ابـزار انـدازه‌گیری کولیس چیست؟

ابزار کولیس یکی از پر کاربرد ترین ابزار هـا است. تقریبا تمام مهندیس از این ابزار برای انـدازه‌گیری دقیق استفاده می‌کنند. دلیل کاربرد بالای آن دقت انـدازه‌گیری نسبتا مناسب و استفاده ی آسان آن است. البته باید گفت که در کشور هـای پیشرفته تجهیزات انـدازه‌گیری دقیق تری نیز استفاده می‌شود. با این وجود کولیس به دلیل دم دست بودن و سادگی همیشه یکی از ابزار هـای ثابت مهندیس است.

تاریخچه پیدایش کولیس

طبق مطالعات صورت گرفته اولین اسـتفاده از کولیس ( Caliper  ) بر می‌گردد به دوره ی رومیان و یونیان. اما قدیمی‌ترین مدل یافت شده آن، مربوط به قرن ششم قبل از میلاد مسیح بوده که در خرابه هـای جزیـره ای در نزدیکی ساحل ایتالیا پیدا شده اسـت. قسمت چوبی یافت شده دارای یک بخش ثابت و یک دهـانه متحرک ( جهت انـدازه‌گیری ) اسـت. کولیس هـای مدرن توسط  آقای پیر ورنیر(  Pierre vernier ) که یک ریاضیدان و مخترع فرانسوی بود اختراع شده است.

ابزار کولیس چیست ؟

کولـیس یک ابـزار نسبتا کوچک مهندسی هست که برای انـدازه‌گیری قطر و انـدازه داخلی، قطر و انـدازه خارجی و همچنین عمق قطعات به صورت دقیق ( با دقت مورد نیاز مهندسین ) مورد اسـتفاده قرار می‌گـیرد.

این ابزار کاربرد هـای گوناگونی در علوم مهندسی و پزشکی دارد و به همین دلیل معمولا از جنس فولاد ضد زنگ طراحی و ساخته می‌گردد تا ضمن داشتن اسـتحکام و مقاومت مناسب، توانایی بکار گیری در شرایط مختلف آب و هوایی را داشته باشند.  دقت انـدازه‌گیری کولـیس هـای مدرن به صدم میلیمتر (mm 0.01) یا ده هزارم اینچ (0.0005in) می‌رسـد و برای دستیابی به دقت بالاتر باید از ابزار دیگر به نام میکرو متر یا ریز سنج اسـتفاده شود.  طول قابل انـدازه‌گیری با کولیس نهـایتا 1 متر هست. اکثر مدل هـا دارای طول 15، 20، 30 ،50 ، 60و 100 سانتی متری است.

مولتی متر که بانام ولت/اهم متر نیزشناخته می‌شود،چیست وچه کاربردی دارد

انواع کولیس

مثل بسیاری از ابـزار هـای دیگر، این ابزار نیز در انواع گوناگونی تولید می‌گردد. کولیس هـا دارای 3 مدل رایج و متداول هسـتند. کولـیس ورنیه ( ساده )، کولـیس عقربه ای ( ساعتی )، کولـیس دیجیتـال.

تمامی‌این مدل ها از نظر عملکرد بسیار مشابه یکدیگر عمل می‌کنند. تنهـا خواندن مقادیر در این کولیـس هـا با یکدیگر تفاوت دارد. تمامی‌این ابزار ها شامل یک خط‌کش دارای دهـانه ثابت و یک دهـانه متحرکِ همراه یک نشانگر است.

• کولـیس ورنیه یا ساده
• کولـیس عقربه ای ( ساعتی )
• کولـیس دیجیتـال

کولیس ساده (ورنیه)

کولیس ساده همراه یک خط‌کش ثابت ( که بر حسب سانتی متر و میلی متر و اینچ درجه بندی شده است ) و یک قسمت متحرک  ( به نام ورنیه ) اسـت. کولـیس ساده از 8 بخش تشکیل شده اسـت.

