همانگونه کـه قبلا در مقاله ی ابزار کولیس گفته شد، کولیس یک نوع ابزار اندازگیری اسـت. برای انـدازه گیـری هـای دقیق ( تا مـیلی متر ) معمولا از ابزار کولیس اسـتفاده مـی شـود. ابزار کولیس پر کاربرد ترین وسیله برای یک مهندس به حساب مـی آید. در ادامه مـی خواهیم به کاربرد هـای کولیس، مزایا و معایب و محاسبه ی خطای ابزار کولیس بپردازیم. برای فهم بهتر ابتدا مقاله معرفی کولیس را مطالعه کنید.
ابـزار انـدازه گیـری کولیس چیست؟ معرفی کولیس ورنیه، ساعتی و دیجیتال
اسـتفاده از ابزار کولیس با توجه به عمر مناسب استفاده، قیمت خرید، کاربری راحت و دسترسی آسان بسیار رواج دارد. برای فهم بهتر کاربرد ابزار کولیس تنهـا کافی اسـت به وسایل و ابزار هـایی کـه روزانه از آنهـا اسـتفاده مـی کنیم کمـی دقت کنیم. مـیز هـای چوبی کـه از آن هـا در محل کار یا منزل اسـتفاده مـی کنیم بدون وجود کولیس بسیار پر هزینه تر بودند ( برای محاسبه ی اندازه های دقیق برای ساخت ) .
کولیس در نجاری ها به نجارها این امکان را مـی دهد کـه تا 0.01 مـیلی متر تغییر ایجاد ( تا 0.01 مـیلی متر انـدازه گیـری ) کنند. در موسسه های آموزشی و دانشگاهی به وسیله ی این ابزار انـواع انـدازه گیـری هـا برای دانشجـویان انجام مـی شـود. در آزمایشات علمـی کـه عوامل آزمایشگاهی ممکن اسـت بر ابعاد اجسام تاثیرگذار باشد از کولیس برای انـدازه گیـری اسـتفاده مـی شـود.
در صنعت ساخت و تولید ابزارآلات پزشکی کـه کوچک یا بزرگ بودن مـیلی متری ابزار امکان دارد منجر به آسیب جسمانی بسیاری شود از ابزار کولیس برای انـدازه گیـری هـای دقیق و مـیلی متری اسـتفاده مـی شـود. در ساخت قطعات یدکی به این دلیل که تمام خودرو هـا در یک پلتفرم تولید مـی گردند، ابعاد تمامـی قطعات یدکی باید یکسان و برابر باشد و بررسی ابعاد برای بخش کنترل کیفیت به وسیله ی ابزار انـدازه گیـری همانند کولیس امکان پذیر اسـت.
این موارد همه بخش کوچکی از کاربرد های ابزار کولیس در صنایع و کارگاه هـا است و با کمـی توجه مـی توان صنایع گوناگون دیگری کـه در آنهـا از ابزار کولیس اسـتفاده مـی شـود را نام برد.
کولیس عمق سنج از نظر شکل ظاهری تا حد زیادی با دیگر کولیس هـا تفاوت دارد اما عملکرد مشابهی دارد. این کولیس برای انـدازه گیـری عمق شیار هـا و سوراخ ها به کار می رود. برای انـدازه گیـری قطر بیرونی و داخلی اجسام نمـی توان از این کولیس بخوبی اسـتفاده کرد.
نحوه ی انـدازه گیـری با کولیس عمق سنج : زائده ی قسمت زیرین کولیس را در شیار یا سوراخی کـه قصد انـدازه گیـری عمق آن را داریم فرو مـی کنیم و لبه هـای کولیس را روی محل ورود زائده قرار دهید. سپس مانند کولیس ساده اعداد بدست آمده از خط کش اصلی و ورنیه را خوانده و ماند کولیس های ساده محاسبه مـی کنیم.
ابزار کولیس ارتفاع سنج نیز از نظر شکل ظاهری تا حد زیادی با دیگر کولیس هـا تفاوت دارد. از این ابزار جهت انـدازه گیـری ابعاد داخلی اجسامـی مانند لوله هـا اسـتفاده مـی شـود.
هر کدام از کولیس هـا دارای مزایا و معایب مخصوص به خود اسـت که به هر یک پرداختیم. کولیس ورنیه در استفاده طولانی مدت دارای دقت بالا و در مقابل شرایط مختلف آب و هوایی دارای مقاومت خوبی هسـتند. این ابزار در مقابل مـیدان هـای مغناطیسی نیز مقاوم ( به دلیل عدم وجود قطعات الکترونیکی و حساس به محیط های مغناطیسی) اسـت.
کولیس ورنیه یا ساده دارای مقیاس سانتی متر، مـیلی متر و اینچ است. گرچه با وجود خط هـا و نوشته هـای بسیار ریز روی بدنه ی ورنیه امکان دارد برای خواندن نیاز به بینایی بسیار خوب یا ذره بین داشته باشید. این مشکل ممکن است احتمال اشتباه و خطا خواندن اعداد و اندازه گیری در زوایای مختلف را افزایش دهد.
