X
تبلیغات
رایتل

دانش آموزان ممتاز

لطفا با ارائه سوالات خود ما را در این امر خیر یاری دهید

اندازه گیری با کولیس

جمعه 2 خرداد‌ماه سال 1393 10:56 ب.ظ نویسنده: محمد چاپ

اندازه گیری با کولیس 

اندازه گیری با کولیس
حدود 300 سال قبل یعنی در سال 1631 میلادی یک مهندس ریاضیدان فرانسوی به نام پیر ورنیه (1637-1580 میلادی) وسیله ای برای اندازه گیری طراحی کرد که بر اساس اختلاف بین دو تقسیم بندی کار می کرد. این وسیله بعدها به نام مخترع آن ورنیه نامگذاری شد. اساس آن به این صورت بود که اگر دو طول برابر به تقسیمات مساوی تقسیم کنیم و آنها را در مجاورت و انطباق با هم قرار دهیم تمام خطوط تقسیمات در امتداد همدیگر قرار می گیرند ولی چنان چه تقسیمات با هم مرتبط نباشد، خطوط در امتداد همدیگر واقع نخواهند شد.
قبل از ورنیه دانشمند پرتغالی به نام پدرونونیوس (1555-1492 میلادی) نیز طرح مقدماتی این‌وسیله را ارائه داده بود که به‌نام خودش‌نونیوس معروف‌است.
به‌وسیله ورنیه خواندن کسری از تقسیمات اصلی خط کش امکان پذیر می‌شود.
دقت وسایل اندازه گیری مجهز به ورنیه رابطه مستقیم با روش تقسیم بندی آن دارد.

کولیس ورنیه دار Nernier caliper:
کولیس به دلیل داشتن تنوع و سهولت در اندازه گیری یکی از مهم ترین ابزارهای اندازه گیری می باشند که تشکیل شده از دو قسمت ثابت و متحرک که قسمت ثابت آن یک خط کش مدرج به فک و شاخک ثابت و قسمت متحرک شامل کشویی است که به فک و شاخک متحرک و همچنین برای کم کردن لقی از ضامنی که در زیر کشو نصب شده است استفاده می شود.

نکاتی که در استفاده از کولیس باید رعایت کرد:
1- قبل از به کار بردن کولیس آن را با پارچه مخصوص (تنظیف) تمیز کنید و اطمینان حاصل کنید که قسمت های متحرک کولیس به راحتی حرکت کنند.
2- به کولیس فشار زیاد وارد نکنید چون باعث از دست دادن دقت آن می‌شود.
3- با بستن فکها و آزمایش، فاصله بین فکها در برابر نور، موازی بودن فکها قابل بررسی است.
4- برای اندازه گیری داخلی، شاخک های کولیس را باید آزمایش کرد که فرسوده نشده باشد.
5- تنظیم درجه بندی کولیس و فاصله آزاد بین قسمت هایی که روی هم می لغزند، با پیچ هایی که در کولیس پیش بینی شده قابل تنظیم است ولی اگر نیاز به تنظیم کلی داشت به قسمت تعمیرات بفرستید.
6- کولیس را در دست بگیرید و فک ثابت آن را به جلو برانید.
7- به منظور اندازه گیری خارجی، ابتدا دهانه کولیس را کمی بیشتر از اندازه قطعه باز کنید سپس فک ثابت را به یک ضلع قطعه مورد اندازه گیری تکیه دهید حال فک متحرک را به آرامی به ضلع دیگر قطعه کار نزدیک کنید و پس از تماس با قطعه کار، آندازه آن را بخواهید.
8- دقت کنید که در موقع خواندن اندازة جهت دید در راستای محل خواندن و عمود بر امتداد خط کش باشد.
9- برای تثبیت اندازه از پیچ قفل کننده ورنیه استفاده کنید.
10- برای اندازه گیری از نوک فکهای کولیس استفاده نکنید زیرا این محل به علت وجود لقی بین کشو و خط کش باعث خطای کسینوسی در اندازه گیری و همچنین خرابی کولیس خواهد شد.
11- در اندازه گیری خارجی (میله) و داخلی (سوراخ) عمود بودن امتداد فکها نسبت به محور قطعه کار الزامی است.

مقیاس ها:
خط کش بر حسب میلی متر درجه بندی و بر خسب میلی متر و یا سانتی متر عددنویسی می شود. طول درجه بندی باید حداقل برابر گستره اندازه گیری کولیس به اضافه طول ورنیه باشد.
خطوط درجه بندی خط کش و ورنیه باید راست، باریک، عمود به لبه خط کش و پهنای آن بین 08/0 و 18/0 میلی متر باشد. حداکثر بیراهی های مجاز از رابطه زیر محاسبه می شود.
e = حداکثر بیراهی مجاز قرائت بر حسب میکرومتر است 
L= طول اندازه گیری شده در گستره اندازه گیری برحسب میلی متر

سطوح اندازه گیر:
سطوح مربوط به اندازه گیری خارجی:
سطوح مربوط به اندازه گیری خارجی، باید با رواداری 5 میکرومتر در سراسر طول شان تخت باشند. این سطوح وقتی فکها باز و پیچ تثبیت بسته است، باید موازی یکدیگر باشند.
رواداری تراز آنها (t)، برحسب میکرومتر، از فرمول زیر محاسبه می شود:

که در آن، e حداکثر بیراهی مجاز قرائت است. مقادیر محاسبه شده. باید به نزدیکترین عدد تا 10 میکرومتر سرراست شوند.
جهت راحتی، مقادیر قطعی، مربوط به یک طول اندازه گیری شده مشخص در جدول زیر نشان داده شده است.

