наружные, так и внутренние размеры, глубину отверстий с точностью до 0,05 мм.

Основные элементы

  1. Штанга.
  2. Рамка.
  3. Губки для наружных измерений.
  4. Губки для внутренних измерений.
  5. Линейка глубиномера.
  6. Стопорный винт для фиксации рамки.
  7. Шкала нониуса. Служит для отсчета долей миллиметров.
  8. Шкала штанги.

Губки для внутренних измерений 4 имеют ножевидную форму. Благодаря этому размер отверстия определяется по шкале без дополнительных вычислений. Если губки штангенциркуля ступенчатые, как в устройстве ШЦ-2, то при измерении пазов и отверстий к полученным показаниям необходимо прибавлять их суммарную толщину.

Величина отсчета по нониусу у различных моделей инструмента может отличаться. Так, например, у ШЦ-1 она составляет 0,1 мм, у ШЦ-II 0,05 или 0,1 мм, а точность приборов с величиной отсчета по нониусу 0,02 мм приближается к точности микрометров. Конструктивные отличия в устройстве штангенциркулей могут быть выражены в форме подвижной рамки, пределах измерений, например: 0–125 мм, 0–500 мм, 500–1600 мм, 800–2000 мм и т.д. Точность измерений зависит от различных факторов: величины отсчета по нониусу, навыков работы, исправного состояния инструмента.

Порядок проведения измерений, проверка исправности

Перед работой проверяют техническое состояние штангенциркуля и при необходимости настраивают его. Если прибор имеет перекошенные губки, пользоваться им нельзя. Не допускаются также забоины, коррозия и царапины на рабочих поверхностях. Необходимо, чтобы торцы штанги и линейки-глубиномера при совмещенных губках совпадали. Шкала инструмента должна быть чистой, хорошо читаемой.

Измерение

  • Губки штангенциркуля плотно с небольшим усилием, без зазоров и перекосов прижимают к детали.
  • Определяя величину наружного диаметра цилиндра (вала, болта и т. д.), следят за тем, чтобы плоскость рамки была перпендикулярна его оси.
  • При измерении цилиндрических отверстий губки штангенциркуля располагают в диаметрально противоположных точках, которые можно найти, ориентируясь по максимальным показаниям шкалы. При этом плоскость рамки должна проходить через ось отверстия, т.е. не допускается измерение по хорде или под углом к оси.
  • Чтобы измерить глубину отверстия, штангу устанавливают у его края перпендикулярно поверхности детали. Линейку глубиномера выдвигают до упора в дно при помощи подвижной рамки.
  • Полученный размер фиксируют стопорным винтом и определяют показания.

Работая со штангенциркулем, следят за плавностью хода рамки. Она должна плотно, без покачивания сидеть на штанге, при этом передвигаться без рывков умеренным усилием, которое регулируется стопорным винтом. Необходимо, чтобы при совмещенных губках нулевой штрих нониуса совпадал с нулевым штрихом штанги. В противном случае требуется переустановка нониуса, для чего ослабляют его винты крепления к рамке, совмещают штрихи и вновь закрепляют винты.

Так уж повелось (по-крайней мере у автора), что точность измерений производится: линейкой до сантиметров с половинкой, штангельциркулем до миллиметров, а вот десятые и сотые доли миллиметра «ловятся» исключительно при помощи микрометра. Что мешает использовать для измерения десятых частей миллиметра штангенциркуль, ведь он для этого, и предназначен, «навскидку» ответить будет затруднительно. Часто даже знающий устройство этого измерительного инструмента поостережется указать зафиксированный штангенциркулем размер с точностью до десяток - ибо мелковата по своей природе шкала (нониус) «отвечающая» за определение десятых частей миллиметра. Допускаю, что именно по этой причине часть штангенциркулей стали выпускать оборудованными циферблатной шкалой и даже оснащёнными электронным дисплеем (электронные).

А что мешает сделать апгрейд уже имеющемуся в пользовании штангенциркулю и тем самым приблизить точность его измерений к измерениям циферблатного и , например, оснастить его увеличительным стеклом? Подсел к компьютеру и принялся рисовать уже посетившее воображение приспособление.

Схема доработки

Эскиз сделал в разрезе, где цифрой:

  • 1 - обозначена штанга штангенциркуля
  • 2 - подвижная рамка штангенциркуля
  • 3 - станина держателя, она устанавливается на подвижную рамку
  • 4 - винт крепящий станину к рамке
  • 5 - винт, крепящий к станине оправу с увеличительным стеклом
  • 6 - оправа увеличительного стекла
  • 7 - пружина прижимающая оправу к головке крепёжного винта
  • 8 - увеличительное стекло

В соответствии с готовым эскизом насобирал «по сусекам» наиболее подходящие компоненты будущего держателя.

