گزارش کار آزمایش فیزیک 1«کولیس ورنیه و ریز سنج»

شما میتونید در ادامه ی مطلب مشاهده کنید.

برای بهتر شدن گزارشکارتون بین نوشته ها عکس هم بزارید تا گزارشکار کاملی داشته باشید

راستی اگه میشه بعد از اینکه گزارشکار رو گرفتید برام نظر بزارید،باور کنید خیلی خوشحال میشم

  

                                                «بسم الله الرحمن الرحیم»

کولیس ورنیه و ریزسنج:

میکر متر ، یا ریز سنج 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 آنها را میکرومترهای اینچی و میکرومترهای میلیمتری می‌نامند

کولیس :

مقدمه:                                                                                                        حدود300سال قبل ,اساس تئوری اندازه گیری با ورنیه توسط بیرورنیه ریاضیدان فرانسوی کشف شد,بدین ترتیب بود اگر دو طول برابر را به تقسیمات مساوی تقسیم کنیم و آنها را در مجاورت و انطباق با هم قرار دهیم تمام خطوط تقسیمات در امتداد همدیگر قرار می گیرند ولی چنانچه تقسیمات با هم برابر نباشند خطوط در امتداد یکدیگر واقع نخواهند شد.که اساس تئوری اندازه گیری با کولیس بر این اصل استوار می باشند

اجزای کولیس ورنیه:                                                                                             قطر داخلی و خارجی یک لوله را نمی‌توان با دقت و به آسانی با یک خط کش مدرج اندازه گرفت. برای اندازه گیری دقیق‌تر آنها از کولیس استفاده می‌شود. کولیس از ترکیب یک خط کش مدرج و یک ورنیه متحرک درست شده است. خط کش ورنیه دارای  دو شاخک است شاخک‌های کوچک برای اندازه گیری قطر داخل و شاخک‌های بزرگ برای اندازه گیری قطر خارجی اجسام بکار می‌رود.

خط کش برحسب میلیمتر مدرج شده ورنیه دارای درجه بندی کوچکی است که اغلب شامل 10 قسمت بوده و معادل 9 میلیمتر است یعنی 9 میلیمتر در روی خط کش کوچک‌تر است. با این نوع کولیس به آسانی می‌توانیم تا 1.10 میلیمتر را اندازه بگیریم. دقت اندازه گیری کولیس از تقسیم کردن یک درجه خط کش به تعداد تقسیمات ورنیه به دست می‌آید.
برخی ا انواع کولیسها برای اندازه گیری عمق یک تیغه باریک دارند که به ورنیه متصل است و با آن حرکت می‌کند. اگر صفر ورنیه بر صفر خط کش منطبق باشد انتهای تیغه بر انتهای خط کش منطبق می‌گردد .در صنعت برای اندازه گیری قطر گلوله و سیلندر و پیستون و طول وسایل مختلف از انواع کولیس‌ها با بزرگی‌های مختلف استفاده می‌شود.
کولیس:

