Электронный штангенциркуль – устройство, принцип работы, для чего нужен этот инструмент?

В настоящее время для получения точных результатов измерений используют много приборов, к ним относится электронный штангенциркуль. В отличие от своих предшественников, он показывает точные до 0,1 мм данные и при этом сам процесс занимает намного меньше времени. Главное, правильно подобрать подходящую модель.

Устройство электронного штангенциркуля

Универсальный прибор, использующийся для измерения линейных размеров, имеет дисплей, на котором отображаются итоговые данные. Используют его, когда нужно определить точные параметры, небольших предметов, например, гаек, болтов и так далее. Такая техника при высокой стоимости – отличная альтернатива механическому инструменту. Основные элементы аналогичны с теми, что есть в обычных моделях, но при этом присутствует несколько дополнительных частей. Как устроен электронный штангенциркуль:

• губки;
• штанга;
• движущаяся рамка;
• ролик для изменения длины замера;
• батарейка;
• электронный дисплей;
• кнопка вкл/выкл;
• реле переключения единиц измерения.

Конструктивные особенности устройства

Главные элементы цифрового измерительного инструмента аналогичны тем, которые установлены в стандартных моделях, но тут есть ряд электронных частей. В общем, штангенциркуль цифрового типа в себя включает:

• губки для измерения внутренних поверхностей;
• губки для измерения внешних поверхностей;
• штангу;
• передвижную рамку;
• источник питания (батарейку или АКБ);
• ролик, позволяющий изменять длину;
• кнопку сброса;
• кнопку включения/выключения;
• кнопку переключения дюйм/мм.

Наличие дополнительных опций и кнопок зависит от той или иной модели. На некотором инструменте даже установлены модули для передачи информации посредством беспроводных технологий. В общем, главные элементы идентичны у всех приспособлений.

Для того чтобы увидеть информацию, полученную в ходе измерений, не требуется напрягать свои глаза и вглядываться — контрастный и качественный экран отображает крупные цифровые символы, что крайне удобно при недостаточном освещении или проблемах, связанных со зрением. На линейке электронного штангенциркуля есть дополнительная шкала в миллиметрах и дюймах, потому им можно пользоваться даже в выключенном состоянии.

Принцип работы электронного штангенциркуля

Главное назначение устройства – выполнение точных замеров с разных сторон, а также по глубине. Если углубиться в вопрос, как работает электронный штангенциркуль, отметим такие моменты:

1. Верхняя пластина является общим электродом. В ней есть пара конденсаторов, и они активируются по-очереди.
2. Для обеспечение емкостного массива используется несколько пластин, определяющих все передвижения датчика.
3. Вращающийся элемент – ползунок, а неподвижный элемент расположен на линейке.
4. Ползунок и цифровой блок находятся на движущейся части инструмента.
5. В памяти штангенциркуля находится программа, которая активируется при включении цифрового модуля. Она расшифровывает полученные данные и выводит их на экран.

Цифровой штангенциркуль — потрошим и тестируем по полной.

Сегодня рассмотрим и разберем пластиковый штангенциркуль, который здесь уже обозревался пару раз. Как работает, почему не работает, точность и стоит ли покупать. Брал для измерения диаметра проводов. По диаметру провода можно просто определить сечение, я уже наизусть помнил сечение хорошего ВВГ 2.5 — 1.7мм, если ВВГ 2.5 дохлый то сечение 1.4-1.5мм, далее хороший ВВГ 1.5 имеет диаметр жил 1.2-1.3 мм, плохой ВВГ 1.5 будет с диаметром ниже, до 1мм и так далее. Пластиковый вариант был взят, чтоб можно было измерять диаметр провода прямо под напряжением в щитке, чтоб знать каким проводом дальше работать. Штангель был заказан давно, годик валялся в ящике с инструментом по этому экран немного потерся.

Если измерять той частью, которая предназначена для измерений внешнего размера, то получается 0.4 мм вместо 0.5 мм. Если измерять выше, то получается ровно 0.5 мм. Сфоткал на просвет — да, есть щель, стоит это учитывать.

Измеряю щуп 0.35 — получается или 0.3 или 0.4, в зависимости от того, где измерять. В общем в точность штангель вроде уложился.

Посмотрим что у него внутри.

Во первых у него внутри батарейка, LR44. Напряжение за год упало до 1.3 в, но работает без проблем.

ufaman

в комментах подсказал, что под наклейкой шкалы есть плата с прорезями. Отклеил край — так и есть.