تقسیمات ورنیه در کولیس های میلیمتری
1- کولیس با دقت : در این نوع کولیس برای بدست آوردن دقت در صنعت به دو صورت عمل می شود.
الف) در این حالت، 9 میلیمتر از تقسیمات اصلی خط کش را در روی ورنیه به 10 قسمت مساوی تقسیم می کنند.
بنابراین تقسیمات روی ورنیه برابر با 9/0 میلی متر خواهد بود و اختلاف هر یک از تقسیمات خط کش با تقسیمات ورنیه که همان دقت کولیس است برابر با می باشد.

ب- در این حالت 19 میلیمتر از تقسیمات اصلی خط کش را در روی ورنیه به 10 قسمت مساوی تقسیم می کنند، در نتیجه ارزش هر یک از تقسیمات ورنیه بــه اندازه 9/1 میلی متر بوده و اختلاف هر دو فاصله از تقسیمات خـــط کش (‌2میلی متر) با هر یک از تقسیمات ورنیه (mm9/1) برابر است با 1/0=9/1-2 درنتیجه دقت کولیس با دقت 1/0 میلی متر می باشد

دقت کولیس ورنیه دار: دقت اندازه گیری کولیس های ورنیه دار به دقت خطکش مدرج و تعداد تقسیمات ورنیه روی کشوی آنها بستگی دارد. دقت انواع کولیس‌های ورنیه دار را می توان از رابطه زیر حساب کرد.

a= دقت خط کش مدرج
b= دقت کولیس
در کولیس های میلی متری معمولاً دقت خط کش مدرج 1 میلی متر و تعداد تقسیمات ورنیه آنها 10، 20، و یا 50 است، پس با توجه به رابطه بالا دقت اندازه گیری آنها به ترتیب 1/0، 05/0 و 02/0 میلی متر خواهد بود و اختلاف هر یک از تقسیمات خط کش با تقسیمات ورنیه برابر و درنتیجه دقت کولیس 05/0 میلی متر خواهد بود.


روش خواندن کولیس: برای خواندن اندازه کولیس به شرح زیر عمل می شود:
• تشخیص دقت کولیس که از تقسیم دقت خط کش کولیس به تعداد تقسیمات ورنیه به دست می آید.
• اگر خط صفر ورنیه در راستای یکی از تقسیمات اصلی خط کش قرار گیرد، عدد خوانده شده از روی تقسیمات اصلی خط کش عدد صحیح بوده نیازی به خواندن ورنیه نیست.
• در صورتی که خط صفر ورنیه در راستای تقسیمات اصلی قرار نگیرد، ابتدا به کمک خط صفر ورنیه از روی خط کش اندازه تقسیمات اصلی واقع در سمت چپ خوانده می شود؛ سپس با نگاه کردن به ورنیه خطی از تقسیمات آن را که در راستای یکی از تقسیمات اصلی خط کش قرارز دارد مشخص می‌کنند و تعداد خطوط سمت چپ ورنیه را در دقت کولیس ضرب و حاصل را با اندازه صحیح خوانده شده از خط کش جمع می کنند.