اسـتفاده طولانی مدت و مداوم از ابزار کولیس ورنیه ممکن اسـت برای اپراتور هـا آزار دهنده باشد. در مقابل کولیس دیجیتال خوانایی بسیار بالایی دارد و پیدا کردن اندازه هـای مختلف با آن آسان تر و راحت تر اسـت.
این ابزار دارای قابلیت 0 یا ریست کردن شمارنده را دارد؛ به این معنی کـه حتی در مواقعی کـه دهـانـه ابـزار باز اسـت مـی توان با 0 کردن شمارنده کولیس، انـدازهگیـری جدیدی را انجام داد. کولیس دیجیتال در مقابل شرایط آب و هوایی و مـیدان مغناطیسی بسایر حساس است و امکان دارد انـدازه گیـری تحت تاثیر این عوامل قرار گیرد.
برخلاف کولیس ورنیه، کولیس دیجیتال در مقابل ضربه مقاومت بسیار پایینی دارد. باطری دستگاه نیز یکی دیگر از عواملی اسـت کـه ممکن اسـت اپراتور را دچار مشکلاتی کند. کولیس عقربه ای به اندازه کولیس ساده در مقابل شرایط آب و هوایی مقاوم نیست اما از کولیس دیجیتال در این مورد مقاومت بالاتری دارد.
نیازی به باطری ندارد و در مقابل ضربه نیز کمـی از کولیس دیجیتال وضعیت بهتری دارد. اما ممکن اسـت همانند کولیس دیجیتال در مقابل مـیدان مغناطیسی عملکرد ضعیفی داشته باشد.
درصورتی کـه در حالت بسته بودن ابزار کولیس (خطکش اصلی و ورنیه روی هم )، اعداد 0 آنهـا با یکدیگر منطبق نباشـد خطای صفر در ابزار کولیس وجود دارد. اگر عدد 0 ورنیه سمت راسـت عدد 0 خطکش اصلی قرار داشته باشد خطای 0 مثبت و اگر عدد 0 ورنیه سمت چپ عدد 0 خطکش اصلی باشد خطای 0 منفی در کولیس وجود دارد. برای محاسـبه ابعاد بعد از وجود خطـای 0 مـیتوان از این فرمول اسـتفاده کرد :
عدد نهـایی = عدد به دسـت آماده – خطـای صفر
درصورتی کـه کولیس شما فقط یکی از مقیاس هـا ( سانتی متر یا اینچ ) را نشان مـی دهد مـی توانید از 2 فرمول زیر برای تبدیل مقیاس هـا اسـتفاده کنید.
1 اینچ = 25.4 * 1 مـیلی متر
1 مـیلی متر = 25.4/1 اینچ
برای مثال 2 اینچ برابر اسـت با ضرب عدد 2 با 25.4*2 یعنی 2 اینچ برابر اسـت با 50.8 مـیلی متر
امیدواریم که خواندن این مقاله به شما کمک فراوانی در شناخت هر چه بهتر این ابزار کرده باشد.برای خواندم مقالات بیشتر به مجله ابزار وب سایت تخصصی ابزار پیشه مراجعه نمایید.
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.
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.
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
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 سادهکولـیس عقربه ای ( ساعتی )کولـیس دیجیتـالکولیس 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.
دهـانه بیرونی برای انـدازهگیری ضخامت و قطر خارجی اجسامدهـانه داخلی برای انـدازهگیری حفره هـا، قطر داخلی اجسامعمق سنج برای انـدازهگیری ارتفاع و عمق سوراخ هـامقیاس اصلی با قابلـیت انـدازهگیری با دقت 1 میلی مترمقیاس اصلی با قابلـیت انـدازهگیری بر حسب اینچمقیاس ورنیه با قابلـیت انـدازهگیری تا مقدار 0.1 میلی مترمقیاس ورنیه با قابلـیت انـدازهگیری بر حسب کسری از اینچگیره برای جلو گیری از حرکت قسمت متحرک یا آسان کردن حرکت آنخطکش 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
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.
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.
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.
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.
دهـانه بیرونی برای انـدازهگیری ضخامت و قطر خارجی اجسامدهـانه داخلی برای انـدازهگیری حفرههـا، قطر داخلی اجسامعمق سنج برای انـدازهگیری ارتفاع و عمق سوراخهـامقیاس اصلی با قابلـیت انـدازهگیری با دقت 1 میلیمترمقیاس اصلی با قابلـیت انـدازهگیری بر حسب اینچصفحه مدرج با قابلـیت انـدازهگیری تا مقدار 0.01 میلیمترگیره برای جلوگیری از حرکت قسمت متحرک یا آسان کردن حرکت آناسـتفاده 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 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.
دهـانه بیرونی به منظور انـدازهگیری ضخامت و قطر خارجی اجسامدهـانه داخلی به منظور انـدازهگیری حفره هـا، قطر داخلی اجسامعمق سنـج به منظور انـدازهگیری ارتفاع و عمق سوراخ هـامقیاس اصلی با قابلـیت انـدازهگیری با دقت 1 میلیمترمقیاس اصلی با قابلـیت انـدازهگیری بر حسب اینچصفحه نمایش با قابلـیت انـدازهگیری تا مقدار 0.01 میلیمترگیره برای جلوگیری از حرکت قسمت متحرک یا آسان کردن حرکت آنبرای 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.