Kaliperler - Calipers
Bir kumpas ( İngiliz yazımında ayrıca kumpas veya çoğul tantum anlamında bir çift kumpas ), bir nesnenin boyutlarını ölçmek için kullanılan bir cihazdır .
Birçok kumpas türü, çizgili bir ölçekte, bir kadran veya dijital ekran üzerinde bir ölçümün okunmasına izin verir. Bazı kumpaslar, noktaları içe veya dışa bakan, ancak ölçeği olmayan bir pusula kadar basit olabilir . Kaliperin uçları, ölçülecek noktalara uyacak şekilde ayarlanır ve cetvel gibi başka bir ölçüm aleti ile uçlar arasında ölçülerek boyut okunur .
Makine mühendisliği , metal işleme , ormancılık , ağaç işleri , bilim ve tıp gibi birçok alanda kullanılmaktadır .
çoğul ve tekil
Tek bir alet, bir makas veya gözlük ("yalnızca çoğul" veya çoğul tantum formu) gibi "kaliper" veya "kaliperler" olarak adlandırılabilir . Konuşma dilindeki kullanımda, " vernier çifti" veya sadece " vernier " ifadesi bir sürmeli kumpasa atıfta bulunabilir. Halk dilinde bu ifadeler, daha verniye ölçeği içermese de, kadran kumpaslarına da atıfta bulunabilir.
Makine atölyesi kullanımında, "kaliper" terimi, dış mikrometreler teknik olarak bir tür kumpas olsa da , genellikle " mikrometre " nin aksine kullanılır . Bu kullanımda, "kaliper" yalnızca sürmeli veya kadranlı kumpasın (veya dijital karşılığı) form faktörünü ifade eder .
Tarih
En eski kumpas, İtalya kıyılarına yakın Yunan Giglio enkazında bulundu . Geminin buluntuları MÖ 6. yüzyıla tarihleniyor. Ahşap parça zaten sabit ve hareketli bir çeneye sahipti. Nadir buluntular olmasına rağmen, kumpaslar Yunanlılar ve Romalılar tarafından kullanılmaya devam etti .
Çin Xin hanedanlığı döneminde dakika ölçümleri için MS 9'dan kalma bronz bir kumpas kullanıldı . Kaliperde " Shijianguo'nun ilk yılının ilk ayının ilk günü olan gui-you gününde yapıldı" yazan bir yazıt vardı . Kaliperler bir "yuva ve pim" içeriyordu ve "inç ve bir inçin onda biri olarak derecelendirildi".
Modern sürmeli kumpas, Pierre Vernier tarafından , Pedro Nunes'un nonius'unun bir gelişmesi olarak icat edildi .
Türler
iç kumpas
İç kaliperler bir nesnenin iç boyutunu ölçmek için kullanılır.
- Resimdeki (sağda) üst kaliper, takmadan önce manuel ayar gerektirir. Bu kumpas tipinin ince ayarı, kumpas ayakları neredeyse nesnenin üzerinden geçecek kadar kullanışlı bir yüzeye hafifçe vurarak gerçekleştirilir . Merkezi pivot vidanın direncine karşı hafif bir itme daha sonra bacakları doğru boyuta yayar ve tekrarlanabilir bir ölçüm sağlayan gerekli, tutarlı hissi sağlar.
- Resimdeki alt kaliper, aleti iş parçasından çıkarmadan dikkatlice ayarlanmasına izin veren bir ayar vidasına sahiptir.
Dış kumpas
Dış kumpaslar , bir nesnenin dış boyutunu ölçmek için kullanılır.