روش کار بال کولیس: برای اندازه گیری با کولیس به شرح زیر عمل کنید.
• کولیس را ببندید و صفر بودن آن را از روی ورنیه و موازی بودن فکها را از طریق عبور نور کنترل کنید.
• کولیس را مطابق شکل 11-4 در دست بگیرید و فک ثابت آن را به جلو برانید.
• به منظور اندازه گیری خارجی، ابتدا دهانه کولیس را کمی بیشتر از اندازه قطعه باز کنید؛ سپس فک ثابت را به یک ضلع قطعه مورد اندازه گیری تکیه دهید. حال فک متحرک را به آرامی به ضلع دیگر قطعه کار نزدیک کنید و پس از تماس به قطعه کار، اندازه آن را بخوانید.
• دقت کنید که در موقع خواندن اندازة جهت دید در راستای محل خواندن و عمود بر امتداد خط کش باشد.
• برای تثبیت اندازه از پیچ قفل کننده ورنیه استفاده کنید.
• برای اندازه گیری از نوک فلک‌های کولیس استفاده نکنید، زیرا این محل به علت وجود لقی بین کشو و خط کش باعث خطای کسینوسی در اندازه‌گیری و همچنین خرابی کولیس خواهد شد.
• در اندازه گیری داخلی ابتدا دهانه کولیس را کمی بزرگتر از اندازه مورد نظر باز کنید؛ سپس شاخک ثابت آن را به یک طرف قطعه مورد اندازه‌گیری تکیه دهید و شاخک متحرک را به طرف دیگر قطعه کار نزدیک کنید و پس از چسبیدن به کار اندازه آن را بخوانید. به منظور قرارگرفتن فک متحرک روی قطر سوراخ قطعه کار باید حرکت گردشی توأم با نوسانی داشته باشد .
• در اندازه گیری خارجی (میله) و داخلی (سوراخ) عمود بودن فکها نسبت به محور قطعه کار الزامی است.
توصیه های نگهداری و حفاظتی
کولیس وسیله اندازه گیری حساس و گران است؛ بنابراین آن را در کنار ابزارهای کارگاهی مانند سوهان، چکش و … قرار ندهید.
• از افتادن و ضربه خوردن کولیس و اعمال فشار غیرضروری به آن جلوگیری کنید، زیرا باعث ایجاد خطای کسینوسی در اندازه گیری خواهد شد.
• از به کار بردن کولیس برای اندازه گیری قطعات در حال گردش خودداری کنید.
• هرگز از نوک فکها و شاخکها به عنوان سوزن خط کشی استفاده نکنید.
• برای گرفتن لقی بین خط کش و کشویی در کولیسها از خار برنجی استفاده می شود. این خار لقی بین سطوح تماس را می گیرد. از وجود خار در کولیس قبل از اقدام به اندازه گیری اطمینان حاصل کنید. در صورت عدم وجود خار، کولیس از کالیبره بودن خارج می شود و اندازه های به دست آمده صحیح نخواهد بود.
• پس از استفاده از کولیس و اتمام عمل اندازه گیری، آن را با پارچه تنظیف کنید تا براده و سایر عوامل مخرب روی آن باقی نماند.
کولیس با دقت 5/0 ( میلیمتر)، در این کولیسها تقسیم بندی ورنیه مانند کولیس با دقت میلیمتر و به دو صورت انجام می گیرد.
الف – در نوع اول، 19 قسمت (19 میلیمتر) از تقسیمات اصلی خط کش در روی ورنیه به 20 قسمت تقسیم می شود. بنابراین ارزش تقسیمات ورنیه برابر با از 19 میلیمتر خواهد بود و اختلاف هر یک از تقسیمات خط کش با تقسیمات ورنیه برابر و در نتیجه دقت کولیس 05/0 خواهد بود.

ب – در نوع دوم، برای اینکه فاصله های تقسیمات ورنیه زیادتر و در نتیجه خطای دید کمتر شود به جای 19 میلیمتر، 39 میلیمتر از تقسیمات اصلی خط کش را در روی ورنیه به 20 قسمت مساوی تقسیم می کنند. در نتیجه هر یک از تقسیمات ورنیه به اندازه بوده و اختلاف هر دو فاصله از تقسیمات خط کش (2 میلیمتر) با هر یک از تقسیمات ورنیه برابر 05/0=95/1-2 درنتیجه دقت کولیس 05/0 میلیمتر می باشد.
کولیس با دقت 02/0 میلیمتر ( میلیمتر): در این نوع کولیس 49 میلیمتر از تقسیمات اصلی خط کش در روی ورنیه به 50 قسمت مساوی تقسیم می شود بنابراین دقت هر قسمت روی این ورنیه برابر با از 49 میلیمتر یعنی خواهد بود و اختلاف هر یک از تقسیمات خط کش با تقسیمات ورنیه برابر 02/0=98/0-1 و در ورنیه دقت کولیس 02/0 میلیمتر خواهد بود.

تقسیمات ورنیه در کولیس های اینچی:
1- کولیس با دقت 
طراحی این نوع کولیس ها به دو روش زیر انجام می پذیرد:
الف – در کولیسهای اینچی خط کش بر حسب اینچ مدرج شده و هر اینچ را نیز به 16 قسمت تقسیم نموده اند. بنابراین فاصله هر یک از تقسیمات اصلی خط کش در این کولیس ها اینچ می باشد.
در کولیس های اینچی با دقت اینچ: در روی ورنیه این نوع کولیسها 7 قسمت از تقسیمات اصلی خط کش یعنی اینچ را روی ورنیه به 8 قسمت مساوی تقسیم کرده اند، بنابراین فاصله هریک از تقسیمات ورنیه بوده و درنتیجه اختلاف هر یک از تقسیمات خط کش با تقسیمات ورنیه خواهد بود. بنابراین، دقت اندازه گیری در این کولیسها اینچ می باشد.
ب: در این حالت 15 قسمت از تقسیمات اصلی خط کش یعنی اینچ را روی ورنیه به 8 قسمت مساوی تقسیم کرده اند بنابراین فاصله هر یک از تقسیمات ورنیه بوده و درنتیجه اختلاف هر یک از تقسیمات خط کش با تقسیمات ورنیه خواهد بود.
برای خواندن این کولیسها ابتدا اندازه را روی خط کش مدرج بر حسب اینچ و تقسیمات اینچ خوانده سپس مقدار کسری از تقسیمات اصلی خوانده شده از ورنیه را به آن اضافه می کنیم. برای تعیین کسری که ورنیه نشان می دهد، بایستی بین صفر ورنیه و خطی که مقابل یکی از تقسیمات اصلی قرار دارد را در عدد اینچ ضرب نمود.
2- کولیس با دقت با ورنیه 25 قسمتی
در این کولیسها خط کش بر حسب اینچ را به 40 قسمت مساوی تقسیم و هر جزء آن را به چهار قسمت مساوی تقسیم می کنند که در نتیجه فاصله هر یک از تقسیمات روی خط کش برابر 025/0 اینچ خواهد بود. و برای تقسیم بندی ورنیه آن به دو روش زیر عمل می گردد.
الف: 24 قسمت از خط کش در روی ورنیه به 25 قسمت مساوی تقسیم می‌گردد، بنابراین ارزش تقسیمات ورنیه برابر با می گردد در این صورت اختلاف بین درجه بندی خط کش و ورنیه برابر با: می گردد و درنتیجه دقت کولیس برابر 001/0 اینچ می‌باشد.
ب: در این حالت 49 قسمت از خط کش را به 25 قسمت مساوی تقسیم می‌کنند درنتیجه دقت کولیس 001/0 اینچ می باشد.