В текстолитовом кубике (в прошлом какой-то детали корпуса электронного устройства, а в будущем станине держателя) увеличил при помощи напильника имеющийся паз до размеров соответствующих подвижной рамке штангенциркуля и просверлил по центру отверстие диаметром 3 мм для винта крепления.

На боковой стороне сделано резьбовое отверстие М4 под винт крепления оправы с увеличительным стеклом. С окончанием изготовления станины трудоёмкие операции, требующие точности и тщательной подгонки заканчиваются.

Из куска мягкой пластмассы была сделана оправа (в дополнение к уже существующей). В пластмассовой пластине просверлено два отверстия. Меньшее под винт крепления оправы, большее под уже имеющуюся оправу (в которую она вкручивается по резьбе, что даёт возможность регулировать резкость).

Приспособление в собранном, согласно чертежа, виде. Специально резьбу в дополнительной оправе не нарезал, её сделала резьба старой (металлической) оправы при первом вкручивании. Для этого и была подобрана пластина из мягкой пластмассы, а отверстие выполнено на 0,5 мм меньше необходимого. Наглядно видно, что риски нониуса (название шкалы для определения десятых долей мм) увеличены до размера более комфортного наблюдения. Это даёт возможность уверенно определять измеряемый размер с точностью до «десяток». И даже более того - теперь можно легко при помощи измерения отличить провод с размером 0,85 мм от 0,80 мм.

Порядок снятия показаний штангенциркуля

  1. считают число целых миллиметров, для этого находят на шкале штанги штрих, ближайший слева к нулевому штриху нониуса;
  2. считают доли миллиметра, для этого на шкале нониуса находят штрих, ближайший к нулевому делению и совпадающий со штрихом шкалы штанги - его порядковый номер и будет означать количество десятых долей миллиметра;
  3. складывают число целых миллиметров и долей.

Приспособление легко устанавливается и снимается и может использоваться только в том случае, когда это необходимо. Автор проекта - Babay iz Barnaula .

Обсудить статью АПГРЕЙД ШТАНГЕНЦИРКУЛЯ

Штангенциркуль используется для определения наружных и внутренних диаметров, линейных размеров, глубин канавок и отверстий, а также расстояний между уступами. Некоторые модификации позволяют наносить разметку на поверхности заготовок. Инструмент применяется для измерения обрабатываемых деталей на механических и слесарных производственных участках, контроля выработки изнашиваемых поверхностей при проведении ремонта оборудования, благодаря простоте в освоении используется в домашних мастерских.

Представленный на рис. 1 штангенциркуль типа ШЦ-1 состоит из:

  1. Штанги.
  2. Рамки.
  3. Измерительной шкалы.
  4. Верхних губок.
  5. Нижних губок.
  6. Глубиномера.
  7. Шкалы нониуса.
  8. Зажимного винта.

Выбор штангенциркуля для конкретной задачи определяется габаритами, конструктивными особенностями детали и требованиями к точности размеров. Инструменты различаются следующими параметрами:

  • Диапазоном измерений . Длина шкалы на штанге составляет от 125 до 4000 мм.
  • Точностью . Распространенные модификации имеют погрешность 0.1, 0.05, 0.02 и 0.01 мм.
  • Функционалом . Существуют штангенциркули с глубиномером и без него.
  • Количеством и формой мерительных поверхностей. Губки односторонних и двухсторонних инструментов бывают плоскими, заостренными или закругленными.
  • Конструкцией отсчетного устройства . Оно бывает нониусным, механическим часового типа или электронным.

Штангенциркули изготавливаются из износостойких инструментальных сталей, а их мерительные поверхности могут быть усилены твердосплавными напайками. Для разметки деталей на незаостренные губки устанавливают резцы (рис. 2), комплектующиеся державками и зажимными винтами.

Порядок измерений

Инструмент и деталь нужно подготовить к работе: удалить загрязнения, свести губки вплотную и убедиться в том, что показания соответствуют «0». Для измерения наружного диаметра или линейного размера необходимо:

  • развести губки путем передвижения рамки;
  • сдвинуть до плотного прилегания к контрповерхостям;
  • зафиксировать положение рамки стопорным винтом;
  • вывести штангенциркуль для оценки полученных результатов.

Чтобы измерить внутренний размер, губки сводят в «0», а затем раздвигают до соприкосновения с контрповерхностями. Если конструктивные особенности детали позволяют увидеть шкалу, то показания считывают без фиксации и выведения.

Для измерения глубины отверстия:

  • перемещением рамки выдвигают глубиномер;
  • опускают его в отверстие до дна и прижимают к стенке;
  • перемещают штангу до упора в торец;
  • фиксируют стопорным винтом и выводят.

