Как устроен электронный штангенциркуль

Электронный штангенциркуль с глубиномером

Рассмотрим работу, внутреннее устройство и принцип действия обычного китайского электронного штангенциркуля с отображением информации на ЖКИ.

Этот прибор используется для измерения внутренних и наружных замеров, а также между поверхностями деталей, применяется для измерения глубины отверстий и выступов. Электронный штангенциркуль имеет очень полезную функцию по сравнению с механическим — он настраивается на ноль в любой точке шкалы, благодаря этому можно наблюдать отклонения в каждом участке размера. То есть можно обнулить его в размере, допустим, 21,55 мм, и уже от него отсчитывать длинну.

В современном высокоточном механическом производстве уже никак не обойтись без этого удобного инструмента, где диапазон измерений универсальный. В тяжелой и легкой промышленности, строительстве, да и во всех других отраслях технической жизни, уже нельзя представить работу без использования цифрового штангенциркуля. При необходимости, к ЭШ можно подключить компьютер, на который будут выводится все данные в процессе контроля размеров. Для этого в цифровом штангенциркуле есть специальный разъём:

Цифровой штангенциркуль имеет разрешение 10 мкм с точностью до 30 мкм. Эта точность достигается использованием емкостных датчиков. Емкостные датчики очень линейные и защищены от механических и электронных помех. Однако они чувствительны к жидкости. Случайно попавшая жидкость разбалансирует измерительные мосты пластин и увеличивает емкость.

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).

Цифровой штангенциркуль: принцип работы, особенности конструкции

Штангенциркуль относится к универсальным устройствам, имеющим электронный считывающий прибор и дисплей для отображения снятых показаний. Эта техника, невзирая на довольно высокую стоимость, является прекрасной альтернативой механическому инструменту в сфере инструментального и машиностроительного производства. Цифровые штангенциркули можно нередко увидеть в мастерских и иных местах, в которых есть потребность в высокоточном измерении тех или иных деталей.

Области применения инструмента

Электронный штангенциркуль используется для получения внутренних и внешних размеров элементов. А в том случае, если прибор оснащен глубиномером, то с его помощью можно измерять и глубину целого ряда отверстий. Как правило, диапазон измерений электронного штангенциркуля совпадает с параметрами механического собрата.

В них используется прямая методика измерения, которая позволяет получить предельно точные габариты изделия, зажатого в деталь. Для измерения прибор оснащен сразу тремя системами контроля:

• Первая — специальные губки, позволяющие определять наружные размеры рассматриваемой детали. При измерениях они ее зажимают, надежно фиксируя, а цифровой дисплей отображает соответствующее значение.
• Вторая система — губки, предназначенные для измерения размеров внутри элемента. Их измерительные плоскости расположены в другом направлении, а при работе их нужно максимально развести.
• К третьей системе относится глубиномер, представляющий собой металлический стержень.

Следует отметить и то, что каждая из систем двигается одновременно с остальными. Производство этих изделий регламентировано стандартом ГОСТ 166–89 .

Современные электронные штангенциркули обладают защитой не только от влаги, но и от пыли. Кроме того, они не проводят через свою конструкцию электрический ток. На рынке даже встречаются приспособления для левшей.

Преимущества штангенциркуля

Одним из основных достоинств считается то, что штангенциркуль электронный отображает информацию о размерах. В производстве это крайне полезная характеристика, потому что там очень важна скорость выполнения работы. Цифровой дисплей также упрощает работу для новичков, потому что отпадает необходимость в изучении и освоении навыков применения механического штангенциркуля. Благодаря тому, что электронное изделие имеет сразу несколько измерительных систем, его можно применять в самых разных областях, потому что мало какой прибор может одновременно мерить внешние и внутренние габариты, а также глубину, выдавая высокоточные значения.

Электронный тип штангенциркуля, как правило, обладает компактными размерами, что сказывается на его весе. Соответственно, при работе в труднодоступных местах не будет возникать никакого дискомфорта. У цифрового устройства есть и дополнительные возможности, такие как встроенная память, конвертер измерительных величин, подключение к внешнему оборудованию для передачи информации и т. д.

Недостатки оборудования

Работоспособность этой техники находится в зависимости от источника электропитания, что мешает в самое неподходящее время. Также цена приспособления гораздо больше, нежели у механического инструмента, что обуславливает преимущественно профессиональную сферу его применения. Устройство характеризуется высокой чувствительностью к падениям, вибрациям и механическим воздействиям, потому что эти факторы оказывают влияние на состояние электронного прибора для считывания данных. Сбои, связанные с программной средой, тоже могут привести к потере работоспособности.

Недостатки оборудования, как правило, относятся лишь к дешевым моделям китайского производства. Специалисты отмечают малую износостойкость, плохое качество и хрупкость материала. В некоторых ситуациях на дисплее могут случаться скачки показателей, а также неразбериха в сотых долях значений, потому для работы с таким прибором нужно иметь некоторую сноровку. Однако дорогостоящие и качественные штангенциркули лишены этих недостатков.

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 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.