2- کولیس با دقت اینچ با ورنیه 50 قسمتی
در این کولیسها هر اینچ را به 20 قسمت مساوی تقسیم می کنند، در نتیجه فاصله هر قسمت روی خط کش برابر اینچ خواهد بود. آنگاه 49 قسمت از خط کش را به 50 قسمت مساوی تقسیم می کنند بنابراین دقت درجه بندی ورنیه برابر خواهد بود. در این صورت اختلاف بین خطوط خط کش و خطوط ورنیه برابر است با و درنتیجه دقت این کولیس نیز برابر 001/0 اینچ می باشد. با توجه به اینکه هر دو نوع کولیس با ورنیه 25 قسمتی و ورنیه 50 قسمتی دارای دقت 001/0 اینچ می باشند اما خواندن کولیس با ورنیه 50 قسمتی راحت تر از خواندن کولیس با ورنیه 25 قسمتی می باشد. زیرا تقسیمات کولیس با ورنیه 50 قسمتی دارای فضای بیشتری می باشد.
انواع کولیس
کولیس از لحاظ ساختمانی و کاربردهای خاص نیز دارای انواع متنوع به شرح زیر می باشد:
کولیس ورنیه ای باریک داخل سنج
از این کولیس برای اندازه گیر عمق یا سوراخ کوچک و شیار و شکاف استفاده می شود طول فک 70 میلیمتر می باشد.
کولیس ورنیه دار با فک های موازی و مشابه With parallel jaws
برای اندازه گیری ابعاد تا عمق 32 میلیمتر با فک های باریک به عرض 6 میلیمتر طراحی شده است.
کولیس ورنیه با فکهای نوک تیز with pointed jaws
برای اندازه گیری شیارها (شکافها) باریک طراحی شده است.
کولیس با فک های تیغه ای With blade jaws
فک های اندازه گیر این نوع کولیس از نوع تیغه می باشد که برای اندازه گیری شیار باریک استفاده می شود برای طول عمر بیشتر فکهای اندازه گیر بیرونی نوک آن را از کاربید تهیه می کنند.

کولیس با فک ثابت میله ای جهت (لوله) Tube Vernier calipers
کولیس ورنیه دار با فک ثابت که از نوع میله ای است برای اندازه گیری لوله بیشتر از 3 میلیمتر به طور ویژه ای طراحی شده است طول و عمق فک میله ای 32 میلیمتر و برای دقت بیشتر کولیس از فولاد ضدزنگ ساخته می شود.
کولیس ورنیه با فکهای کشویی و قابل تعویض: جهت اندازه گیری سطوح غیرهم سطح از یکدیگر جهت اندازه گیری فاصله از لبه تا مرکز کار و هم چنین فاصله مرکز به مرکز روی یک سطح یا سطح غیریکسان.
کولیس دارای صفحه مدرج (ساعتی) برای اندازه گیری با نیروی کم
Dial Calipers, Low measuring force
کولیس ساعتی برای اندازه گیری های محصولات پلاستیکی با نیروی اندازه گیر ثابت و کم که خطای شخص را از بین می برد بطور ویژه ای طراحی شده است نیروی مناسب معادل 50 الی 100 گرم (N98/0 – N49/0) می باشد دارای غلطک برای تنظیم مناسب است.
کولیس ورنیه دار قلاب دار Vernier calipers, Neck
جهت اندازه گیری بیرونی (خارجی) که در آن برای اندازه گیری فقط از سرفک‌ها استفاده می شود (طول فک 5/33 میلیمتر می باشد.)


