Устройство штангенциркуля

Штангенциркуль состоит из масштаба 1, на конце которого укреплена перпендикулярно к нему неподвижная ножка 2 (рис. 2.). Вторая такая же ножка 3, которая может перемещаться вдоль масштаба, снабжена зажимным винтом 4. На муфте 5 подвижной ножке, в её вырезе, нанесены m делений нониуса (например, 20, как на рисунке). Когда ножки штангенциркуля сомкнуты, и между ними расстояние равно нулю, нулевое деление нониуса совпадает с нулевым делением масштаба. При определении длины тела измеряемый предмет вводится между ножками штангенциркуля, которые потом сдвигаются до соприкосновения с его поверхностью. Закрепив в этом положении подвижную ножку винтом 4, производят отсчёт.

Очевидно, что измеряемая длина тела есть расстояние между нулевым делением масштаба и нулевым делением нониуса. По миллиметровому масштабу смотрят, сколько целых миллиметров заключается в этом промежутке (до нулевого деления нониуса).

Например, на рис. 1. целых миллиметров по масштабу до нулевого деления нониуса – 17. Но имеется ещё какая-то часть миллиметра (между 17-м делением масштаба и нулевым делением нониуса). Эту часть миллиметра определяют по нониусу следующим образом: Смотрят, какое деление нониуса наиболее точно совпадает с делением масштаба (с каким именно делением масштаба, значения не имеет). Предположим, совпадает 8-е деление.

Тогда, поскольку каждое деление нониуса относительно делений масштаба даёт смещение в k мм, общее смещение будет (8·k) мм.

Иными словами, при переходе к каждому последующему делению нониуса расстояние между ним и ближайшей к нему слева делением масштаба уменьшается на k мм. Чтобы найти полностью совпадающую пару делений (деление нониуса и деление масштаба), пришлось в нашем случае отсчитать от нулевого деления нониуса 8 делений. Значит, расстояние между нулевым делением нониуса и ближайшей к нему слева делением масштаба было (8·k) мм.

Таким образом, искомая часть миллиметра равна (8·k) мм.

А длина измеряемого предмета будет равна: L = (17+8·k) мм, где - точность нониуса, b – цена деления масштаба (в нашем случае 1 мм), m – число делений нониуса (в нашем случае 10). (Отсюда точность нониуса k = 0,1мм. Каждый раз вычислять её не надо, так как она всегда обозначена на самом нониусе).

Следовательно, длина измеряемого предмета:

L = (17+8·0,1) = 17,8 мм.

Примечание 1: Некоторые штангенциркули для точной установки заданного расстояния между ножками снабжаются дополнительной муфтой 7. Подвижную ножку в этом случае перемещают при закреплённом винте 6 и откреплённом винте 4, вращая гайку 8.

Примечание 2. Для измерения внутренних размеров тел пользуются наружными срезами ножек 2 и 3. Поскольку они сами по себе уже имеют какую-то толщину, её необходимо прибавить к снятому отсчёту. Часто ширина обеих ножек обозначена на них самих; в большинстве случаев она равна 10,0 мм.