کولیس
کولیس، (به فرانسوی: pied à coulisse) یا قُطرسنج یکی از ابزارهای بکار رفته در صنعت و مهندسی مکانیک است.
کولیس وسیلهای است که فاصلهٔ بین دو طرف یک شئ را اندازه میگیرد. برای این منظور کولیس را بین دو نقطه مطلوب قرار میدهیم و دو نقطه به وسیلهٔ دو فک مشخص میشود. سپس کولیس را بر میداریم حدفاصل دو ….. به وسیله یک ابزار اندازهگیری هم چون خط کش قرائت میشود. این وسیله کاربردهای بسیار وسیعی همچون در مهندسی مکانیک، فلزکاری، پزشکی و….. دارد.
تاریخچه کولیس
در سال ۱۳۶۳ میلادی یک نفر فرانسوی بنام پیرورنیه وسیلهای برای اندازهگیری طراحی کرد که براساس اختلاف بین دو تقسیم بندی کار میکرد کولیسهای اولیه در لا به لای لاشههای باقیمانده از کشتی در نزدیکی سواحل ایتالیا یافت شده است. تاریخچه کشتی به شش قرن قبل از میلاد مسیح بر میگردد. قسمتهای چوبی فکهای متحرک و ثابت را نشان میداد. با اینکه استفاده از دستهای از کولیسها به ندرت وجود دارد، هنوز هم در روم و یونان از آنها مورد استفاده قرار میگیرد. در زمان سلسله هان (۲۰۲قبل از میلاد تا ۲۲۰ بعد از میلاد) چینیها از کولیسهای کشویی که آنها را از برنز ساخته و روز، ماه و سال (بر اساس تاریخ و سال چینی) تولید آن را بر رویش حک میکردند، استفاده مینمودند. کولیس ورنیههای جدید که تا هزارم اینچ را قرائت میکنند، توسط فردی آمریکایی به نام جوزف. ر. براون (Joseph R. Brown) در سال ۱۸۵۱ اختراع شدهاند. کمپانی ای به نام Brown and Sharpe برای تولید وسایل با دقت زیاد در ایالات متحده افتتاح شد. این وسیله اولین ابزار برای اندازهگیری دقیق بود که میتوانست با قیمت ماشین آلات معمولی به فروش رود.
کولیس داخلی (Inside calipers) – پرگار داخل سیلور
این نوع از کولیس برای اندازهگیری ابعاد داخلی اشیا به کار میرود.
کولیس بالایی در شکل به صورت دستی تنظیم میشود. ابتدا به آرامی به آن ضربه میزنیم تا به داخل شی برود سپس پیچ آن را باز نموده تا پایههای آن کاملاً گیر دار شده و ابعاد را مطالعه میکنیم.
کولیس پایینی در شکل به وسیله پیچ قابل تنظیم است که بدون تکان دادن وسیله از محل اندازهگیری قابل قرائت میباشد.
کولیس خارجی (Outside calipers) – پرگار خارج سیلور
این دسته از کولیسها برای اندازهگیری ابعاد خارجی به کار میروند. به کارگیری این وسیله قابلیت تکرار پذیری و نیز دقت بالایی دارد. در اندازهگیری ابعاد بزرگ همچون قطر یک لوله بزرگ بسیار مفید میباشد.