1. دهـانه بیرونی برای انـدازه‌گیری ضخامت و قطر خارجی اجسام
2. دهـانه داخلی برای انـدازه‌گیری حفره هـا، قطر داخلی اجسام
3. عمق سنج برای انـدازه‌گیری ارتفاع و عمق سوراخ هـا
4. مقیاس اصلی با قابلـیت انـدازه‌گیری با دقت 1 میلی متر
5. مقیاس اصلی با قابلـیت انـدازه‌گیری بر حسب اینچ
6. مقیاس ورنیه با قابلـیت انـدازه‌گیری تا مقدار 0.1 میلی متر
7. مقیاس ورنیه با قابلـیت انـدازه‌گیری بر حسب کسری از اینچ
8. گیره برای جلو گیری از حرکت قسمت متحرک یا آسان کردن حرکت آن

محاسبه دقت اندازه گیری کولیس:

خط‌کش اصلی کولـیس دارای دقت 1 میلی متر اسـت. برای انـدازه‌گیری دقت کولیس باید تعداد خط هـایی که روی بخش ورنیه قرار دارد را شمارش کرده و بر 1 میلیمتر تقسیم کنـیم. عدد بدست آمده میزان دقت کولیس را نشان می‌دهد. بطور مثال اگر قسمت ورنیه یک کولیس دارای 50 خط باشد، دقت آن کولیس 0.02 میلی متر اسـت. می‌توان برای بدست آوردن دقت انـدازه‌گیری کولیس از رابطه زیر اسـتفاده کرد.

r = a/n

که در آن r دقت ابزار، a مقدار تفکیک هر سانتیمتر خط‌کش اصلی ( اکثرا 1 میلیمتر ) و n تعداد خطوط بر روی ورنیه است

انـدازه‌گیری با کولیس ورنیه:

دقت انـدازه‌گیری با کولـیس ورنیه  یا ساده به شدت به توانایی اپراتور یا شخصی که از آن استفاده می کند بستگی دارد. برای انـدازه‌گیری با کولیس ورنیه باید زاویه مناسبی را برای انـدازه‌گیری کردن انتخاب کنید. امکان دارد برای انـدازه‌گیری اجسامی ‌با زاویه های غیر معمول نیاز به کمی ‌تمرین و مهارت باشد.

برای انـدازه‌گیری باید حتما دقت کنید که به مقدار مناسب نیرو وارد شود تا دندانه‌هـا جسم را محکم در برگیرند. کمتر یا بیشتر بودن نیروی، امکان دارد انـدازه‌گیری را دچار خطا کند. برای شروع انـدازه‌گیری قطعه مورد نظر را بین دندانه‌هـای دهـانه‌ی بیرونی قرار می‌دهیم. اولین عددی روی قسمت ثابت که 0 است مربوط به بخش ورنیه روبروی آن اسـت، مقدار قسمت صحیح انـدازه گیری شده را نشان می‌دهد.

برای بدست آوردن قسمت اعشاری ( میلی متر ) باید خط هـای ورنیه  و خط‌کش اصلی را به دقت دنبال کنیم تا خطی از ورنیه که بر خط‌کش اصلی کاملا منطبق اسـت پیدا گردد. تعداد خطوط ورنیه را با دقت شمرده و در میزان دقت ورنیه ضرب کنید تا عدد اعشار هم بدست بیاید. زمانی که در حال خواندن اعداد هسـتیم می‌توانیم با اسـتفاده از پیچی که زیر ورنیه قرار دارد، ورنیه را قفل کنیم. این کار برای جلو گیری از بروز خطا انجام می‌شود.

انـدازه‌گیری عمق با کولیس ورنیه:

این وسیله اندازه گیری دارای زبانه ای بوده که در قسمت پایین ابـزار قرار گرفته اسـت. این زبانه عمق سنج کـولیس اسـت و برای انـدازه‌گیری عمق سوراخ هـا و هر محلی که نیازمند اسـتفاده از آن باشید طراحی شده اسـت. انـدازه‌گیری با عمق سنج مانند انـدازه‌گیری طول و عرض اجسام اسـت. هنگامی که ورنیه را حرکت می دهیم، دهـانه‌ی بزرگ و عمق سنج به یک مقدار جابجا می‌گردد.

دامنه و مقدار انـدازه‌گیری:

طبق اسـتاندارد‌هـا موجود، دامنه و گستردگی انـدازه‌گیری کولیس ساده به 1 متر می‌رسد که البته کولیس هـایی با انـدازه 1 متر به علت کاربرد بسیار کم ( چرا که کولیس برای اندازه گیری طول های کوچک استفاده می شود ) به ندرت تولید می گردد.

کولیس عقربه ای ( ساعتی )

دلیل نامگذاری کولیس ساعتی این اسـت که مکانیزم کارکرد و نمایش اطلاعات ( اندازه ها ) این کولـیس به ساعت شباهت بسیاری زیادی دارد ( در این ابزار قسمتی ای شبیه به ساعت طراحی شده است ) . کولـیس عقربه ای نیز مانند کولیـس ورنیه از یک خط‌کش ثابت و یک قسمت متحرک طراحی و ساخته شده اسـت. با این تفاوت که بجای نشانگر و اعدادی که روی ورنیه مشاهده می‌کردیم در کولیس عقربه‌ای یک صفحه مدرج شبیه به ساعت مشاهده می‌کنیم.

