میکرومتر و کولیس چیست؟
یکی از
ابزارهای دقیق در اندازه گیری کولیس است. کولیس ابزاری است که با آن ما می توانیم اندازه ای تا 1 میلیمتر را اندازه گیری کنیم. کولیس تشکیل شده است از یک خط کش اصلی که روی آن تقسیم بندی انجام شده که می توانند به صورت میلیمتری یا اینچ باشد. دوم، فک ثابت کولیس می باشد، سوم، فک متحرک کولیس، چهارم، شاخک های داخل سنج است، پنجم، شاخک عمق سنج است، ششم یکسری اندازه گیری روی فک متحرک کولیس است که به آن ورنیه می گویند.
اولین تفاوت کولیس ها در طول خط کش آنها می باشد، دومین تفاوت در دقت اندازه گیری آن ها می باشد که با هم فرق می کند و از نظر دقت اندازه گیری به سه دسته تقسیم می شوند: کولیس 1/0 2 – کولیس 05/0 3 – کولیس 02/0
انواع کولیس
کولیس داخلی (Inside caliper)
این نوع از کولیس برای اندازه گیری ابعاد داخلی اشیاع به کار می رود. کولیس بالایی در شکل به صورت دستی تنظیم می شود. ابتدا به آرامی به آن ضربه می زنیم تا به داخل شی برود سپس پیچ آن را باز نموده تا پایه های آن کاملا گیر دار شده و ابعاد را مطالعه می کنیم. کولیس پایینی در شکل به وسیله پیچ قابل تنظیم است که بدون تکان دادن وسیله از محل اندازه گیری قابل قرائت می باشد.
کولیس خارجی (Outside caliper)
این دسته از کولیس ها برای اندازه گیری ابعاد خارجی به کار می روند. به کارگیری این وسیله قابلیت تکرار پذیری و نیز دقت بالایی دارد. در اندازه گیری ابعاد بزرگ همچون قطر یک لوله بزرگ بسیار مفید می باشد.
کولیس های مقسم (Divider caliper)
در زمینه فلز کاری با استفاده از کولیس های مقسم می توان قطعات را علامت گذاری نمود. نوک پایه ها آن قدر تیز است که می تواند روی قطعه مانند یک جسم حکاک عمل کند. هم چنین یک پایه می تواند در حفره ایجاد شده قبلی قرار گرفته و پایه دوم خطی مانند یک دایره یا یک کمان را روی سطح حک نماید. این دسته از کولیس ها در اندازه گیری فاصله ی دو نقطه روی نقشه نیز کاربرد دارند. که برای این حالت بایستی پایه ها را روی دو طرف نقطه قرار می دهند. آن قسمتی از ابزار که برای باز کردن پایه ها به کار می رود می تواند روی یک خط کش جداگانه اندازه را در اختیار قرار دهد و یا اینکه فاصله دقیق با توجه به ابعاد نقشه به دست می آید. این نوع از کولیس ها در پزشکی نیز کاربرد دارند. کولیس های ECG فواصل را در الکتروکاردیوگرافی اندازه گرفته و آن را به تعداد ضربان قلب مرتبط می سازند.
کولیس ورنیه
کولیس ورنیه ها، کولیس های دیجیتال و کولیس های عقربه ای ابعاد را به طور مستقیم و با دقت بالا اندازه گیری می کنند. این کولیس ها متشکل از یک خط کش با فک ثابت و یک فک دیگر که در طول خط کش لغزانده می شود، می باشند. فاصله بین جک ها به سه روش خوانده می شود. ساده ترین روش این است که محل نشان گر قرائت گردد. هنگامی که نشان گر بین دو نشانه گذاری است، کاربر می تواند آن را درج کرده و از این روش دقت بیشتری را اعمال نموده است.