کولیس ورنیه دار باریکه Vernier caliper, Neck
این نوع کولیس مانند کولیس قبلی است اندازه نوک اندازه گیر آن 4/2 میلیمتر با انتهای مخروطی 5/0 میلیمتر می باشد.
کولیس ورنیه دار با فکهای کوتاه vernier calipers with Hooked Jaws
جهت اندازه گیری پهنای شیارها در داخل سوراخهای بالای 30 میلیمتر بکار می‌رود. برای اندازه گیری های داخلی مقدار 10 میلیمتر به عدد فوق اضافه می‌کنیم.
کولیس ورنیه دار شیار Groove vernier calipers
جهت اندازه گیری پهنای شیارها در داخل سوراخهای بالای 30 میلیمتر استفاده می شود دارای پیچ تنظیم ظریف می باشدذ. ضخامت فک این نوع کولیسها 1 میلیمتر می باشد.
کولیسهای انتقال اندازه و خط کش:
Precision markiny calipers and beam tram mels
که از آنها جهت انتقال اندازه و عمل خط کشی روی قطعات استفاده می شود که فکهای آنها بسیار سخت و محکم می باشد که در اثر عمل خط کشی از بین نمی روند و نوک آنها نیز بسیار تیز بوده تا در داخل کار فرو رفته و از لغزش در هنگام خط کشی جلوگیری بعمل آید. هر دو فک این کولیسها متحرک می باشد تا بتوان در موقع استفاده موقعیت مناسبی را برای عملکرد آن تنظیم نمود.
کولیس عمق سنج با زبانه سوزنی With interchangeable pin
جهت اندازه گیری سوراخهای کوچک و شیارهای نازک مناسب هستند.
کولیس عمق با پین عرضی With transverse pin
جهت اندازه گیری عمق یا به عبارت دیگر ارتفاع یک سوراخ داخلی پس نشسته در داخل کار می باشد.
کولیس ارتفاع سنج (Vernier Heightr Gage)
کولیس ارتفاع سنج برای اندازه گیری ارتفاع پله ها و قطعات مورد استفاده قرار می گیرد و شامل قسمتهیا زیر می باشد.
الف- پایه کولیس، که جنس آن از فولاد ریخته شده بوده و کف آن کاملاً سنگ زده شده است.
ب- خط کش، که روی آن برحسب اینچ یا میلیمتر مدرج شده است و برای خواندن اندازه به صورت ستونی و عمودی روی پایه قرار گرفته شده.
قسمتهای دیگر عبارتند از، لبه تیز برای دقت در اندازه گیری، پیچ قفل کشو، پیچ قفل ورنیه، کشو، ورنیه و غیره.
به منظور سوار کردن ساعت اندازه گیری روی کولیس ارتفاع سنج نگهدارنده مخصوصی طبق شکل زیر پیش بینی شده است با سوار کردن ساعت روی نگهدارنده کولیس، توانایی اندازه گیری ارتفاع سنج افزایش پیدا می کند.

کالیبره کردن و کنترل کولیس Caliper checker
این وسیله که برای کنترل کولیسهای ورنیه دار و کولیسهای ساعتی تا اندازه 300 میلیمتر طراحی و ساخته شده اند به این گیج بلوکها از قالبهای سخت ساخته شده اند منظور اندازه گیری های مشخص و برای برطرف کردن کارهای پرزحمت ارائه شده اند.
این گیج بلوکها بصورت انبوه وجود دارد که با اندازه های دلخواه می توان کولیس را کنترل کرده این کنترل گر کولیس می تواند بصورت افقی برای کنترل کولیس و به صورت عمودی آن برای کنترل گیج های ارتفاع استفاده شود. این کنترل کننده های کولیس مخصوصاً برای کنترل دوره ای و اندازه گیریهای ابزارهای موجود در یک کارگاه ایده ال هستند تکه های کنترل کننده عبارتند از mm300 و 250 و 200 و 150 و 100 و 50 و 20 دقت این تکه ها می‌باشد.
کولیس ساعتی Dial Caliper: این کولیس نیز مانند کولیس ورنیه دار یک اندازه گیر مکانیکی است که از یک خط کش و یک کشوئی تشکیل شده است ولی بجای ورنیه دارای ساعت است (منظور از ساعت سیستمی که از نظر ظاهر شبیه به ساعت است) نحوه کار آن به این صورت است که چرخدنده داخل ساعت با دنده شانه ای روی خط کش درگیر است و ضمن حرکت کشویی، عقربه متصل به چرخدنده، روی صفحه مدرج ساعت حرکت کرده و اندازه هائی را نشان میدهد. کولیس ساعتی در دقت های مختلف می تواند وجود داشته باشد ولی رایج ترین دقتهای موجود mm05/0 و mm01/0 و in001/0 می باشد برای تشخیص دقت آنها، کشوئی را حرکت داده تا عقربه یکدور کامل بچرخد آنگاه مقدار حرکت کشوئی را روی خط کش خوانده و بر تعداد تقسیمات صفحه تقسیم کرده دقت کولیس بدست می آید.
کولیس ساعتی با دقت 1/0 میلیمتر: صفحه ساعت در این نوع کولیس ساعتی صد قسمتی و در هر دور گردش عقربه ساعت، کشویی کولیس که ساعت روی آن قرار دارد ده میلی متر جابجا می گردد. بنابراین دقت کولیس mm1/0=100:10 خواهد شد. طرز خواندن کولیس ساعتی به این صورت است که اعداد 10، 20، 30، … که مضربی از ده هستند را روی خط کش کولیس و اعداد مابین 10 و 20 یا 20 و 30 را روی ساعت می خوانند.
2- کولیس ساعتی با دقت 05/0 میلیمتر
در این کولیس به ازاء 5 میلیمتر باز شدن کولیس عقربه ساعت یک دور کامل گردش می کند و چون محیط صفحه به 100 قسمت مساوی تقسیم شده است دقت کولیس mm05/0=100:5 خواهد شد. روی صفحه در دو دور عددنویسی شده است دور اول از 0 تا 5 و دور دوم از 5 تا 10 یعنی وقتی عقربه دو دور گردش کرد فک متحرک متصل به کشوئی کولیس از فک ثابت ده میلیمتر فاصله میگیرد. برای خواندن ابتدا به خط کش کولیس نگاه کرده و وقتی عدد مضرب‌دهی که نزدیکتر به فک متحرک است خوانده می شود آنگاه عدد زیر عقربه ساعت خوانده شده و با عدد قبلی جمع می گردد. فقط باید توجه داشت چنانچه فک متحرک قبل از خط وسط مابین دو عدد روی خط کش قرار داشت اعدادی که در دور اول صفحه ساعت قرار دارند خوانده می شود و اگر بعد از خط وسط باشد اعداد دور دوم باید قرائت گردند.
کولیس ساعتی با دقت 01/0 میلیمتر:
این نوع کولیس دارای صفحه ساعتی صد قسمتی بوده و به ازاء یک دور گردش عقربه، کشویی کولیس 1 میلیمتر جابجا می شود از اینرو دقت آن برابر mm01/0=100:1 میلیمتر می شود. در این نوع کولیس میلیمترها روی خط کش کولیس و اجزاء میلیمتر روی ساعت خوانده می شود.
کولیس ساعتی با دقت 02/0 میلیمتر:
در این کولیس به ازاء 1 میلیمتر باز شدن کولیس، عقربه به نیم دور و به ازاء 2 میلیمتر بازشدن عقربه دور کامل گردش می کند چون نیم دور صفحه به 50 قسمت و یک دور کامل آن به 100 قسمت مساوی تقسیم شده است بنابراین دقت اندازه گیری کولیس 02/0 میلیمتر خواهد بود.