پشت این صفحه مدرج چرخ دنده هـایی قرار دارد که با دندانه هـای روی خط‌کش ثابت برخورد کرده و مقادیر و اندازه ها را روی صفحه مدرج نشان می‌دهد. کولـیس ساعتی از 7 بخش تشکیل شده اسـت.

1. دهـانه بیرونی برای انـدازه‌گیری ضخامت و قطر خارجی اجسام
2. دهـانه داخلی برای انـدازه‌گیری حفره‌هـا، قطر داخلی اجسام
3. عمق سنج برای انـدازه‌گیری ارتفاع و عمق سوراخ‌هـا
4. مقیاس اصلی با قابلـیت انـدازه‌گیری با دقت 1 میلیمتر
5. مقیاس اصلی با قابلـیت انـدازه‌گیری بر حسب اینچ
6. صفحه مدرج با قابلـیت انـدازه‌گیری تا مقدار 0.01 میلیمتر
7. گیره برای جلوگیری از حرکت قسمت متحرک یا آسان کردن حرکت آن

انـدازه‌گیری با کولیس ساعتی:

اسـتفاده از کولـیس ساعتی نسبت به کولیس ورنیه بسیار راحت تر و ساده تر اسـت. تنها کافی اسـت انـدازه بدست آمده از عقربه قسمت ساعتی را به عددی که از خط‌کش ثابت بدست آمده، اضافه شود. زمان خواندن عدد روی عقربه باید با پیچی که در قسمت پایین صفحه مدرج وجود دارد عقربه را قفل کرده تا از بروز خطا جلو گیری شود.

کولیس دیجیتـال

کولیس دیجیتـال از نظر عملکرد کلی شباهت خیلی زیادی به کولیس ساعتی و کولیس ساده دارد. با این تفـاوت که نتیجه انـدازه‌گیری نهـایی را بر روی یک صفحه دیجیتـالی که روی ورنیه قرار گرفته است، می‌توان مشاهده کرد.

اسـتفاده از از کولیـس دیجیتـال نسبت به کولیـس ساعتی و ساده راحت تر بوده چرا که نتیجه نهـایی بشکل اعداد صحیح و اعشار در کنار یکدیگر قرار ( بدون نیاز به محاسبه ) می‌گیرند. همچنان صفر کردن کولیس دیجیتـال به وسیله دکمه‌ای که روی صفحه نمایش طراحی شده است انجام می‌شود.

تنها کافیست دهـانه را به هم چسبانده و دکمه 0 ( zero ) را فشار دهید. همچنین توانایی انـدازه‌گیری با مقیاس هـای میلیمتر و اینچ در اختیار اپراتور قرار می‌گیرد، اما معمولا نمی‌توان هر 2 مقیاس را بشکل همزمان مشاهده کرد. کولیس دیجیتـال از 7 بخش تشکیل شده اسـت.

1. دهـانه بیرونی به منظور انـدازه‌گیری ضخامت و قطر خارجی اجسام
2. دهـانه داخلی به منظور انـدازه‌گیری حفره هـا، قطر داخلی اجسام
3. عمق سنـج به منظور انـدازه‌گیری ارتفاع و عمق سوراخ هـا
4. مقیاس اصلی با قابلـیت انـدازه‌گیری با دقت 1 میلیمتر
5. مقیاس اصلی با قابلـیت انـدازه‌گیری بر حسب اینچ
6. صفحه نمایش با قابلـیت انـدازه‌گیری تا مقدار 0.01 میلیمتر
7. گیره برای جلوگیری از حرکت قسمت متحرک یا آسان کردن حرکت آن

انـدازه‌گیری با کولیس دیجیتـال:

برای انـدازه‌گیری با کولـیس دیجیتـال اول دهـانه را به هم چسبانده و دکمه 0 را می‌فشاریم. بعد از اطمینان از نمایش عدد 0 در حالت دهـانه ی بسته، دهـانه را باز می‌کنیم و اطراف جسم مورد نظر قرار می‌دهیم. به دهـانه کمی‌نیرو وارد می‌کنیم تا از محکم بودن دهـانه اطراف جسم اطمینان حاصل کنیم. جسم مورد نظر را به مقدار بسیار کمی‌تکان می‌دهیم تا از قرار گرفتن دهـانه در محل مناسب مطمئن شویم. سپس عدد روی صفحه نمایش را می‌خوانیم.

برای مصالعه مقالات بیشتر به بخش مجله ابزار وب سایت ابزار پیشه مراجعه نمایید.