روش دیگر این است که شی مورد نظر را بین دو فک قرار می دهیم و سپس از روی خط کش اصلی عدد نشان داده شده را می خوانیم (بر حسب میلیمتر) و سپس از روی ورنیه هر خطی که بر روی خط خط کش اصلی منطبق است را خوانده و در دقت آن ضرب می کنیم و با عدد خوانده شده از روی خط کش اصلی جمع می کنیم. کولیس های ورنیه، دیجیتال و عقربه ای می توانند ابعاد داخلی و خارجی را اندازه بگیرند و برای اندازه گیری هر کدام از فک مخصوص استفاده کنند. مقیاس ورنیه ها بر حسب سیستم متریک یا مقیاس های کوچکتر و نیز بر حسب اینچ که در قسمت بالای آن است، می باشد. کولیس های بکار گرفته شده در صنعت تا ۰.۰۱ میلیمتر و یا ۰.۰۰۱ اینچ دقت دارند و در ابعادی موجودن که می توان از آن ها برای اندازه گیری تا
۱۸۲۹ میلیمتر و یا
۷۲ اینچ استفاده کرد.
- فک خارجی برای اندازه گیری ابعاد خارجی از جمله قطر خارجی
- فک داخلی برای اندازه گیری ابعاد داخلی از جمله قطر داخلی
- پروب عمق که برای اندازه گیری ارتفاع و عمق به کار گرفته می شود.
- مقیاس اصلی که تا ۱ میلیمتر را اندازه می گیرد.
- مقیاس اصلی بر حسب اینچ
- مقیاس ورنیه که دقت آن تا ۰.۱ میلیمتر یا بیشتر است.
- مقیاس ورنیه که دقت را تا کسری از اینچ می دهد.
- گیره برای جلوگیری از حرکت قسمت متحرک و یا آسان کردن حرکت آن
کولیس عقربه ای
به جای استفاده از کولیس ورنیه ها که قرائت آن ها نیاز به روش خاص داشت که نیاز به یادگیری دارد، می توان از کولیس های عقربه ای که در آن ها برای قرائت کسری از میلیمتر کافی است که عدد روی عقربه را قرائت کرد، استفاده نمود. در این وسیله یک چرخ دنده دقیق و کوچک موجود است که بدون نیاز به قرائت مقیاس در ورنیه به ما اندازه دقیق را نشان می دهد. نشانگر هر یک اینچ و یا هر میلیمتر و یا یک دهم اینچ می چرخد. اندازه قرائت شده از روی عقربه بایستی به آن چه که از روی خط کش قرائت می شود، اضافه شود. به وسیله یک پیچ می توان آن چه که بر روی خط کش نمایش داده می شود را قفل کرد. منظور این است که از حرکت عقربه جلوگیری نمود تا در قرائت اشتباهی به وجود نیاید.
این کولیس ها از آن جایی که یک عدد واحد را بر روی قسمت مانیتوری نمایش می دهند و دیگر احتیاجی به قرائت از روی خط کش نمی باشد، نسبت به کولیس های عقربه ای بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند. برخی از این نوع کولیس ها قابلیت تبدیل واحد به سانتی متر، میلیمتر و اینچ را دارند. می توان با آن ها برخی اندازه گیری های دیفرانسیلی را انجام داد. کولیس های دیجیتال می توانند اندازه ها را در حافظه ی خود نگه دارند. از این قابلیت می توان در جاهایی که کار کردن دشوار است و امکان دیدن عدد روی مانیتور نیست استفاده می شود.