کولیس مستقیم (Divider calipers) – پرگار مستقیم سیلور
کولیس ورنیه
کولیس سیلور ورنیهها، کولیسهای دیجیتال و کولیسهای عقربهای ابعاد را به طور مستقیم و با دقت بالا اندازهگیری میکنند. این کولیسها متشکل از یک خط کش با فک ثابت و یک فک دیگر که در طول خط کش لغزانده میشود، میباشند. فاصلهٔ بین جکها به سه روش خوانده میشود. ساده ترین روش این است که محل نشان گر قرائت گردد. هنگامی که نشان گر بین دو نشانه گذاری است، کاربر میتواند آن را درج کرده و از این روش دقت بیشتری را اعمال نموده است. روش دیگر این است که شی مورد نظر را بین دو فک قرار میدهیم و سپس از روی خط کش اصلی عدد نشان داده شده را میخوانیم (بر حسب میلیمتر) و سپس از روی ورنیه هر خطی که بر روی خط خط کش اصلی منطبق است را خوانده و در دقت آن ضرب میکنیم و با عدد خوانده شده از روی خط کش اصلی جمع میکنیم. کولیسهای ورنیه، دیجیتال و عقربهای میتوانند ابعاد داخلی و خارجی را اندازه بگیرند و برای اندازهگیری هر کدام از فک مخصوص استفاده کنند. مقیاس ورنیهها بر حسب سیستم متریک یا مقیاسهای کوچکتر و نیز بر حسب اینچ که در قسمت بالای آن است، میباشد. کولیسهای بکار گرفته شده در صنعت تا ۰٫۰۱ میلیمتر و یا ۰٫۰۰۱ اینچ دقت دارند و در ابعادی موجودند که میتوان از آنها برای اندازهگیری تا ۱۸۲۹ میلیمتر و یا ۷۲ اینچ استفاده کرد.
فک خارجی برای اندازهگیری ابعاد خارجی از جمله قطر خارجی
فک داخلی برای اندازهگیری ابعاد داخلی از جمله قطر داخلی
پروب عمق که برای اندازهگیری ارتفاع و عمق به کار گرفته میشود.
مقیاس اصلی که تا ۱ میلیمتر را اندازه میگیرد.
مقیاس اصلی بر حسب اینچ
مقیاس ورنیه که دقت آن تا ۰٫۱ میلیمتر یا بیشتر است.
مقیاس ورنیه که دقت را تا کسری از اینچ میدهد.
گیره برای جلوگیری از حرکت قسمت متحرک و یا آسان کردن حرکت آن
کولیس ساعتی ( عقربهای)
به جای استفاده از کولیس ورنیهها که قرائت آنها نیاز به روش خاص داشت که نیاز به یادگیری دارد، میتوان از کولیسهای ساعتی سیلور که در آنها برای قرائت کسری از میلیمتر کافی است که عدد روی عقربه را قرائت کرد، استفاده نمود. در این وسیله یک چرخ دنده دقیق و کوچک موجود است که بدون نیاز به قرائت مقیاس در ورنیه به همان اندازه دقیق را نشان میدهد. نشانگر هر یک اینچ و یا هر میلیمتر و یا یک دهم اینچ میچرخد. اندازه قرائت شده از روی عقربه بایستی به آن چه که از روی خط کش قرائت میشود، اضافه شود. به وسیله یک پیچ میتوان آن چه که بر روی خط کش نمایش داده میشود را قفل کرد. منظور این است که از حرکت عقربه جلوگیری نمود تا در قرائت اشتباهی به وجود نیاید.
کولیس دیجیتال (رقمی)
این کولیسها از آن جایی که یک عدد واحد را بر روی نمایشگر نمایش میدهند و دیگر محتاج به قرائت از روی خط کش نمیباشد، نسبت به کولیسهای ساعتی سیلور بیشتر مورد استفاده قرار میگیرند. برخی از این نوع کولیسها قابلیت تبدیل واحد به سانتیمتر، میلیمتر و اینچ را دارند. میتوان با آنها برخی اندازهگیریهای دیفرانسیلی را انجام داد. کولیسهای دیجیتال میتوانند اندازهها را در حافظهٔ خود نگه دارند. از این قابلیت میتوان در جاهایی که کار کردن دشوار است و امکان دیدن عدد روی مانیتور نیست استفاده میشود. کولیسها با طول معمولی، ۶ اینچ یا ۱۵۰ میلیمتر از فولاد ضد زنگ ساخته میشوند که دارای دقت نسبی ۰٫۰۰۱ اینچ و ۰٫۰۲ میلیمتر میباشند. تکنولوژی