کولیس یا قطرسنج یکی از ابزارهای بکار رفته در صنعت ومهندسی مکانیک است.از کولیس برای اندازه‌گیری فاصله میان دو جسم یا دو نقطه استفاده می‌کنند. ساده‌ترین گونه کولیس پرگارِِِی است که ساق‌هایش به بیرون یا به تو خم شده‌اند. کولیس به دلیل داشتن تنوع و سهولت در اندازه گیری یکی از مهمترین ابزارهای اندازه گیری می باشد که تشکیل شده از دو قسمت ثابت و متحرک که قسمت ثابت ان یک خط کش مدرج با فک و شاخک ثابت و قسمت متحرک شامل کشویی است که فک و شاخک متحرک و همچنین تقسیمات ورنیه روی ان قرار دارد.برای این که کشو را محکم کنیم و همچنین برای کم کردن لقی ازضامنی که در زیر کشو نصب شده است استفاده می شود                                                                                                                                                                                                                                                                      تاریخچه ی کولیس                                                                                                                                                                                                                                              در سال 1914 فردی به نام میتوتویو اولین پروانه ساخت کولیس را کسب کرد و تولید آن را در همان سال در کارخانه میزونوکوچی در شهر کاوازاکی ‍ژاپن شروع کرد. در سال 1953کارخانه آن به اوتسونومیا انتقال یافته و تولید انبوه آن شروع شد.در سال 1956 این فرد اولین کسی بود که موضوع استفاده از فولاد ضد زنگ را برای ساخت کولیس مطرح کرد. ۷ سال بعد در سال 1963 میتوتویو بیش از یک میلیون کولیس تولید کرد. در همان سال تولید کولیس ساعتی آغاز شد و به دنبال آن کولیس‌های دیجیتالی و سپس کولیسهای ضد زنگ که در مقابل آب و روغن مقاوم بودند تولید شد. کولیس‌های کار سنگین که طول ۴۵۰ میلیمتر و بیشتر را اندازه‌گیری می‌کنند از سال 1961ساخته شدند. امروزه کولیس‌هایی که طول ۲۰۰۰ میلیمتر را اندازه‌ می‌گیرند نیز تولید می‌شود. بدنه این نوع از کولیس‌ها از فیبرهای کربنی است تا سبک باشند و معضل بزرگ این کولیس‌ها که سنگینی آنها است را بدین‌گونه رفع کرده‌اند. دقت اندازه گیری کولیس از تقسیم کردن یک درجه خط کش به تعداد تقسیمات ورنیه به دست می‌آید. کولیسها بر دو نوع اند : دیجیتال و ساده . نوع دیجیتال آن اندازه ها را بر حسب میلی متر و اینچ با بیشترین دقت برایتان نمایش می دهد . ولی نوع ساده آن برای اینچ دو دقت و میلی متر هم دو دقت اندازه ها را نمایش می دهد. از کولیس برای اندازه‌گیری فاصله میان دو جسم یا دو نقطه استفاده می‌کنند. ساده‌ترین گونه کولیس پرگاری  است که ساقه های آن به بیرون یا تو خم شده‌اند                                  .

                                            «کولیس ورنیه دیجیتالی»

اندازه گیری قطر یا طول

جسمی را که به منظور تعیین طول با قطر خارجی آن است در بین شاخک‌های ثابت و متحرک بزرگ قرار می‌دهند بطوری که هر دو شاخک با بدنه جسم تماس داشته باشند .سپس به کمک ورنیه و خط کش اندازه طول یا قطر گلوله را تعیین می‌کنند. درجات را از روی خط کش (عددی که صفر ورنیه در مقابل آن قرار دارد و یا از آن گذشته است) و کسر درجات را از روی ورنیه می‌خوانند برای کسر درجات از درجات ورنیه راپیدا می‌کنند که درست در برابر یکی از درجات خط کش قرار گرفته است.

      «روش اندازه گیری با کولیس ورنیه ساده »                                                                   اندازه گیری قطر داخلی

برای اندازه گیری قطر داخلی مثلا قطر یک لوله دو شاخک بالایی را در داخل لوله فرو می‌برند و ورنیه را برای خط کش آنقدر جابجا می‌کنند تا دو شاخک با جدار داخلی لوله تماس پیدا کنند. کولیس تا حدی در داخل لوله می‌چرخانند تا دو شاخک بر قطر لوله منطبق گردد. در این حالت قطر داخلی را با روش قبلی از روی خط کش و ورنیه می‌خوانند.

کولیس ورنیه دار یک تیغه مدرج و یک فک متحرک دارد. تیغه درجه بندی شده است و دوکشویی روی آن سوار شده اند که یکی از آن ها به وسیله مهره افقی تا اندازه ای قابل تنظیم است و دیگری می تواند در طول تیغه حرکت کند. لبه های بیرونی فک های ثابت و متحرک برای اندازه گیری قطر درونی و اندازه های دیگر مناسب هستند. لبه های درونی آن ها نیز برای اندازه گیری های بیرونی به کار می روند

  «طریقه ی اندازه گیری قطر داخلی توسط کولیس ورنیه»                                     ریزسنج:

