Штангенциркуль: точные измерения в любой ситуации

В промышленности, в ремонтной практике и быту широко используется штангенциркуль — точный, удобный в работе, и в то же время очень простой измерительный прибор. О том, что такое штангенциркуль, каких типов он бывает, как устроен и работает, а также о правильном выборе штангенциркуля читайте в статье.

Что такое штангенциркуль?

Штангенциркуль — измерительный инструмент, используемый для измерения наружных и внутренних размеров деталей (линейных размеров, диаметров), и глубин отверстий. Название «штангенциркуль» происходит от немецкого слова "stangenzirkel", отражающего устройство инструмента — в его основе лежит линейка-штанга, по которой и производятся измерения.

Сегодня штангенциркуль остается одним из основных измерительных инструментов, который находит применение во всех областях промышленности, в ремонтной практике, в строительной сфере и в быту. Этот инструмент имеет простую конструкцию и очень прост в использовании, однако обеспечивает высокую точность измерений, а его цена лежит в самых разумных пределах. Но прежде, чем делать выбор и покупку штангенциркуля, необходимо разобраться в существующих видах этого инструмента, их особенностях и возможностях.

Типы, конструкция и принцип работы штангенциркуля

Штангенциркули делятся на типы по принципу работы и выполняемым с их помощью измерениям. Классификация и особенности данного инструмента в нашей стране регламентированы в ГОСТ 166-89, ряд производителей также выпускают инструмент в соответствии с ТУ 3933-145-00221072-2003.

По принципу работы штангенциркули делятся на три вида:

• Нониусные;
• Циферблатные (с круговой шкалой);
• Электронные (с цифровой индикацией).

Нониусный штангенциркуль. Основу данного инструмента составляет линейка-штанга, изготовленная заодно с неподвижной (или двумя неподвижными) губкой, и несущая на себе шкалу с ценой деления 1 мм. На штанге установлен нониус — подвижная рамка, выполненная заодно с губкой (или двумя губками) и линейкой глубиномера (если он предусмотрен). На нониусе нанесена вспомогательная шкала, при совмещении делений которой с делениями шкалы на линейке-штанге можно отсчитывать десятые или сотые доли миллиметра.

Наличие вспомогательной шкалы дает возможность производить измерения небольших величин, которые сложно отследить невооруженным глазом. Эта шкала как бы «растягивает» небольшую величину в несколько раз (в 10, 20, 50 или даже 100), позволяя визуально определить ее. Считывание показаний осуществляется по совпадению штрихов обеих шкал — число, соответствующее штриху нониуса, и будет означать количество десятых или сотых долей миллиметра.

Циферблатный штангенциркуль. Данный инструмент имеет аналогичную конструкцию, однако в нем нониус заменен механической измерительной головкой — подвижной рамкой с круговым циферблатом и шестереночным приводом стрелки. На штанге размещена зубчатая рейка, имеющая зацепление с шестерней измерительной головки. При движении головки по штанге шестерня вращается по рейке, пройденное шестерней расстояние отмечается перемещением стрелки по циферблату. Данный штангенциркуль не утомляет глаз (не нужно искать совмещения штрихов на основной и вспомогательной шкалах) и сокращает время работы.

Электронный (цифровой) штангенциркуль. Инструмент этого типа также имеет описанную выше конструкцию, однако в нем нониус заменен электронной измерительной головкой. Для измерения используется емкостный датчик, который состоит из подвижной и неподвижной обкладок конденсатора. В качестве неподвижной обкладки используется штанга инструмента, а подвижная находится в головке. Измерение осуществляется по изменению емкости конденсатора, полученные результаты преобразуются в показания на ЖК-дисплее.

Представленные типы штангенциркулей в соответствии с действующим стандартом имеют маркировку:

• Нониусные — ШЦ;
• Циферблатные — ШЦК;
• Электронные — ШЦЦ.

Тем же стандартом устанавливаются и типы инструмента по выполняемым измерениям:

• Тип I — двухсторонний, с глубиномером, имеет большие плоские губки для выполнения наружных измерений и малые ножевидные губки для внутренних измерений;
• Тип II — двухсторонний, имеет две пары больших губок, верхние ножевидные губки только для наружных измерений, нижние губки с плоскими и цилиндрическими измерительными поверхностями — для наружных и внутренних;
• Тип III — односторонний, оснащается только одной парой губок с плоскими и цилиндрическими измерительными поверхностями для выполнения наружных и внутренних измерений;
• Тип Т-1 — односторонний, с глубиномером, отличается от остальных упрочненными рабочими поверхностями.

Инструменты II и III типа могут оснащаться приспособлением для выполнения разметки, они дополнительно несут на себе механизм микрометрической подачи.