Потрошим дальше. Под наклейкой 4 винта и еще один сбоку непонятно зачем. Снимается измерительная часть. Есть еще заглушка для разъема подключения к компу через всякие ардуино. Видны полоски, которые реагируют на нанесенное покрытие на линейке штангенциркуля. Микросхема клякса оценивает емкость и понимает куда и на сколько двигается измерительная часть перед линейкой.

Потрошим дальше. 4 винта и снимаем плату. На плате видно 3 конденсатора, один параллельно батарейке не распаян. Видны площадки для 5 кнопок, а кнопок 3. Интересно.

Вырезаю скальпелем в соответствующих местах пластик под кнопку, перекидываю кнопки в новые места, собираю.

Новые кнопки не работают. Нажимал и в движении и долго и коротко, нет никакой реакции на нажатия. Вернул все на место.

Ну и посмотрим потребление с батарейки. Экран выключен — 0.012 мА, экран включен — 0.013 мА, при нажатии кнопки 0.028 мА.

То есть он жрет батарейку постоянно, включен экран или нет по сути все равно.

Ну и какое максимальное значение на экране — 199,9

Ну и многие пишут что если работать штангенциркулем, то показания сбиваются. Я выставил ноль и быстро подвигал штангель до максимума много раз. Максимально быстро. При этом все равно при сведении губок были показания 0.0 Возможен у кого то был сбой из за потери контакта батарейкой, как то раз такое было — подогнул контакты и все стало отлично.
Возможно подключение к компьютеру, тема на форуме Кто то писал что были проблемы с измерениями таким же инструментом в непосредственной близости от люминесцентных ламп, у меня таких нет, проверить не могу. В общем инструмент хорош, батарейка идет в комплекте, точность нормальная для большинства домашних мастеров. Цифры видны хорошо, батарейки хватает на пару лет.

Для чего нужен электронный штангенциркуль?

Прибор используют, когда необходимо произвести точные измерения деталей, например, можно узнать диаметр кольца или шайбы, определить глубину отверстий и так далее. Универсальный измерительный прибор применяют при ремонте деталей машин и оборудования, изготовлении разных элементов, обработке изделий из разных материалов, в слесарном производстве, строительстве и так далее.

Хорош ли электронный вариант

Если вы только начинаете осваивать процесс измерения штангенциркулем, тогда выручить сможет цифровой вариант. Его преимуществом является также высокая скорость проведения измерений. Суть заключается в том, что после сведения губок на детали, моментально выводится конечная цифра на цифровой дисплей. Нет необходимости присматриваться к нониусной шкале. Как правило, такие приборы идут с полным набором возможностей, который включает двухсторонние губки, а также глубиномер. Наличие дисплея практически никак не увеличивает конечный вес. Модуль не тяжелее дополнительной шкалы, которая присутствует на стандартном варианте. Продвинутые варианты такого вида штангенциркуля обладают дополнительными портами ввода-вывода, а также встроенным конвертером. Можно в несколько касаний передать полученные значения на внешний носитель или ПК.

Электронная часть штангенциркуля нуждается в питании. Чаще всего в этой роли выступает батарейка типа CR2032. Хотя потребление минимально и хватает одного заряда надолго, но может приключиться неприятный инцидент и прибор сядет в неподходящее время, когда необходимо проводить замеры. Другим недостатком является то, что микросхемы и электронные датчики не терпят вибраций и ударов. Это означает, что погрешность штангенциркуля может повышаться при неаккуратном обращении. Контакты электрической части от влаги подвергаются процессу окисления, что легко выводит электронный штангенциркуль из строя. В некоторых случаях некорректно может сработать конвертер, что может иметь далеко идущие последствия в производственном процессе. Всех этих нюансов лишен обычный механический прибор.

Какой электронный штангенциркуль лучше выбрать?

Приобретая такой инструмент, важно понимать задачи, которые в будущем будут решаться с его помощью. Определяясь с тем, какой выбрать электронный штангенциркуль, нужно узнать основные характеристики устройства, которые указываются в прилагаемой инструкции:

• диапазон измерений;
• стоимость прибора;
• погрешность полученных данных.

Внешний осмотр проводят по таким показателям:

1. Вид
   . Устройство должно быть похоже на то, фото которого находится на сайте изготовителя. Номер на корпусе указывает на страну-производителя.
2. Подвижная рамка
   . Должна быть выполнена из прочного материала: стали, сплава алюминия или титана.
3. Губки
   . Поверхность должна быть отшлифована, наличие повреждений не допускается. При сведении дисплей должен показывать 0.
4. Точность
   . Хороший электронный штангенциркуль наделен отличными показателями. Проверку проводят с помощью измерения предмета, параметры которого известны.
5. Комплектность
   . Проводят проверку документов, паспорта о калибровке, пластикового кейса.