Aynı gözlemler ve teknik, yukarıdaki iç kumpas için olduğu gibi bu tip kumpas için de geçerlidir. Sınırlamalarının ve kullanımlarının biraz anlaşılmasıyla, bu araçlar yüksek derecede doğruluk ve tekrarlanabilirlik sağlayabilir. Özellikle çok büyük mesafelerde ölçüm yaparken kullanışlıdırlar; Kaliperlerin büyük çaplı bir boruyu ölçmek için kullanılıp kullanılmadığını düşünün. Verniyeli bir kumpas, aynı zamanda boru çapının en dış noktalarına ulaşırken, bu büyük çapı aşacak derinlik kapasitesine sahip değildir. Yüksek karbonlu çelikten yapılırlar.
bölücü kumpas
Metal işleme alanında, yerlerin işaretlenmesi sürecinde yaygın olarak pusula olarak adlandırılan bir ayırıcı kumpas kullanılır . Noktalar, çizici görevi görecek şekilde keskinleştirilmiştir; daha sonra bir bacak bir merkez veya zımba tarafından oluşturulan çukura yerleştirilebilir ve diğer bacak iş parçasının yüzeyinde bir çizgi çizecek ve böylece bir yay veya daire oluşturacak şekilde döndürülebilir.
Bir haritadaki iki nokta arasındaki mesafeyi ölçmek için bir ayırıcı kumpas da kullanılır . İki kumpasın uçları, mesafesi ölçülen iki noktaya getirilir. Kaliperin açıklığı daha sonra ya ayrı bir cetvel üzerinde ölçülür ve ardından gerçek mesafeye dönüştürülür ya da doğrudan harita üzerinde çizilen bir ölçekte ölçülür . Bir deniz haritasında mesafe genellikle haritanın kenarlarında görünen enlem ölçeğinde ölçülür : örneğin herhangi bir boylam meridyeni gibi herhangi bir büyük daire boyunca bir dakikalık yay yaklaşık bir deniz mili veya 1852 metredir .
Bölücüler tıp mesleğinde de kullanılır. Bir EKG (ayrıca EKG) kumpas, bir elektrokardiyogramda mesafeyi aktarır ; uygun skala ile birlikte kalp atış hızı belirlenebilir. Bir cep kumpas versiyonu kardiyolog Robert A. Mackin tarafından icat edildi.
Oddleg kumpas
Solda gösterildiği gibi Oddleg kumpaslar , Hermafrodit kumpaslar veya Oddleg Jennys genellikle bir iş parçasının kenarından belirli bir mesafede bir çizgi çizmek için kullanılır. Bükülmüş bacak, iş parçası kenarı boyunca ilerlemek için kullanılırken, çizici önceden belirlenmiş bir mesafede işaretini yapar, bu, kenara paralel bir çizgi sağlar.
Soldaki şemada, en üstteki kumpas, bükülmüş bacakta kenarda daha güvenli oturmasını sağlayan hafif bir omuza sahiptir, alt kumpas bu özellikten yoksundur, ancak aşınma için ayarlanabilen ve değiştirilebilen yenilenebilir bir çiziciye sahiptir. aşırı giyildiğinde.
Sürmeli kumpas
Sürmeli, kadran ve dijital kumpaslar, ölçülen mesafeyi yüksek doğruluk ve hassasiyetle doğrudan okur . Sonucu okumanın farklı yolları ile işlevsel olarak aynıdırlar. Bu kumpaslar, sabit bir çeneye sahip kalibre edilmiş bir skaladan ve skala boyunca kayan bir işaretçiye sahip başka bir çeneden oluşur. Çeneler arasındaki mesafe daha sonra üç tip için farklı şekillerde okunur.
En basit yöntem, işaretçinin konumunu doğrudan ölçekte okumaktır. İşaretçi iki işaret arasında olduğunda, kullanıcı okumanın kesinliğini artırmak için zihinsel olarak enterpolasyon yapabilir . Bu, basitçe kalibre edilmiş bir kumpas olacaktır, ancak bir verniye ölçeğinin eklenmesi daha doğru enterpolasyona izin verir ve evrensel bir uygulamadır; bu sürmeli kaliper .
Vernier, kadran ve dijital kumpaslar, iç boyutları (sağdaki resimde en üstteki çeneleri kullanarak), resimdeki alt çeneleri kullanarak dış boyutları ve çoğu durumda hareketli kafaya takılan bir prob kullanarak derinliği ölçebilir ve vücudun merkezi boyunca kayar. Bu prob narindir ve diğer ölçüm aletleri için zor olabilecek derin oluklara girebilir.