Цифровой штангенциркуль — потрошим и тестируем по полной.

Настало время, когда современному человеку уже тяжело представить свою жизнь без цифровых технологий. Они окружают нас повсюду – дома, в дороге, на работе. Производители техники и сантехники, транспортных средств, инструментов и предметов быта оснащают свои продукты «умными» электронными системами, делая нашу жизнь комфортнее, а работу легче и продуктивнее.

Цифровая «революция» не обошла стороной и рынок измерительной техники. Точнее, в области производства измерительных приборов электронные технологии стали использовать одними из первых. Ведь именно с их помощью можно добиться самого важного в данной сфере – абсолютно точных показаний.

Цифровые уровни, электронные рулетки, мультиметры, влагомеры, детекторы проводки, тестеры напряжения – рынок в изобилии насыщен измерительными приборами, оснащенными современной электроникой. В этом материале мы поговорим об электронных штангенциркулях, которые предлагаются производителями наряду с традиционными моделями для ручных измерений.

Как работает электронный штангенциркуль? Какие преимущества и недостатки этого инструмента? Стоит ли купить цифровой штангенциркуль или по старинке работать с обычным? Читайте нашу статью. Вас ждет много полезной информации.

Сфера применения

Сферу применения всех штангенциркулей, включая цифровые модели, очень сложно четко ограничить. Это действительно универсальный измерительный прибор, востребованный во множестве отраслях.

Штангенциркуль необходим везде, где есть потребность проводить высокоточные измерения внутренних и внешних диаметров, расстояний между двумя деталями, глубины отверстий и высоты выступов.

Электронные штангенциркули широко применяют на инструментальных производствах, в машиностроении, в сфере строительства и ремонта, в токарном деле, в цехах и мастерских разной направленности. И это вовсе не значит, что область использования электронных штангенциркулей ограничивается профессиональной сферой. Цифровой штангенциркуль намного проще в эксплуатации по сравнению с механическими приборами. Измерения этим современным инструментом сможет провести любой мастер, минимально знакомый с принципом работы штангенциркуля. Нет необходимости самостоятельно осуществлять расчеты – данные измерений выводятся на дисплей. По этой причине электронные штангенциркули активно применяют в быту при выполнении мелких ремонтных работ, в домашних «любительских» мастерских и гаражах.

Практически все электронные штангенциркули оснащены защитой от пыли и влаги, поэтому их можно применять в сложных производственных условиях. Есть диэлектрические модели, предназначенные для электромонтажных работ. В предложении производителей можно даже встретить специальные штангенциркули для левшей.

Штангенциркуль из линейки + версия для леворуких

Из этой статьи мы узнаем, как можно сделать штангенциркуль из металлической линейки. Что особенно интересно в этой сборки, это то, что можно сделать инструмент для леворуких людей. Инструменты и материалы: -Металлическая линейка; -3D-принтер; -Суперклей; -Компьютер с ПО; -Принтер; Шаг первый: полная версия Детали для штангенциркуля нужно напечатать на 3D-принтере. Это классическая версия с губками для наружных и внутренних измерений. Детали подходят для линейки размером

170×20 мм и толщиной около 0,5 мм. Для других линеек нужно будет внести небольшие изменения. Движущаяся часть должна скользила вперед и назад и не должна быть слишком тугой.

Файлы для печати можно скачать ниже. StationaryPart_AdvancedCaliper_1.1_NirL.stl MovingPart_AdvancedCaliper_1.2_NirL.stl

Шаг второй: версия без внутренних губок Следующая версия не имеет губок для внутренних измерений. Преимущество изготовления этого типа в том, что он не имеет острых краев, поэтому он больше подходит для детей.

Файлы можно скачать ниже. SimplerCaliper_MovingPart_1.1_NirL.stl SimpleCaliper_StationaryPart_1.0_NirL.stl

Шаг третий: линейка Линейку можно напечатать на бумаге, но мастер решил, что металлическая линейка будет гораздо практичней. Линейку нужно приклеить суперклеем.

Шаг четвертый: шкала Нониуса Нониус (шкала-нониус, шкала Нониуса, верньер) — вспомогательная шкала, устанавливаемая на различных измерительных приборах и инструментах, служащая для более точного определения количества долей делений основной шкалы.

Линейка имеет шаг 1 мм. Такой шаг недостаточен для штангенциркуля, на котором, как правило, шаг 0,1 мм. Идея заключается в том, чтобы напечатать еще одну шкалу и приклеить ее напротив линейки. Мастер использовал шкалу Вернье, у которой есть 10 делений с шагом 3,9 мм. Шкалу нужно напечатать, но обычные принтеры не предназначены для такой точной калибровки.

Мастер прилагает два файла. Их размеры были установлены так, что, если распечатать шаблон на листе A4 (альбомная), они распечатываются в реальном размере. В файле два объекта, один — шкала и ее длина должна составлять 39 мм. Другой — длинный прямоугольник шириной 100 мм.