ضخامت ورقه‌های نازک و سیم‌های نازک را با اسبابی به نام ریز سنج اندازه می‌گیرند این اسباب از ترکیب یک پیچ و یک مهره مدرج ساخته شده است. در این وسیله ، مهره استوانه‌ای است تو خالی که سطح خارجی آن مدرج شده است. این استوانه به کمانی متصل است در انتهای دیگر کمان زایده‌ای وجود دارد که به آن سندان می‌گویند.
پیچ در داخل کلاهکی قرار دارد و در داخل مهره حرکت می‌کند، کلاهک پیچ بر روی سطح خارجی مهره جابجا می‌شود. در صورتی که پای پیچ 0.5 میلیمتر باشد دور کلاهک پیچ به پنجاه قسمت و اگر پای پیچ یک میلیمتر باشد دور کلاهک پیچ به صد قسمت تقسیم می‌شود به آن قسمت از پیچ که از داخل مهره خارج شده و در داخل کمان جابه جا می‌گردد زباله می‌گویند.
اگر پیچ یک دور بپیچد در نوع اول زباله ریزسنج نیم میلیمتر جابجا می‌شود بنابراین وقتی پیچ به‌اندازه یک درجه بپیچد دهانه ریزسنج به ‌اندازه یک صدم میلیمتر باز یا بسته می‌شود. بنابراین با استفاده از ریزسنج دقت‌اندازه گیری تا میلیمتر بالا می‌رود.

روش کار ریز سنج:

برای اندازه گیری جسم مورد نظر را از بین زبانه و سندان قرار می‌دهند و پیچ کلاهک آنقدر می‌چرخانند تا جسم با زبانه و سندان تماس پیدا کند. برای چرخاندن کلاهک پیچ ، پیچ مرز گرد را می‌پیچانند پس از تماس با زبانه با جسم ، پیچ هرز گرد صدا می‌کند. با شنیدن صدا عمل پیچاندن را متوقف می‌کنند. در غیر این صورت از حساسیت اسباب کاسته می‌شود درجات میلیمتر دارای مهره و درجات صدم میلیمتر دارای کلاهک پیچ می‌خوانند. درجه‌ای از کلاهک پیچ خوانده می‌شود که در امتداد خط افقی مهره قرار دارد

دانش پژوهان عزیز، یکی از مهارت های پرکاربرد که در بسیاری از پروژه ها مورد استفاده قرار می گیرد، مهارت ریز سنج است که در زیر توضیحاتی در مورد آن ارائه میشود  

ریزسنج (میکرومتر)به ابزار دقیقی گفته میشودکه برای اندازه گیری های کوچک به کار می رود و معمولا عمل اندازه گیری با آن با چرخاندن پیچ تنظیم که گام دندانه بسیار ظریفی دارد انجام می شود.قاب ریز سنج نعل شکل و یک سر آن دارای فک ثابت سخت و آبداده و سر دیگز آن مجهز به طبلک مدرج است. ریز سنج ابزار دقیقی است که کاربرد گسترده ای در اندازه گیری های تا 01/0 و یا حتی 001/0 میلی متر دارد.                            ریز سنج در انواع و اندازه های گوناگون و برای اندازه گیری های درونی ،بیرونی و عمق قطعه کار ساخته میشود.گام پیچ محور ریزسنج 5/0 میلی متر است(20 دندانه در هر سانتی متر)                                              بنا براین هنگامی که طبلک به اندازه ی یک درجه چرخانده میشود فک متحرک اندازه گیری به اندازه 01/0 میلی متر به طرف فک ثابت و یا بر عکس حرکت میکند.خط طولی پیوسته با خطوط ریز عمودی با فاصله ی مساوی یک میلی متر تقسیم بندی شده است.

تقسیم بندی بالای خط طولی از صفر آغاز شده و خطی که با رقم (5)نمایانده شده نمایش 5 میلی متر و خطی که رقم (10)نمایانده شده نمایش 10 میلی متر و ....است.تقسیم بندی پایین خط از 5/0 میلی متر آغاز شده و به ترتیب نمایانگر 5/0 ،5/1، 5/2 میلی متر و.... است.