К полезному функционалу электронного штангенциркуля относят:

• автоматическое вкл/выкл;
• переключение единиц измерений;
• получение относительных данных;
• переключение режима;
• вывод результатов на другое устройство.

Рейтинг электронных штангенциркулей

Среди всех предложенных на рынке моделей, профессионалы и потребители выделяют:

1. ЗУБР ЭКСПЕРТ 34463-150
   . Показывает измерения с точностью до 0,01 мм. Экран закрыт в металлическом корпусе. С помощью колесика можно работать одной рукой. Можно измерять предметы до 150 мм.



2. ADA INSTRUMENTS MECHANIC 150 PRO
   . Цифровой штангенциркуль с полностью металлическим корпусом. Измеряет предметы, размер которых достигает 150 мм. Благодаря ролику губки двигаются максимально плавно.



3. STAYER 34410-150
   . Корпус собран из пластика. Измерения проводятся благодаря движению рычага под электронным блоком. Величина измерения до 150 мм.



4. KRAFTOOL 34460-200
   . Отличается повышенной надежностью сборки. Может измерять величину предметов до 200 мм. Тонкие губки, позволяют использовать электронный штангенциркуль в труднодоступных местах.



5. NORGAU 040051020
   . Самый лучший ШЦЦ, наделенный высокими показателями точности полученных данных. Подходит для деталей до 200 мм. Корпус дисплея защищен от влаги и пыли.

Штангенциркуль электронный (цифровой): новое поколение известного прибора

Такой штангенциркуль может измерять и в миллиметрах, и в дюймах. Кроме того, он способен сохранять в своей памяти величину замеров. По сути, это новое поколение распространенного и необходимого инструмента, применяемого в слесарных, монтажных, строительных работах, – повсюду, где требуется произвести точное измерение наружных и внутренних размеров деталей, отверстий, пазов и т.п.

Чем же отличается он от своих дедушек-собратьев? Вспомним устройство прибора, каким пользовались в школе на уроках труда. По штанге с делениями ценой 1 мм движется рамка с нониусом, по которому определяют доли миллиметра. Губки фиксируют измеряемую величину. Сначала надо было определить, сколько целых миллиметров, потом разобраться с долями и прибавить их к целым. Сегодня, когда автоматически на табло высвечивается искомый размер, это кажется такой архаичной операцией, просто каменный век. Молодежь уже не хочет пользоваться старым приспособлением.

А ведь семья традиционных штангенциркулей прекрасно зарекомендовала себя в прежние годы. Этот прибор, используемый для непосредственного определения линейных размеров детали в соприкосновении с изделием, имеет разные модификации. По типу считывания показаний различают нониусные, циферблатные и – герои дня – цифровые. Большой ассортимент этих инструментов обусловлен различием выполняемых функций. Возможно двустороннее или одностороннее расположение губок; губки бывают острые, бывают узкие; в отдельных случаях используются линейки для измерения глубин, рамки микрометрической подачи для разметки.

Современные модели защищены как от воды, так и от пыли, не проводят ток. Существует даже штангенциркуль для левшей. Можете представить Левшу, того, что блоху подковал, со штангенциркулем? А что? Думается, сказочный герой, у которого “глаз пристрелявши”, оценил бы возможности современного инструмента. Невелика штуковина, а толку в ней много. Если пользуешься при работе таким прибором, брака не допустишь, никакой ОТК не придерется. Пожалуйста, измеряй, что хочешь от 0 до 150 мм.

Конструкция цифрового штангенциркуля (150 мм)

В целом, конструкция этого инструмента почти тождественна с классическим аналогом:

• губки для наружных измерений,
• губки для внутренних измерений,
• глубиномер,
• подвижная рамка,
• винт зажима рамки,
• штанга,
• шкала штанги,
• дисплей.

Такой прибор, как правило, может иметь клавишу включения/выключения, обнуления текущих показаний (функция будет полезна при калибровке), а также кнопочку для смены единиц измерения: миллиметры или дюймы с отображением до трех знаков после запятой. Цифровой штангенциркуль (150 мм) делается из нержавейки, корпус – из специальной пластмассы. Работает от батареек, которые, как правило, продаются в комплекте с прибором. Определяемые размеры высвечиваются на электронном интерфейсе. Можно обнулять показания в любой точке, замерять величину отклонений от заданного размера.