کولیس ها با طول معمولی، ۶ اینچ یا ۱۵۰ میلیمتر از فولاد ضد زنگ ساخته می شوند که دارای دقت نسبی
۰.۰۰۱ اینچ و
۰.۰۲ میلیمتر می باشند. تکنولو‍‍ژی مشابه در ساخت کولیس ها با طول بلندتر (۸ اینچ و ۱۲ اینچ) به کار گرفته شده که دقت آن ها برای کولیس های
۱۰۰ تا
۲۰۰ میلیمتر،
۰.۰۰۱ اینچ یا
۰.۰۳ میلیمتر و برای
۲۰۰ تا
۳۰۰ میلیمتر،
۰.۰۰۱۵ اینچ یا
۰.۰۴ میلیمتر است. بسیاری از کولیس های ساخت چین که قیمت آن ها گران نیست، با دقت خوبی از لحاظ منطقی کار می کنند. یک مشکل این کولیس ها این است که هنگامی که در حالت خاموش قرار می گیرند، همچنان از باتری و قدرت آن استفاده می نمایند. یعنی در واقع آن ها چیزی را نمایش نمی دهند اما همچنان جریان تا زمانی که تمام شود در آن ها برقرار است.
جریان در حدود ۲۰ میکرو آمپر است که خیلی بیشتر از جریان در کولیس ها با برند های معروف است. بعضی از مواقع وقتی که ولتاژ باتری خیلی کم شود، کولیس دیگر کار نمی کند. سلول های نقره ای با سلول های قلیایی ولتاژ برابری ایجاد می کنند اما عمر آن ها برای کارایی بیشتر است. پس آن ها جایگزین مناسبی برای سلول های قلیایی هستند. کولیس های دیجیتال این قابلیت را دارند که یک سری از خروجی ها را با اتصال به کامپیوتر، در اختیار قرار دهند. یک سری مبدل ها وجود دارند که می توان با استفاده از آن ها خروجی ها را وارد برنامه های آماری یا جداول و یا نرم افزار های مشابه نمود. همانند کولیس های عقربه ای پیچی وجود دارد که می تواند کولیس را در حالت اندازه گیری ثابت نگه دارد و از حرکت آن جلوگیری نماید.
می باشد، یعنی اینکه ما یک نوع میکرومتر داریم که از مقدار صفر تا 25 میلیمتر را اندازه می گیرد و باز میکرومتری داریم که از
25 تا 50 میلمتر را اندازه می گیرد و به بالا...
انواع کولیس از نظر دقت
روی فک متحرک کولیس اندازه گیری وجود دارد که به آن ورنیه گفته می شود، زمانیکه ما فک ثابت و متحرک کولیس را کاملاً جمع می کنیم، .... ورنیه کولیس کاملاً مقابل صفر خط کش کولیس قرار می گیرد.
کولیس 1/0
در تقسیم بندی ورنیه به این شکل است که 9 میلیمتر از تقسیمات خط کش را به ده قسمت مساوی روی ورنیه تقسیم بندی کرده است. در نتیجه فاصله هر یک از تقسیمات ورنیه، 9/0 میلیمتر می شود و اختلافات اندازه اولین تقسیم ورنیه با خط کش 1/0 میلیمتر می شود. در برخی از کولیس های 1/0 برای اینکه خواندن آن ها راحت تر باشد، بدین صورت عمل می کند که 19 قسمت از تقسیمات خط کش را به ده قسمت مساوی روی ورنیه تقسیم بندی می کنند در این حالت فاصله هر دو خط، خط کش با یک خط ورنیه 1/0 میلیمتر اختلاف پیدا می کنند.
کولیس 05/0
تقسیم بندی ورنیه بدین شکل است که 10 میلمتر از تقسیمات خط کش به 20 قسمت مساوی روی، ورنیه تقسیم بندی می شود، در نتیجه فاصله هر یک از تقسیمات ورینه 95/0 میلیمتر میشود و اختلاف اندازه اولین خط، خط کش با اولین خط ورنیه می شود 05/0 میلیمتر که به آن کولیس 05/0 می گویند. حال برای اینکه خواندن این کولیس راحتتر باشد، 39 قسمت از تقسیمات خط کش را به 20 قسمت مساوی روی ورنیه تقسیم بندی می کنند، در نتیجه باز هم فاصله هر دو تقسیم از تقسیم خط کش با یک تقسیم ورنیه، اختلافشان برابر 05/0 میلیمتر می شود.