Точность результатов зависит от правильности позиционирования губок относительно детали. Например, при определении диаметра цилиндра штанга должна пересекаться или скрещиваться с его продольной осью под прямым углом, а при измерении длины – располагаться параллельно. В штангенциркулях типа ШЦ-2 и ШЦ-3 есть дополнительная рамка, которая подвижно соединяется с основной микрометрическим регулировочным винтом (рис.3). Такая конструкция упрощает позиционирование инструмента. При проведении замеров дополнительную рамку фиксируют на штанге, а положение основной регулируют вращением микрометрического винта.

Считывание результатов

По нониусной шкале

Количество целых миллиметров отсчитывается от нулевого деления на рейке до нулевого деления нониуса. Если они не совпадают, то размер содержит доли миллиметра, соответствующие точности инструмента. Чтобы определить их, необходимо на нониусе отсчитать от нуля до штриха, совпадающего с риской на штанге, а затем умножить их количество на цену деления.

На рисунке 4 показаны размеры: а – 0.4 мм, б – 6.9 мм, в – 34.3 мм. Цена деления нониуса 0.1 мм

По часовому индикатору

Количество целых миллиметров отсчитывают на штанге от нуля до последней риски, не скрытой под рамкой. Доли определяют по индикатору: номер деления, на котором остановилась стрелка, умножают на его цену.

На рисунке 5 показан размер 30.25 мм. Цена деления индикатора 0.01 мм.

По цифровому табло

Для определения внутреннего размера, снятого инструментом с радиусными мерительными поверхностями (нижние губки на рис. 3), к показаниям на шкале добавляют их толщину, которая указана на неподвижной губке. Чтобы посчитать наружный размер, снятый штангенциркулем с резцами (рис. 2), их толщину отнимают от показаний на шкале.

Разметка

Обычный штангенциркуль с заостренными мерительными поверхностями справляется с базовыми разметочными операциями. Упирая одну губку в боковину детали, кончиком второй можно нанести черту на перпендикулярную ей поверхность. Линия получается равноудаленной от торца и копирует его форму. Чтобы начертить отверстие, нужно накернить его центр: углубление служит для фиксации одной из губок. Подобным образом можно использовать любой прием начертательной геометрии.

Твердосплавные напайки и резцы оставляют заметные царапины на деталях из сталей твердостью выше 60 HRC. Существуют также узкопрофильные штангенциркули, разработанные исключительно для разметки.

Почему возникают ошибки при измерениях

Наиболее распространенные ошибки, снижающие точность результатов измерений исправным инструментом:

  • Чрезмерное давление на рамку вызывает перекос относительно штанги. Такой же эффект получается, если при измерении нижними губками сводить штангенциркуль за верхние.
  • Установка губок на галтели, фаски и скругления.
  • Перекосы при позиционировании.
  • Нарушение калибровки инструмента.

Первые три ошибки чаще всего возникают от недостатка опыта, и уходят с практикой. Последнюю нужно предотвратить на этапе подготовки к измерениям. Проще всего выставить «0» на электронном штангенциркуле: для этого там предусмотрена кнопка (на рис. 6 кнопка «ZERO»). Часовой индикатор обнуляется вращением винта, расположенного в его нижней части. Чтобы откалибровать нониус, отпускают винты крепления к рамке, передвигают его в нужное положение и снова фиксируют.

Деформации элементов штангенциркуля и износ мерительных поверхностей делают инструмент непригодным к использованию. Для снижения количества брака на производстве штангенциркули проходят периодическую поверку в метрологических службах. Для проверки точности инструмента и приобретения навыков в бытовых условиях можно измерять детали, размеры которых заранее известны: например, хвостовики сверл или кольца подшипников.

Расширение технических возможностей штангенциркуля.

Штангенциркуль - универсальный инструмент, предназначенный для высокоточных измерений наружных и внутренних размеров, а также глубин отверстий.

Предлагаю свою самоделку, расширяющую возможности этого замечательного инструмента, а именно: рисование окружностей до 28 сантиметров в диаметре. Согласитесь, ведь очень удобно иметь два инструмента в одном! Доработка потребует минимум времени и затрат.

Нам потребуется: автоматический выключатель, карандаш, канцелярская скрепка, клеммная колодка, дюбель, пара болтиков.

Для начала просверливаем штангенциркуль в трёх местах: два отверстия на штанге и одно на нониусе. Отверстия равны 4 мм.

Из ненужного автоматического выключателя извлекаем контактный зажим, а из клеммной колодки - внутреннюю металлическую часть.

Собираем нашу конструкцию: крепим колодку на штанге, а зажим с вставленным в него карандашом на нониусе, для фиксации вставляем часть скрепки.

Расстояние между остриём дюбеля и грифелем карандаша у меня получилось ровно один сантиметр. В дальнейшем этот сантиметр мы и будем прибавлять к радиусу нужной нам окружности, которую хотим начертить. Например, нам нужно начертить окружность радиусом 10 см. Выставляем на шкале штангенциркуля 9 см. и мысленно прибавляем ещё один сантиметр.