Sürmeli ölçekler , ölçeğin alt kısmında metrik ölçümleri ve üst kısmında inç ölçümlerini veya inç kullanan ülkelerde tam tersini içerebilir . Endüstride yaygın olarak kullanılan sürmeli kumpaslar, 0,01 mm (10 mikrometre ) veya bir inçin binde birine kadar hassasiyet sağlar . 1828 mm'ye (72 inç) kadar ölçüm yapabilen boyutları mevcuttur.
Kadran kumpas
Kadran kumpası , kullanımı biraz pratik gerektiren sürmeli bir mekanizma kullanmak yerine, basit bir kadran üzerinde bir milimetrenin veya inçin son kısmını okur.
Bu cihazda, küçük, hassas bir kremayer ve pinyon , dairesel bir kadran üzerinde bir işaretçiyi çalıştırarak , verniye ölçeğini okumaya gerek kalmadan doğrudan okumaya olanak tanır. Tipik olarak, işaretçi her inçte, bir inçin onda birinde veya 1 milimetrede bir döner. Bu ölçüm, slayttan okunan kaba tam inç veya santimetreye eklenmelidir. Kadran genellikle işaretçinin altında döndürülebilecek şekilde düzenlenir ve "diferansiyel" ölçümlere (iki nesne arasındaki boyut farkının ölçülmesi veya bir ana nesne kullanılarak kadranın ayarlanması ve daha sonra doğrudan artı okunabilmesi) izin verir. veya-ana nesneye göre sonraki nesnelerin boyutundaki eksi varyans).
Kadranlı kumpasın sürgüsü, genellikle küçük bir kol veya vida kullanılarak bir ayarda kilitlenebilir ; bu , parça boyutlarının basit uygun /başarısız kontrollerine izin verir .
Dijital kumpas
Popüler bir iyileştirme, analog kadranı, okumayı sayısal bir değer olarak gösteren elektronik bir ekranla değiştirir. Bir kremayer ve pinyon yerine , bu kaliperler doğrusal bir kodlayıcı kullanır . Çoğu dijital kumpas, santimetre veya milimetre ve inç arasında değiştirilebilir. Hepsi, kadranlı kumpas ile aynı türde diferansiyel ölçümlere izin vererek, slayt boyunca herhangi bir noktada ekranı sıfırlamayı sağlar. Dijital kumpaslar, ekranın görülemediği uygunsuz yerlerde kullanımdan sonra boyutların okunmasına izin veren bir "okuma tutma" özelliği içerebilir. Sıradan 6 inç (150 mm) dijital kumpaslar paslanmaz çelikten yapılmıştır, 0,001 inç (0,02 mm) nominal hassasiyete ve 0,0005 inç (0,01 mm) çözünürlüğe sahiptir. Aynı teknoloji, daha uzun 8 inç ve 12 inç kumpas yapmak için de kullanılıyor; daha uzun ölçümler için doğruluk 100–200 mm için 0,001 inç (0,03 mm) ve 200–300 mm için 0,0015 inç (0,04 mm)'ye düşer.
Giderek artan bir şekilde, dijital kumpaslar, özel bir kayıt cihazı veya bir kişisel bilgisayar ile arayüz oluşturmalarına izin vermek için bir seri veri çıkışı sunar . Dijital arayüz, bir dizi ölçüm yapma ve kaydetme süresini önemli ölçüde azaltır ve ayrıca kayıtların güvenilirliğini artırır. Seri veri çıkışını RS-232 , Evrensel Seri Veri Yolu veya kablosuz gibi ortak bilgisayar arayüzlerine dönüştürmek için uygun bir cihaz kurulabilir veya satın alınabilir. Böyle bir dönüştürücü ile, ölçümler doğrudan bir elektronik tabloya , istatistiksel bir süreç kontrol programına veya benzer bir yazılıma girilebilir .
Seri dijital çıkış, üreticiler arasında farklılık gösterir. Ortak seçenekler
- Mitutoyo'nun Digimatic arayüzü. Bu, baskın isim marka arayüzüdür. Biçim, 13 küçük parça olarak düzenlenmiş 52 bittir.
- Sylvac arayüzü. Bu, ucuz, isimsiz markalı kumpaslar için ortak protokoldür. Format 24 bit 90 kHz senkrondur.