کولیس 02/0
تقسیم بندی ورنیه بدین شکل است که هر 49 قسمت از تقسیمات خط کش به 50 قسمت مساوی روی ورنیه تقسیم بندی شده است. در نتیجه فاصله هر یک از تقسیمات روی ورنیه می شود 98/0 میلیمتر و اختلااف اندازه اولین خط ورنیه با اولین خط، خط کش می شود 02/0 میلیمتر که به آن کولیس 02/0 می گویند.
در سال 1363 میلادی یک نفر فرانسوی بنام پیرورنیه وسیله ای برای اندازه گیری طراحی کرد که براساس اختلاف بین دو تقسیم بندی کار میکرد کولیس های اولیه در لابه لای لاشه های باقیمانده از کشتی در نزدیکی سواحل ایتالیا یافت شده است. تاریخچه کشتی به شش قرن قبل از میلاد مسیح بر می گردد. قسمت های چوبی فک های متحرک و ثابت را نشان می داد. با اینکه استفاده از دسته ای از کولیس ها به ندرت وجود دارد، هنوز هم در روم و یونان از آن ها مورد استفاده قرار می گیرد. در زمان سلسله هان (۲۰۲قبل از میلاد تا ۲۲۰ بعد از میلاد) چینی ها از کولیس های کشویی که آن ها را از برنز ساخته و روز، ماه و سال (بر اساس تاریخ و سال چینی) تولید آن را بر رویش حک می کردند، استفاده می نمودند. کولیس ورنیه های جدید که تا هزارم اینچ را قرائت می کنند، توسط فردی آمریکایی به نام جوزف.ر.براون (Joseph R. Brown) در سال ۱۸۵۱ اختراع شده اند. کمانی و به نام
Brown and Sharpe برا ی تولید وسایل با دقت زیاد در ایالات متحده افتتاح شد. این وسیله اولین ابزار برای اندازه گیری دقیق بود که می توانست با قیمت ماشین آلات معمولی به فروش رود.
کولیس میکرومتر
کولیس های میکرومتری به جای استفاده از قسمت افقی نظیر ورنیه یا عقربه و یا مانیتور دیجیتال، از یک پیچ برای اندازه گیری استفاده می کنند و به آن ها میکرو متر یا ریز سنج می گویند.
میکرومتر چیست؟
میکرومتر، یا ریزسنج، ابزاری برای اندازه گیری طول با دقت زیاد است. برای اندازه گیری قطعاتی که بایستی دقیق تراشیده شوند میکرومتر به کار برده میشود. دقت میکرومتر به مراتب بیشتر از دقت کولیس‌ها می‌باشد. میکرومترها از نظر سیستم اندازه گیری مانند کولیس دو نوع می‌باشند که آن ها را میکرومترهای اینچی و میکرومترهای میلیمتری می‌نامند. میکرومتر نیز از بخش های مختلفی تشکیل شده است، که عبارتند از: فک ثابت میکرومتر (فک متحرک میکرومتر) استوانه مدرج و یا همان خط کش میکرومتر، پوسته مدرج یا ورنیه میکرومتر کمانی که برای گرفتن میکرومتر از آن استفاده می شود. در قسمت انتهایی میکرومتر یک جغجغه است و اهرمی که در موقع اندازه گیری، قفل می شود.
طرز خواندن میکرومتر
اگر به خط کش میکرومتر توجه شود دیده می شود که دارای یک خط افقی است یکسری تقسیم بندی بالای خط افق است، و یکسری زیر خط افق است.