کولیس ساعتی با دقت 001/0 اینچ:
در این کولیس، هر اینچ روی خط کش به ده قسمت مساوی تقسیم شده بنابراین هر فاصله روی خط کش می‌باشد عددنویسی خط کش مانند خطکش کولیس ورنیه ای 001/0in میباشد صفحه ساعت دویست قسمتی است و در هر دور گردش عقربه فک متحرک به اندازه دو فاصله روی خط کش جابجا می گردد و بهمین دلیل دقت آن برابر می شود روی صفحه ده در میان از صفر تا صد دوبار تکرار می گردد. دهم های اینچ روی خط کش و هزارم های اینچ روی ساعت خوانده می شوند.

کولیسهای دیجیتالی
امروزه ما در صنعت برای ساخت و تولید قطعات باید دقت خاص را داشته باشد و وسیله ای را به کار بریم تا هدف ما که همان توسعه و پیشرفت صنعت است برآورده سازد. برای به دست آوردن یک وسیله اندازه گیری مناسب و دقیق بعد از سالها تجربه و تلاش وسیله ای به نام کولیس دیجیتالی ساخته شد که این کولیس دارای درجه بندی و دقت نسبتاً زیاد است. دقت این کولیسها 01/0 میلیمتر یا 0005/0 اینچ است که می تواند این نوع کولیس اندازه قطعه را اشکار و بدون هرگونه اشتباهی روی صفحه نشان دهنده (نمایش دهنده) که روی ورنیه کولیس قرار دارد نمایان سازد.
کولیس دیجیتالی مخصوص 
کولیسهای دیجیتالی خود نیز بر حسب شکل ظاهری و عملکرد هر یک در صنعت به کولیس دیجیتالی انیورسال، کولیس دیجیتال ظریف سنج و کولیس دیجیتالی عمق سنج و کولیس دیجیتالی مخصوص تقسیم بندی می شود.

اساس عملکرد کولیسهای دیجیتال
طرز عمل بیشتر وسایل اندازه گیری بستگی به اصول مقدماتی الکتریکی دارد. یکی از این وسایل کولیس دیجیتالی است که دارای دقت زیادی در اندازه گیری می باشد، عملکرد این کولیسها بر اساس خاصیت فیزیکی بنا نهاده شده است. و این خاصیت فیزیکی پس از طی مراحلی تبدیل به خواص الکتریکی می شود. در این کتاب ابتداء عملکرد این نوع کولیسها را به طور کلی بیان کرده سپس به جزئیات و عملکرد هر یک از قسمتهای آن پرداخته می شود.