- Starrett
- Kahverengi ve Keskin
- Federal
- tesa
- Aldi. Format 7 BCD hanesidir.
- Mahr (Digimatic, RS232C, Kablosuz FM Radyo, Kızılötesi ve USB)
Kadranlı kumpaslar gibi, bir dijital kumpasın sürgüsü genellikle bir kol veya parmakla vida kullanılarak kilitlenebilir.
Bazı dijital kumpaslar kapasitif bir doğrusal kodlayıcı içerir . Kaydırıcıdaki baskılı devre kartına doğrudan bir çubuk deseni kazınmıştır . Kaliper ölçeğinin altında başka bir baskılı devre kartı da kazınmış bir çizgi deseni içerir. Bu baskılı devre kartlarının kombinasyonu iki değişken kapasitör oluşturur . İki kapasitans faz dışı. Kaydırıcı hareket ettikçe kapasitans doğrusal bir biçimde ve tekrar eden bir düzende değişir. Kaydırıcıya yerleşik devre, kaydırıcı hareket ettikçe çubukları sayar ve kaydırıcının kesin konumunu bulmak için kapasitörlerin büyüklüklerine dayalı doğrusal bir enterpolasyon yapar. Diğer dijital kumpaslar, soğutma sıvıları gibi kontaminasyon varlığında sağlam performans sağlayan endüktif bir lineer kodlayıcı içerir. Manyetik lineer kodlayıcılar, diğer dijital kumpaslarda da kullanılmaktadır.
mikrometre kumpas
Ölçüm için bir sürgü yerine kalibre edilmiş bir vida kullanan bir kumpas , harici bir mikrometre kumpas göstergesi , bir mikrometre kumpas veya daha sık olarak bir mikrometre olarak adlandırılır . (Bazen bu makaledeki diğer herhangi bir türe atıfta bulunan kumpas terimi , mikrometrenin aksine tutulur .)
Karşılaştırmak
Yukarıdaki kaliper türlerinin her birinin göreceli değerleri ve hataları vardır.
Sürmeli kaliperler sağlamdır ve uzun süreli hassasiyete sahiptir, soğutma suyuna dayanıklıdır, manyetik alanlardan etkilenmez ve büyük ölçüde darbeye dayanıklıdır. Hem santimetre hem de inç ölçeklere sahip olabilirler. Bununla birlikte, sürmeli kumpasların okunması için iyi bir görüş veya büyüteç gerekir ve uzaktan veya garip açılardan okunması zor olabilir. Son basamağı yanlış okumak nispeten kolaydır. Üretim ortamlarında, gün boyu sürmeli kumpasları okumak hataya açıktır ve çalışanlar için can sıkıcıdır.
Kadran kaliperlerinin okunması nispeten kolaydır, özellikle iğne hareketini sallayarak ve gözlemleyerek tam merkezi ararken. Karşılaştırmalar için herhangi bir noktada 0'a ayarlanabilirler. Genellikle şok hasarına karşı oldukça hassastırlar. Ayrıca dişlilerde kirlenmeye çok meyillidirler ve bu da doğruluk sorunlarına neden olabilir.
Dijital kumpaslar, santimetre ve inç sistemleri arasında kolayca geçiş yapar. Her iki yönde de tam sayım ile herhangi bir noktada kolayca sıfıra ayarlanabilirler ve ekran tamamen gizlenmiş olsa bile, ya bir "tut" tuşu kullanılarak veya ekranı sıfırlayarak ve çeneleri kapatarak ölçüm yapabilirler. doğru ölçüm, ancak negatif. Mekanik ve elektronik olarak kırılgan olabilirler. Çoğu ayrıca pil gerektirir ve soğutma sıvısına iyi direnç göstermez. Ayrıca sadece orta derecede darbeye dayanıklıdırlar ve kire karşı savunmasız olabilirler.
Kaliperler 0,01 mm veya 0,0005 inç çözünürlüğe kadar okuyabilir, ancak doğruluk 150 mm (6 inç) kaliperler için yaklaşık ±0,02 mm veya 0,001 inçten daha iyi olmayabilir ve daha uzun olanlar için daha kötü olmayabilir.