تقسیم بندی که بالای خط افق است فاصله بین آن ها یک میلیمتر است، و تقسیم بندی که زیر خط افق است فاصله بین آن ها نیم میلیمتر می باشد. استوانه مدرج وجود دارد که روی خط کش اصلی ما حرکت می کند، معمولاً میکرومترها با دقت 01/0 میلیمتری ساخته می شوند. اگر دقت کنیم، می بینیم که روی ورنیه از صفر تا
50 قسمت مساوی تقسیم بندی شده است. حال فرض می کنیم قطعه ای را اندازه گیری کردیم و می خواهیم اندازه آن را بخوانیم، برای خواندن میکرومتر بدین صورت عمل می کنیم که به آخرین خط، خط کش که از زیر ورنیه مشخص است، دقت می کنیم. این اندازه اندازه اصلی ما است. برای بدست آوردن مقدار خورده آن، توجه می کنیم که کدام خط ورنیه رو به روی خط، خط کش به صورت کامل قرار گرفته است.
مقایسه میکرومتر و کولیس
هر کدام از انواع کولیس مذکور در بالا مزیت ها و خطاهای نسبی مخصوص خود را دارند. کولیس ورنیه ها با دوام اند، در بلند مدت با دقت عمل می کنند، از میدان های مغناطیسی تاثیر نمی پذیرند و بسیار ضد ضربه اند. همچنین قرائت رقم آخر نسبتا راحت می باشد. آنها ممکن است هر دو مقیاس سانتی متر و اینچ را داشته باشند.اما کولیس ورنیه نیازمند دید مناسب چشم یا عینک بزرگ کننده برای قرائت است و ممکن است در قرائت از فاصله دور و زوایای نامناسب، آزمایشگر دچار مشکل شود. در محیط های تولیدی قرائت کولیس ورنیه در طول روز مستعد خطا بوده و کارگران را آزار می دهد.
کولیس یا قُطرسنج یکی از ابزارهای بکار رفته در صنعت و مهندسی مکانیک است. کولیس وسیله ای است که فاصله ی بین دو طرف یک شئ را اندازه می گیرد. برای این منظور کولیس را بین دو نقطه مطلوب قرار می دهیم و دو نقطه به وسیله ی دو فک مشخص می شود. سپس کولیس را بر می داریم حدفاصل دو ... به وسیله یک ابزار اندازه گیری هم چون خط کش قرائت می شود. این وسیله کاربردهای بسیار وسیعی همچون در مهندسی مکانیک، فلزکاری، پزشکی و... دارد.
کولیس های عقربه ای نسبتا راحت قرائت می شوند و می توانند برای مقایسه در هر نقطه ای روی صفر تنظیم گردند. آن ها شدیدا به ضربه حساس اند و بسیار مستعد کثیف شدن چرخ دنده ها هستند که می تواند مو جب کاهش دقت شود. کولیس های دیجیتالی به راحتی از سیستم سانتی متر به سیستم اینچ تغییر می کند.آن ها به سادگی در هر نقطه صفر می شوند و در هر دو جهت قرائت را انجام می دهند. و در صورتی که امکان مشاهده صفحه کولیس نباشد با فشردن دکمه "Hold" یا با صفر کردن و بستن کولیس (که مقدار منفی اندازه گیری مورد نظر را نشان می دهد) امکان قرائت مهیا می شود. آن ها از نظر مکانیکی و الکترونیکی شکننده اند. اکثرا نیازمند باتری اند و در برابر سرما مقاومت خوبی ندارند.همچنین مقاومت معمولی در برابر ضربه دارند و در برابر کثیفی آسیب پذیر اند.
نحوه استفاده
کولیس ها باید به درستی استفاده شوند تا بتوانند اندازه گیری دقیقی به ما بدهند. مثلا برای اندازه گیری ضخامت یک بشقاب، کولیس ورنیه بایستی در زاویه درستی قرار گیرد تا به ما ابعاد دقیق را بدهد. برای اندازه گیری ابعاد گرد شکل و یا با شکل نامشخص، احتیاج به تمرین بیشتر است. دقت اندازه گیری برای استفاده از کولیس به شدت به مهارت کاربر بستگی دارد. فک دستگاه کولیس ورنیه باید محکم به قسمتی که می خواهد اندازه گیری شود بچسبد.