عملکرد کلی کولیس دیجیتالی
طرز کار کولیسهای دیجیتالی از طریق نیروهای میدان مغناطیسی می باشد. در خط کش این کولیسها یک نوار مغناطیسی که تقریباً شبیه نوارهای مغناطیسی ضبط صوت (کاست) است، وجود دارد، که در این نوار مغناطیسی به ازای هر یک یا دو میلیمتر میله های کوچک مغناطیسی شده وجود دارد.
برروی ورنیه این کولیس یک هد (ترانسدیوسر) وجود دارد. که طرز عمل آن شرح داده می شود.
وقتی دهانه کولیس را باز می کنیم نیروی مغناطیسی وارد بر ترانسدیوسر تغییر می کند و این ترانسدیوسر این تغییرات مغناطیسی را به شکل پالسهای الکتریکی تبدیل می کند و صفحه کامپیوتری (شماره گر رقمی) داده و در نهایت اندازه ها را با دقت (01/0 میلیمتر) نشان داده می شود.
شمارش گر کولیس دیجیتالی
شماره گر قیاسی مدرج، ساعتی و یا خط کشی ساده هستند. و بخاطر اینکه دقت آنها برای خواندن ارقام کم است در بسیاری اوقات دو نفر جداگانه میتوانند عددی را بخوانند و به مقادیر مختلفی از محاسبات برسند. برای اینکه درصد این گونه خطاها در کولیس دیجیتالی کم شود از شمارش گر رقمی استفاده شده است.
با شمارگر رقمی، مقدار کمیت اندازه گیری شده مستقیماً با یک سری رقمها نشان داده می شود. طرز عمل ماشین حسابهای الکترونیکی احتمالاً یکی از آشناترین مثالها در این مورد است. به این معنا که اختلاف نظر، دیگر مسئله ای نیست و افراد مختلف اندازه های یکسانی را می خوانند.
در کولیس دیجیتالی به ازای هر 0.01 میلیمتر یا 0.005 اینچ ترانسدیوسر یک پالس ایجاد می کند. که البته شمارشگر این تعداد پالسها را می شمارد و ضربدر عدد 0.01 می کند، عدد بدست آمده مقدار فاصله بین دو فک کولیس می باشد، که به ازای هر 100 پالس، یعنی ما مقدار یک میلیمتر دهانه کولیس را باز کردیم حال این عدد بدست آمده برروی رقم نما نمایش داده می شود.
اساس عملکرد کولیسهای دیجیتال:
در کولیسهای دیجیتال به منظور انجام عمل اندازه گیری از عناصری به نام ترانسدیوسر استفاده می شود.