مشابه در ساخت کولیسها با طول بلند تر(۸ اینچ و ۱۲ اینچ) به کار گرفته شده که دقت آنها برای کولیسهای ۱۰۰ تا ۲۰۰ میلیمتر، ۰٫۰۰۱ اینچ یا ۰٫۰۳ میلیمتر و برای ۲۰۰ تا۳۰۰ میلیمتر، ۰٫۰۰۱۵ اینچ یا ۰٫۰۴ میلیمتر است. بسیاری از کولیسهای ساخت چین که قیمت آنها گران نیست، با دقت خوبی از لحاظ منطقی کار میکنند. یک مشکل این کولیسها این است که هنگامی که در حالت خاموش قرار میگیرند، همچنان از باتری و قدرت آن استفاده مینمایند. یعنی در واقع آنها چیزی را نمایش نمیدهند اما همچنان جریان تا زمانی که تمام شود در آنها برقرار است. جریان در حدود ۲۰ میکرو آمپر است که خیلی بیشتر از جریان در کولیسها با برندهای معروف است. بعضی از مواقع وقتی که ولتاژ باتری خیلی کم شود، کولیس دیگر کار نمیکند. سلولهای نقرهای با سلولهای قلیایی ولتاژ برابری ایجاد میکنند،اما عمر آنها برای کارایی بیشتر است. پس آنها جایگزین مناسبی برای سلولهای قلیایی هستند. کولیسهای دیجیتال این قابلیت را دارند که یک سری از خروجیها را با اتصال به کامپیوتر، در اختیار قرار دهند. یک سری مبدلها وجود دارند که میتوان با استفاده از آنها خروجیها را وارد برنامههای آماری یا جداول و یا نرمافزارهای مشابه نمود. همانند کولیسهای عقربهای پیچی وجود دارد که میتواند کولیس را در حالت اندازهگیری ثابت نگه دارد و از حرکت آن جلوگیری نماید.
مقایسه
هر کدام از انواع کولیسهای سیلور مذکور در بالا مزیتها و خطاهای نسبی مخصوص خود را دارند. کولیس ورنیهها با دوام اند، در بلند مدت با دقت عمل میکنند، از میدانهای مغناطیسی تاثیر نمیپذیرند و بسیار ضد ضربهاند. . همچنین قرائت رقم آخر نسبتاً راحت میباشد. آنها ممکن است هر دو مقیاس سانتیمتر و اینچ را داشته باشند. اما کولیس ورنیه نیازمند دید مناسب چشم یا عینک بزرگ کننده برای قرائت است و ممکن است در قرائت از فاصله دور و زوایای نا مناسب، آزمایشگر دچار مشکل شود. در محیطهای تولیدی قرائت کولیس ورنیه در طول روز مستعد خطا بوده و کارگران را آزار میدهد. کولیسهای عقربهای نسبتاً راحت قرائت میشوند و میتوانند برا ی مقایسه در هر نقطهای روی صفر تنظیم گردند. آنها شدیداً به ضربه حساس اند و بسیار مستعد کثیف شدن چرخ دندهها هستند که میتواند مو جب کاهش دقت شود. کولیسهای دیجیتالی به راحتی از سیستم سانتیمتر به سیستم اینچ تغییر میکند. آنها به سادگی در هر نقطه صفر میشوند و در هر دو جهت قرائت را انجام میدهند. و در صورتی که امکان مشاهده صفحه کولیس نباشد با فشردن دکمه “Hold” یا با صفر کردن و بستن کولیس (که مقدار منفی اندازهگیری مورد نظر را نشان میدهد) امکان قرائت مهیا میشود. آنها از نظر مکانیکی و الکترونیکی شکنندهاند. اکثراً نیازمند باتری اند و در برابر سرما مقاومت خوبی ندارند. همچنین مقاومت معمولی در برابر ضربه دارند و در برابر کثیفی آسیب پذیر اند.
نحوه استفاده :
کولیسها باید به درستی استفاده شوند تا بتوانند اندازهگیری دقیقی به ما بدهند. مثلاً برای اندازهگیری ضخامت یک بشقاب، کولیس ورنیه بایستی در زاویه درستی قرار گیرد تا به ما ابعاد دقیق را بدهد. برای اندازهگیری ابعاد گرد شکل و یا با شکل نامشخص، احتیاج به تمرین بیشتر است. دقت اندازهگیری برای استفاده از کولیس به شدت به مهارت کاربر بستگی دارد. فک دستگاه کولیس ورنیه باید محکم به قسمتی که میخواهد اندازهگیری شود بچسبد.
از دانشنامهٔ آزاد