Kullanmak
İstenilen ölçünün alınabilmesi için parçaya doğru bir kumpas uygulanmalıdır. Örneğin, bir plakanın kalınlığını ölçerken, parçaya dik açılarda bir sürmeli kumpas tutulmalıdır. Yuvarlak veya düzensiz nesneleri doğru bir şekilde ölçmek için biraz alıştırma gerekebilir.
Bir kumpas kullanırken ölçümün doğruluğu, operatörün becerisine büyük ölçüde bağlıdır. Türü ne olursa olsun, bir kumpasın çeneleri, ölçülen parça ile temas etmeye zorlanmalıdır. Hem parça hem de kumpas her zaman bir dereceye kadar elastik olduğundan , kullanılan kuvvet miktarı göstergeyi etkiler. Tutarlı, sağlam bir dokunuş doğrudur. Çok fazla kuvvet, parça ve takım çarpıklığı olarak eksik göstergeye neden olur; çok az kuvvet yetersiz temas ve aşırı gösterge verir. Bu, mekanik avantaj sağlayan bir tekerlek içeren bir kaliper ile daha büyük bir problemdir . Bu, özellikle dijital kumpaslar, ayarsız kumpaslar veya kalitesiz ışınlı kumpaslar için geçerlidir.
Basit kumpaslar kalibre edilmemiştir; alınan ölçüm bir ölçekle karşılaştırılmalıdır. Ölçek, kumpasın bir parçası olsun ya da olmasın, tüm analog kumpaslar (vernierler ve kadranlar) en yüksek hassasiyeti elde etmek için iyi bir görüş gerektirir. Dijital kumpaslar bu alanda bir avantaja sahiptir.
Kalibre edilmiş kaliperler yanlış kullanılmış olabilir ve bu da sıfır kaybına neden olabilir . Bir kumpasın çeneleri tamamen kapalı olduğunda, elbette sıfırı göstermelidir. Aksi takdirde, yeniden kalibre edilmeli veya onarılmalıdır. Sürmeli bir kumpas, kalibrasyonunu kolayca kaybetmez, ancak kumpas çenesindeki ölçüm yüzeyindeki keskin bir darbe veya kazara hasar, sıfırın yerini alacak kadar önemli olabilir. Dijital kumpaslar, hızlı yeniden kalibrasyon için sıfır ayar düğmelerine sahiptir.
Sürmeli, kadranlı ve dijital kumpaslar, kullanışlılığını artıran aksesuarlarla birlikte kullanılabilir. Örnekler, derinlik ölçer olarak kullanışlılıklarını artıran bir taban ve delikler arasındaki merkez mesafesini ölçmeye izin veren bir çene ataşmanıdır. 1970'lerden bu yana, herhangi bir kumpasın arka tarafındaki hareketli çenenin akıllıca bir modifikasyonu, evrensel bir mikrometreye benzer şekilde, harici kumpas ölçümlerine ek olarak adım veya derinlik ölçümlerine izin verir (örn., Starrett Mul-T-Anvil veya Mitutoyo Uni- Mike).
sıfır hata
Sıfır hata ile sürmeli ölçek veya kumpas kullanma yöntemi, "gerçek okuma = ana ölçek + sürmeli ölçek - (sıfır hata)" formülünü kullanmaktır. Çeneler tam olarak kapatıldığında veya sadece birbirine değdiğinde 0,00 mm'de kalibrasyonu etkileyen darbeler nedeniyle sıfır hata oluşabilir. Pozitif sıfır hatası, sürmeli kumpasın çeneleri henüz kapatıldığında, okumanın 0,00 mm'lik gerçek okumadan uzakta pozitif bir okuma olduğu gerçeğini ifade eder. Okuma 0,10 mm ise, sıfır hata +0,10 mm olarak adlandırılır. Negatif sıfır hatası, sürmeli kumpasın çeneleri henüz kapatıldığında, okumanın 0,00 mm'lik gerçek okumadan negatif bir okuma olduğu gerçeğini ifade eder. Okuma -0,08 mm ise, sıfır hata -0,08 mm olarak adlandırılır.