Чтобы увидеть результаты измерений, не нужно сильно вглядываться и напрягать глаза – четкий и контрастный дисплей отображает большие цифры, что, несомненно, очень удобно при плохом освещении или проблемах со зрением, с которыми сталкивается большинство специалистов с многолетним стажем. Линейка на приборе имеет дополнительную разметку в дюймах и миллиметрах, поэтому прибор можно использовать, не включая, как обычный штангенциркуль.

Недостатки электронных штангенциркулей, в основном, касаются недорогих бюджетных моделей китайских производителей. Были отмечены слабая износостойкость, хрупкость и низкое качество материала. Иногда случаются «скачки» цифр на экране и путаница в показаниях сотых долей миллиметров прибора, поэтому использование такого инструмента требует некоторой сноровки. Всех этих недостатков практически лишены качественные дорогие штангенциркули, например, немецкого производства из высококачественной стали.

Поэтому те, кому по душе и по карману самое высокое качество, смогут оценить все преимущества цифровых устройств, и после некоторого времени использования, возможно, они уже не захотят возвращаться к старым нониусным моделям. Подводя итоги, хочется заметить, что, как бы там ни было, микрометр своих позиций не сдает, и цифровой штангенциркуль ни в коем случае нельзя считать его абсолютной заменой, но вот конкуренцию в измерениях он составить вполне может и имеет все шансы на то, чтобы стать полноценным и незаменимым устройством в арсенале профессионала.

Как работает цифровой штангенциркуль

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

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

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.

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).

Штангенциркуль или микрометр

Что выбрать из предложенных вариантов, будет зависеть от сферы применения и требуемого уровня точности. Цифровой штангенциркуль может иметь погрешность в две сотые. Поэтому если речь идет о высокоточном машинном строении, тогда цифровой штангенциркуль будет дублирующим или второстепенным инструментом, а на первый план выйдет микрометр. Он способен выдать результат до миллионной доли метра. Но у него есть свои ограничения. Между его губками способна поместиться деталь с толщиной или диаметром не более 5 см. На рынке уже появились микрометры с цифровым дисплеем, который максимально упрощает процесс снятия показаний при измерении. Он обладает такими же преимуществами и недостатками по сравнению с механическим, как и штангенциркули.

Принцип работы и эксплуатации

Устройство обладает принципом работы, который основывается на применении цифрового нониуса. Для этого используется кодер и емкостная матрица. Если говорить простыми словами, то в приборе установлена пара обычных конденсаторов, которые активизируются поочередно. Верхняя пластинка при этом выполняет функции общего электрода. Для формирования емкостного массива в штангенциркуле электронном применяется несколько пластинок, что позволяет точно определять все движения встроенного датчика. Ползунок применяется как роток. Статор находится в линейке из металла.

Отрезок, который отделяет положение на упоре в плоскость измеряющейся детали, считается ее размером.

Принцип эксплуатации этого прибора аналогичен схеме применения механического прибора. Если нужно узнать внутренние размеры, то губки штангенциркуля нужно вставить в отверстие детали, а затем их максимально развести, пока они не упрутся в стенки. Результаты измерения мгновенно отобразятся на дисплее.

Если требуется измерить глубину, то торец нужно упереть в одном конце элемента, служащем началом отсчета, а глубинный стержень, выходящий из торца, нужно до упора погрузить на дно.

При измерении внешних габаритов, соответствующие губки нужно сначала развести на определенную длину, после чего расположить заготовку между ними и свести. Значение, полученное при этом, будет соответствовать размеру.

При себе рекомендуется постоянно иметь запасные источники питания, чтобы не возникло неприятных ситуаций. Цифровой прибор желательно хранить в специальной упаковке, которая также применяется и для транспортировки инструмента. Старайтесь избегать мест с повышенным уровнем влажности, а при работе в таких помещениях устройство следует периодически протирать мягкой тканью. Чтобы продлить срок службы батарейки, подсветку лучше отключать в тех ситуациях, когда в ней нет никакой необходимости.

Что касается производителей, то среди них следует выделить следующих:

• Микротех (Украина);
• Interpool (КНР);
• UKC (Китай);
• Miol (Китай);
• Came To (Корея);
• Digital (Корея).

В заключение стоит отметить, что в любом случае цифровой штангенциркуль способен составить очень достойную конкуренцию своему механическому аналогу. У него есть абсолютно все шансы, чтобы стать очень полезным инструментом в арсенале не только домашнего мастера, но и опытного профессионала.

Конструкция штангенциркуля

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.