Мастер распечатал свою первую версию и измерил ширину прямоугольника 98,5 мм вместо требуемых 100 мм. В данном случае мастер должен установить длину прямоугольника равной 100 * (100 / 98,5) = 101,5 мм. И это будет правильный размер, который при печати даст 100 мм. После печати шкала вырезается и приклеивается к подвижной части штангенциркуля. Чтобы приклеить его нужно убедитесь, что штангенциркуль полностью закрыт и что шкала Вернье параллельна линейке. Первая отметка на шкале Вернье должна совпадать с первой отметкой на металлической линейке (0 должен стоять напротив 0).

Вот теперь точно все.

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Устройство электронного штангенциркуля

У цифрового штангенциркуля, как и у механического, есть губки для определения наружных размеров, губки для определения внутренних размеров и глубиномер. Это три системы измерений, в которых работает любой штангенциркуль.

При работе с цифровым штангенциркулем не нужно тратить время на сложные расчеты. Все показания выводятся на цифровой дисплей, закрепленный на корпусе инструмента. Электронные элементы штангенциркуля нуждаются в питании. В качестве источника питания выступают обычные или аккумуляторные батареи.

На электронном блоке штангенциркуля расположены как минимум три кнопки – кнопка включения/выключения, кнопка переключения единиц измерения (миллиметры/дюймы) и кнопка сброса на ноль в любой точке измерения. Количество кнопок и функционал зависит от возможностей конкретной модели. В большинстве моделей предусмотрены также модули для беспроводной передачи данных на другие электронные устройства (например, на ПК).

Arduino по-китайски или штангенциркуль по-Ардуински

Доброго времени суток! Уже более полугода владею дешёвым китайским электронным штангелем 150мм, в инструкции к которому написана фраза «digital interface». Возможность вывода на компьютер заинтересовала сразу, но созрел я на этот подвиг только сейчас.

Изначально мотивацией являлось просто любопытство, «чтоб было!» и «вдруг кто спросит, а у меня есть!», позже (уже по факту «получилось!») нашлось и реальное применение в проекте с самодельным ЧПУ-станочком.

Вводная

Главный герой
, не смотря на свою дешевизну (около 8$), тем не менее, является очень точным прибором:

Принцип работы: емкостной датчик. Всё связано с перемещением малой пластины (головка штангеля) вдоль большой (шкала штангеля), при этом незаряженная часть большой пластины заряжается и вроде как заряд протекающий через образованный этими пластинами конденсатор пропорционален перемещению малой пластины. Как-то так.

Поиск

Начальные поиски информации о цифровом интерфейсе показали что многие его видели, кое-кто даже в курсе, но никто не знает как им пользоваться.
Углубленный поиск по не русскоязычным ресурсам дал более продуктивные результаты. Как казалось по началу — всё достаточно просто и понятно, разжёвано осциллографами, снято на ютубе и т.д., однако конечного и рабочего «сходу» варианта не нашлось.

Так что, основной проблемой стал поиск информации. Второй проблемой стало изготовление вилки к этому разъёму (который, в общем-то и не разъём совсем, а просто голые дорожки на плате). Контакты упорно не желали держаться. В конце-концов догадался воткнуть в кусочек стёрки лапки от LPT-порта. Штука получилась ненадёжной, но для теста вполне годной. На будущее решил в обязательном порядке подпаяться напрямую к плате и вывести свой разъём (штыревой CD-IN от материнки).

Решение

Наткнувшись на статью на instructables.com решился повторить этот подвиг.
Для начала приведу нагло стыренные оттуда картинки с расположением контактов на циркуле и принципиальную схему подключения (не вижу смысла перерисовывать самому, а выдавать за своё — вообще непростительно):

Для согласования напряжений я использовал резистор 200Ом как и было рекомендовано. Конденсатора на 10мкФ не нашлось и я поставил 100мкФ выпаянный с мёртвой материнки.

Результат

Справившись с пайкой, приступил к написанию скетча. К слову сказать, в отсутствие макетной платы вышел из положения, собрав схему на «кроватке» от IDE-порта, с той же материнки.
Скетч, приведённый в вышеуказанной статье заработал без вопросов, но удовлетворения не принёс. Китайский скетч из комментариев, работать «сходу» — отказался, но производил гораздо более серьёзное впечатление, вследствие чего, подвергся серьёзному «допиливанию».

Вот что из этого получилось

Итог

Удовлетворившись результатом, решил сделать финальное фото, и немного «босяцкой» рекламы для эффекта:

Послесловие

В описании протокола содержится ещё пара интересных плюшек, поэтому есть стимул для задела «на будущее»

Устройство электронного штангенциркуля

Зарегистрируйте новую учётную запись в нашем сообществе. Это очень просто!

Войти

Уже есть аккаунт? Войти в систему.

Последние посетители 0 пользователей онлайн

Ни одного зарегистрированного пользователя не просматривает данную страницу

• Уже зарегистрированы? Войти
• Регистрация

Главная

Активность

• Создать.

Важная информация

Мы разместили cookie-файлы на ваше устройство, чтобы помочь сделать этот сайт лучше. Вы можете изменить свои настройки cookie-файлов, или продолжить без изменения настроек.