لبه شیبدار طبلک به 50 قسمت مساوی تقسیم شده و هر فاصله نمایانگر 01/0 میلی متر است.برای خواندن ریز سنج بر حسب صدم میلی متر اندازه خوانده شده روی پوسته با شماره ی از طبلک که در امتداد خط  طولی پوسته قرار گرفته است جمع میشود

مثال

خط 10 روی درجه بندی پوسته خوانده می شود که نمایان گر 10 میلیمتر است.

تقسیم بندی پوسته و طبلک برحسب صدم میلیمتر   (ریز سنج با دقت یک صدم میلیمتر)                              سه خط دیگر که هر یک نمایانگر یک میلی متر هستند نیز مشاهده میشوند.چهل و پنجمین خط روی طبلک با خط طولی پوسته ر به روی هم قرار گرفته اند و هر یک نمایانگر 01/0  میلیمتر هستند45/0=01/0*45.بنابراین اندازه خوانده شده روی ریز سنج عبارت است از : 45/13=45/0+3+10

ریز سنج را میتوان برای جبران یا اصلاح خطای ناشی از ساییدگی سطح فک های ثابت و متحرک آن به دو روش زیر تنظیم کرد: الف) طبلک را کاملاً باز کرده و مهره تنظیم را برای جلوگیری از خلاصی محور محکم کنید ب) در حالی که محور و فک ثابت با هم جفت شده اند پوسته را به گونه ای تنظیم کنید که خط طولی روی آن با خط صفر روی  طبلک درست رو به روی هم قرار گیرند . طبلک را تا انتها باز می کنیم و با آچار مخصوص مهره محور را به اندازه ای سفت می کنیم که کاملاً محکم شود و جای بازی نداشته باشد. سپس فک ثابت و محور را به دقت با هم جفت می کنیم. در این حالت با استفاده از آچار مخصوص طبلک را به گونه ای تنظیم می کنیم که شاخص صفر آن درست در امتداد خط طولی روی پوسته قرار گیرد

تنظیم ریزسنج

 هنگام استفاده از ریزسنج برای کارهای کوچک باید ابزار در یک دست قرار گرفت وطبلک را با انگشت شست و اشاره همان دست چرخاند.بدین ترتیب دست دیگر  برای گرفتن قطعه کار آزاد می ماند

اندازه گیری قطعات کوچک ( شیوه استفاده از ریزسنج)

در بعضی موارد مانند اندازه گیری بر روی دو سطح صاف بهتر است که از ریز سنج را در دست چپ گرفت و برای چرخاندن طبلک و تنظیم آن از انگشتان شست و اشاره همان دست استفاده کرد.اجسام گرد را نیز میتوان در دست چپ و ریز سنج را در دست راست نگه داشت. در این ، حالت طبلک با استفاده از انگشتان شست و اشاره به اندازه ای چرخانده می شود که (احساس)بر تنظیم دقیق دلالت کند

اندازه گیری قطعات بزرگ                                                                                        ( شیوه استفاده از ریزسنج)

برای اندازه گیری قطعات بزرگتر یا قطعات ثابت را با ید قاب ریز سنج را با یک دست محکم گرفت و طبلک را با دست چرخاند .

اندازه گیری ابعاد قطعه کار با استفاده از ریز سنج بزرگ .قاب ریز سنج را در نقطه ای مناسب محکم در دست بگیرد و طبلک ار  با دست دیگر بچرخانید

بعضی از ماشین کاران با نگه داشتن پوسته وگردانیدن سریع قاب ریز سنج تنظیم آن را به سرعت برای اندازه گیری  دلخواه تغییر میدهند.از انجام این کار باید پرهیز کرد زیرا نیروی گریز از مرکز ایجاد شده بر اثر گردانیدن قاب موجب استهلاک نا خواشته پیچ محور و در نهایت  موجب کاهش  دقت ریزسنج می شود

از ریزسنج درونی برای به دست آوردن اندازه دقیق قطر درونی سیلندر سوراخ و غیره استفاده می شود