تعریف ترانسدیوسر:
به کلیه قطعات و عناصری که قابلیت تبدیل نمودن خواص فیزیکی به خاصیت الکتریکی را دارا می باشند ترانسدیوسر گویند.
انواع ترانسدیوسر:
این سنسورها که به عنوان نوعی مبدل عمل میکنند از لحاظ نوع انرژی که تبدیل میکنند. به انواع مختلف تقسیم می شوند:
1- سلول فتوالنریک: که نور را به الکتریسته تبدیل می کنند. و در حوزه‌های وسیع فرکانسی نورهای مرعی و غیرمرئی نظیر مادون قرمز و ماورای بنفش تبدیل می کنند.
2- پیزوالکتریک: که فشار حاصل از نیروهای آکوستیکی و امواج صوتی را به سیگنالهای الکتریکی تبدیل می کنند.
3- ویسکوزیته: برای سنجش غلظت مورد استفاده قرار می گیرد.
4- اولتراسونیک: برای تبدیل و انتشار امواج مافوق صوت به کار میرود.
5- مکانیکی: که از طریق تحرک میان اجزای ثابت و متحرک انرژی مکانیکی به انرژی الکتریکی تبدیل می شود.
6- سنسور مایکروویو: که قابلیت انتشار و دریافت سیگنالهای مایکروویو را دارا می باشد. 
7- ترموالکتریک: برای تبدیل نمودن انرژی حرارتی به جریان الکتریکی استفاده می شود.
8- رادیواکتیویته: به منظور اندازه گیری سطح آلودگی هوا مورد استفاده قرار می گیرد.
9- سنسورهای اثرهال: کاربرد این سنسور در اندازه گیری میزان شدت میدان های مغناطیسی به کار می رود.
تشریح نحوه عملکرد سنسور هال در مجموعه فوق:
هنگامی که بازوی محرک روی سطح مدرج حرکت می کند مجموعه اندازه گیری فوق را نیز با خود جا به جا می کند و ترانسدیوسر به کار رفته در قسمت تحتانی این مجموعه نیز متناسب با تغییر فاصله بازوی محرک به فک ثابت جابه جا می شود که طی این جابجائی سطح سنسور هال با سطح مدرج که دارای خاصیت مغناطیسی می باشد در تماس است. قسمت های مغناطیسی این سطح در غالب شیارهائی بسیار نازک می باشد که در کنار هم با فاصله‌هائی ثابت و برابر گرفته اند که شدت میدان مغناطیسی ایجاد شده در نقاط مختلف این سطح متفاوت می باشد. با عبور روزنه های موجود در سطح سنسور، از روی شیارهای مغناطیس شده، میدان مغناطیسی بطور عمودی به نواحی روزنه دار برخورد نموده و در اثر القاء، ولتاژ الکتریکی در دو لبة این سنسور ایجاد می شود که میزان آن در حدود میکروولت می باشد. لذا به دلیل اینکه این سطح ولتاژ بسیار پائین ایجاد نموده و نیاز به تقویت بسیار زیادی دارد مجموعه ای از این سنسورها را در کنار یکدیگر قرار داده و با هم سری می کنند. و با این کار باعث افزایش ولتاژ تا سطح میلی ولت می شود و همچنین باعث می شود تا واحد مبدل آنالوگ به دیجیتال به راحتی سطوح ولتاژ تولید شده را دریافت نموده و مانند یک سیستم ولت متر تغییرات دامنة ولتاژ تولیدی را در حوزة زمان به اطلاعات رقمی جهت نمایش روی صفحة LCD (صفحه کریستال مایع) تبدیل نماید. اطلاعات نمایش داده شده روی صفحه دیجیتال بیانگر تغییرات فاصله می باشد.
همچنین به منظور بالا بردن دقت و. حساسیت اندازه گیری، فرم قرارگیری روزنه‌ها روی سطح سنسور هال به گونه ای می باشد که با کوچکترین جابجائی امکان قرارگیری هر یک از روزنه ها روی سطح شیارها فراهم آید. با حرکت قسمت متحرک به سمت چپ به دلیل کاهش شدت میدانهای مغناطیسی موجود القاء شونده به سطح سنسور، ولتاژ تولیدی توسط این سنسور نیز کاهش یافته و عدد نمایش داده شده روی LCD به عدد صفر نزدیکتر می شود و در صورت ایجاد حرکت عکس میزان عدد نمایش داده شده افزایش می یابد که حداکثر مقدار عدد افزایش یافته بستگی به میزان توسعه یا محدودیت درجه بندی کولیس دارد.
در کولیس دیجیتال موجود از ترانسدیوسر اثر هال استفاده شده است. که در اینجا ابتدا به تشریح مختصر اساس عملکرد این پدیده و سپس به کارگیری آن در نوع کولیس می پردازیم.
پدیدة هال بیانگر این قانون است که اگر از مواد خاصی که در طبیعت موجود می باشد سیگنال الکتریکی dc عبور داده و ماده را در معرض القای میدان مغناطیسی قرار دهیم. در دو سر ماده القاء می شود. که میزان دامنة آن با شدت میدان مغناطیسی رابطة مستقیم دارد و جهات میدان مغناطیسی – جریان عبوری از ماده و ولتاژ تولید شده در دو سر ماده نسبت به هم عمود می باشند.
قسمتهای تشکیل دهندة واحد اندازه گیری در این نوع کولیس دیجیتال عبارتند از:
1- واحد نمایشگر: که یک صفحه دیجیتالی از نوع LCD می باشد.
2- واحد کنورتور: که وظیفه آن تبدیل سیگنالهای آنالوگ به سیگنالها یا اطلاعات دیجیتال که این تغییرات آنالوگ همان تغییرات ولتاژ تولیدی توسط سنسور هال است می باشد.
3- واحد ترانسدیوسر: که یک سلول یا سنسور اثر هال می باشد که در اثر جابحائی وظیفه تبدیل میدانهای مغناطیسی با شدتهای مختلف را به ولتاژ الکتریکی به عهده دارد.
4- سطح مدرج کولیس: که این بخش به طور عمومی به عنوان یکی از اجزا اصلی تمام کولیسها محسوب می شود که در این نوع علاوه بر استفاده به عنوان یکی از اجزاء اصلی تمام کولیسها محسوب می شود که در این نوع علاوه بر استفاده به عنوان سطح مدرج دارای سطوح جانبی مغناطیسی نیز بوده و به صورت خطی و با فاصله های معین و ثابت مغناطیسی شده اند.
کولیس دیجیتال انیورسال: این نوع کولیس مانند تمام کولیسهای دیگر از قسمتهای زیر تشکیل شده است.
1- خط کش که به سر آن دو فک ثابت داخلی و خارجی متصل است.
2- ورنیه که به یک سر آن دو فک متحرک داخلی و خارجی متصل است و روی ورنیه دستگاه و صفحه ای شبیه ماشین حساب یا ساعت کامپیوتری وجود دارد که می تواند اندازه قطعات را روی صفحه خود نمایان سازد، همچنین روی ورنیه کولیس دکمه ای جهت صفر کردن صفحه کولیس در هر حالت وجود دارد و به پشت ورنیه تیغه ای جهت اندازه گیری عمق سوراخها وجود دارد که به همراه ورنیه حرکت می نماید.
در شکل زیر نمونه ای از این کولیس را که برای اندازه گیری داخلی و خارجی و عمق قطعات به کار می رود را مشاهده می نمایید. در ضمن این نکته را یادآور می‌شویم که چون در این نوع کولیسها اندازه قطعه به صورت ارقام و اعداد روی صفحه ورنیه نمایان می شود بنابراین خطاهای احتمالی در اندازه گیری و خواندن را کاهش داده و عمل خواندن را راحت تر می سازد.
از کولیسهای دیجیتالی می توان برای مشخص ساختن مقدار انحراف اندازه یک سری از قطعات تولید شده مشابه بکار برد برای این منظور دهانه کولیس را به اندازه اسمی قطعه باز نمود و سپس اندازه تنظیم شده را روی صفحه نمایش را صفر می نمائیم و حال می توان یک سری از قطعات مشابه را اندازه گیری نمود و فقط مقدار انحراف را چه از نظر کوچکی یا بزرگی روی صفحه نمایش مشاهده کرد.
نظرات (0)
برای نمایش آواتار خود در این وبلاگ در سایت Gravatar.com ثبت نام کنید. (راهنما)
نام :
ایمیل (پنهان میماند) :
وب/وبلاگ :
متن نظر :