По маркировке инструмента можно узнать об его особенностях и назначении. Например, наиболее распространенный тип ШЦ-I — это двухсторонний инструмент с глубиномером, он универсален и позволяет выполнять любые измерения. Тип ШЦК-I и ШЦЦ-I — то же, но с циферблатной шкалой или с электронной головкой. Соответственно, ШЦ-II и ШЦ-III — нониусные двухсторонний и односторонний штангенциркули, а ШЦТ-1 — односторонний штангенциркуль с губками из твердых сталей.

Основные характеристики и особенности штангенциркулей

К основным характеристикам штангенциркулей, на которые необходимо обращать внимание при их выборе и покупке, относятся:

• Диапазон измерения;
• Значение отсчета по нониусу/циферблату/цифровому отсчетному устройству;
• Погрешность измерений.

Диапазон измерения может лежать в различных пределах — от 0 до 2000 мм. Самое широкое распространение получили штангенциркули с максимальным пределом измерения от 125 до 300 мм, также существует инструмент с диапазонами измерения 0-400 и 0-500 мм. Специальные штангенциркули позволяют измерять величины от 250 до 2000 мм.

Значение отсчета по нониусу определяет минимальную величину, которую можно измерить штангенциркулем, данная характеристика может принимать следующие значения:

• Нониусные — 0,1 и 0,05 мм (наиболее точные зарубежные приборы могут измерять величины до 0,02 мм, отечественный стандарт такой точности не предусматривает);
• Циферблатные — 0,1, 0,05 и 0,02 мм;
• Электронные — до 0,01 мм.

Данная характеристика обычно указывается в маркировке инструмента в виде десятичной или обычной дроби. Например, значение отсчета 0,05 может обозначаться, как 1/20, 0,02 — как 1/50, и т.д.

Наконец, погрешность указывает ошибку, которую допускает инструмент при измерениях. Максимальная погрешность прямо зависит от значения отсчета по нониусу и диапазона измерений. Для нониусных инструментов со значением отсчета 0,1 погрешность может составлять от 0,05 до 0,2; для циферблатных инструментов со значением отсчета 0,1 погрешность не должна превышать 0,08 мм, а со значением отсчета 0,02 и 0,05 мм — 0,04 мм; для электронных погрешность может составлять от 0,03 до 0,07 мм. Причем, чем шире диапазон измерений инструмента, тем выше его погрешность.

Данные параметры измеряются для температуры +20°C — это может указываться непосредственно на инструменте.

Как выбрать штангенциркуль

При выборе и покупке штангенциркуля следует учитывать, какие измерения с его помощью будут производиться, какая точность измерений нужна, и в каких условиях он будет эксплуатироваться.

Наиболее универсальным и простым в применении является инструмент ШЦ-I — механический, точный, надежный и удобный, он всегда готов к работе, позволяет измерять величины вплоть до 300 мм и более, и при этом имеет доступную цену. Если во главу угла ставится удобство работы с инструментом, то отличным выбором может стать покупка циферблатного или электронного штангенциркуля типа I.

Штангенциркули типа II и III — это уже более специализированные инструменты, которые практически не нужны в быту, но незаменимы в других областях. Так, для измерения и выполнения разметки без применения другого инструмента подойдут штангенциркули типа II, а для работы только с плоскими или цилиндрическими деталями лучшим решением станет инструмент типа III. А в тех ситуациях, когда приходится работать по деталям из твердых марок сталей или с абразивными поверхностями, то следует отдать предпочтение штангенциркулю типа Т-1.

Для бытовых нужд достаточно штангенциркуля со значением отсчета 0,1 мм, для профессионального применения лучше использовать инструменты со значением отсчета 0,05, 0,02 или даже 0,01 мм. Однако следует учитывать, что электронные штангенциркули с отсчетом 0,01 мм имеют меньшую точность, чем циферблатные с отсчетом 0,02 и 0,05 мм, поэтому последние хотя и имеют больший отсчет, но в ряде случае обеспечивают лучшую точность измерений.

Что касается диапазона измерений и погрешности, то здесь есть масса вариантов. Для большинства ситуаций достаточно штангенциркуля с диапазоном измерения до 250 или 300 мм, хотя в случае постоянной работы с небольшими изделиями лучше выбрать инструмент с диапазоном измерения до 150 или даже до 125 мм — такой штангенциркуль дает меньшую погрешность и более удобен в работе.

Наконец, необходимо обращать внимание не только на характеристики штангенциркулей, но и на их маркировку, качество и соответствие ГОСТ. Наилучшую точность и надежность измерений обеспечивают инструменты, изготовленные в соответствии со стандартом, на них присутствует соответствующая маркировка. «Безымянные» штангенциркули могут стоить в разы дешевле, но с их помощью нельзя добиться высокой точности измерений, поэтому эта экономия в будущем выльется в новые затраты.

При верном подборе штангенциркуля вы получите надежный инструмент, который позволит решать самый широкий круг задач в различных сферах.