ریز سنج ورنیه دار و کولیس ورنیه دار

ریز سنج ورنیه دار:                                                                                                              روش استفاده از ریزسنج های که تا یک هزارم میلیمتر درج شده باشند نیز مانند ریز سنج هایی است که تا یک صدم میلی متر مدرج شده اند با این تفاوت که در ریز سنج های ورنیه دار اندازه اضافی 01/0 نیز از روی ریز سنج خوانده شده و به اندازه خوانده شده تا یک صدم افزوده شده اند با این تفاوت که در ریز سنج های ورنیه دار اندازه اضافی یک هزارم نیز از روی ریز سنج خوانده شده و به اندازه خوانده شده تا یک صدم افزوده میشود

ریز سنج مدرج تا یک هزارم میلیمتر

درجه بندی ورنیه روی پوسته به 10 قسمت تقسیم شده است. اندازه کمانی که این 10 قسمت را در بر میگیرددقیقاً برابر با اندازه ی کمانی است که 9 قسمت از درجه بندی روی طبلک را میپوشاند.       برای خواندن ریز سنجی که تا یک هزار میلیمتر مدرج شده باشد اندازه را با تقسیم بندی یک صدم به دست آورید و آنگاه مشخص کنید که کدام یک از خطط روی ورنیه با یکی از خطوط طبلک روبه روی هم هستند.اگر خط1 ری ورنیه با یکی از خطوط طبلک رو به روی هم باشند یک هزارم  اگر خط 2 رو به رو باشد د هزارم بر اندازه صدم بیفزاید و الی آخر 

اندازه گیری طول توسط ریزسنج

ریزسنج وسیله ای است که برای اندازه گیری طول بکار می رود                                                                     ریز سنج وسیله ای است که برای اندازه گیری بکار می رود . ریز سنج از کولیس  دقیق تر بوده و برای  برای اندازه گیری طول با دقت های بالا بکار میرود.

ریزسنج از یک استوانه ثابت مدرج ،یک استوانه متحرک مدرج که میتواند روی استوانه ی ثابت به ازای                                                                                                                                              دقیق تر بوده و برای اندازه گیری طول با دقت های بالا بکار میرود                                                                                                                       . ریزسنج از یک استوانه ثابت مدرج ،یک استوانه متحرک مدرج که میتواند روی استوانه ی ثابت بچرخد و جابجا شود و یک کمان فلزی متصل به استوانه ثابت تشکیل میشود هر دور چرخش و به نحو ه ی طراحی و دقت دستگاه بستگی دارد .گام ریز سنج میتواند 1 میلیمتر یا نیم میلیمتر  باشد

هر گاه استوانه متحرک به 50 قسمت تقسیم شده باشد، با چرخاندن استوانه متحرک به اندازه دو دور کامل دهانه  یک میلیمتر جابجا میشود(گام نیم میلیمتر)و در نتیجه100قسمت از استوانه متحرک معادل 1 میلیمتر از استوانه ی ثابت (خط کش ثابت)میباشد و لذا دقت دستگاه 100/1 میلیمتر میباشد.  فرض کنید دهانه ریزسنج پس از چندین دور چرخش مقداری باز شده است،حال برای خواندن این مقدار ،تعداد میلیمتر ها را میتوان از روی استوانه ی ثابت خوانده  و با کسر ی از میلیمتر که بر روی استوانه ی متحرک خوانده می شود جمع کرده و اندازه جسم  مورد نظر را اندازه گیری  نمود. برای مثال اگر استوانه کامل به اندازه 5 دور  کامل و کسری از دور چرخیده  شود و گام ریزسنج نیم میلی متر باشد، خواندن این باشد، خواندن این عدد این چنین است که 5 دور معدل5/2 میلی متر میباشد و اگر عددی که بر روی استوانه متحرک خوانده میشود 35 باشد،میشود    85/2=35/0+5/2                                                                                                                                     

                                           «ریز سنج و اجزای آن»

                                                            «تمام»

منبع: www.hamed-aghazadeh.persianblog.ir