نحوه کالیبراسیون کولیس؛ آموزش صفر کردن و تست دقت کولیس دیجیتال و ورنیه

اساسا کولیس چیست؟ در یک تعریف مختصر باید گفت که کولیس ها نوعی از ابزار اندازه گیری دقیق، شبیه به یک خط کش فلزی هستند که می‌توانند طول، عرض، عمق، سطح بیرونی یا داخلی قطعه را در سایزهای کوچک از 10 سانتی متر تا بسیار بلند و حتی سایز 2 متری! با دقت های مناسب 0.1 – 0.01 – 0.02 – 0.05 میلی متر در واحدهای متریک و اینچ براحتی اندازه بگیرند. ساختمان این ابزارها معمولا از یک میله مدرج یا خط کش ثابت فلزی، یک خط کش متحرک کشویی و یک یا دو فک تشکیل شده است. این فک ها در بیرون یا درون قطعه قرار گرفته و در زمان کوتاهی، فاصله مشخص شده با کمک بدنه مدرج کولیس اندازه گرفته می‌شود. هر شغلی که با ساخت و بررسی قطعات سر و کار دارد و باید قطعه تولیدی خود را با دقت بالا مثل صدم یا هزارم میلی متر بسنجد، نیاز به کولیس خواهد داشت.

برای آشنایی بهتر با این ابزار جذاب توصیه می‌کنیم مقاله کولیس چیست؟ را مطالعه کنید. اما باید اشاره کنیم که طبق نیاز کاربر ممکن انواع کولیس در مشاغل مختلف دیده شود. انواع کولیس به ترتیب زیر است:

• کولیس ساده یا ورنیه
• کولیس ساعتی
• کولیس دیجیتال
• کولیس ارتفاع سنج یا پایه دار
• کولیس عمق سنج
• و... مدل‌های اختصاصی دیگری مثل کولیس شیار سنج یا کولیس چرخ دنده که در واقع نحوه کار اندازه گیری آنها مشابه کولیس ساده یا دیجیتال است.

اما برای اینکه همیشه بهترین نتیجه و جواب را از کولیس دریافت کنید و خطای محاسبات و اندازه گیری نداشته باشید، این ابزارها باید به صورت منظم و دوره‌ای کالیبره شوند.

در کار با ابزارهای دقیق، معمولا چندین عامل بیرونی و ناخواسته روی کارآیی ابزار تاثیر منفی می‌گذارند و باعث می‌شوند تا بعد از مدتی، تنظیمات و دقت آن به‌هم بریزد. کولیس نیز از این قاعده مستثنی نیست و بعد از چند وقت کار، ممکن است دقت فک ها، تنظمیات خط کش ها، نمایش اعداد روی صفحه یا نمایشگر (در نوع ساعتی و دیجیتال) و... قطعات دیگر آن دچار خطا شود. در این مواقع به اصطلاح می‌گویند که کولیس از کالیبره خارج شده است. از جمله عواملی که روی کالیبراسیون کولیس تاثیر می‌گذارد شامل موارد زیر است:

• تاثیرات دمای محیط و تغییرات آب و هوایی
• استهلاک در قطعات کولیس و اتمام عمر مفید
• آسیب دیدگی و وارد شدن ضربه به کولیس
• شوک های مکانیکی و مغناطیسی و...

برای حل این مشکل، طی یکسری مراحل خاص، عمل کالیبراسیون کولیس انجام می‌گیرد تا دوباره این ابزار بتواند مثل روز اول و بدون خطا و ارور، اندازه‌ها را به درستی نشان دهد.

کالیبره کردن هر ابزار دقیق مراحل خاص خود را دارد و باید طبق استاندارد و الگوی صحیحی انجام گیرد. اما از آنجا که تقریبا تمام کولیس ها شبیه به‌هم کار می‌کنند و نحوه خواندن کولیس در هر مدل شباهت‌های زیادی به‌هم دارد؛ در نتیجه فرآیند کالیبره سازی آنها نیز در بخش های زیادی اشتراک خواهد داشت. تنها در برخی نکات و جزییات تفاوت‌هایی دیده می‌شود که در ادامه و بطور جداگانه در هر تیپ کولیس به آنها اشاره خواهیم کرد. برای دید بهتر می‌توانید چک لیست زیر در مورد آموزش گام به گام کالیبراسیون کولیس را مرور کنید.

برای فهم کامل کالیبراسیون کولیس بهتر است از نوع پرکاربرد و عمومی آن یعنی کولیس ساده یا ورنیه شروع کنیم.

مرحله 1- آماده سازی شرایط

قبل از شروع کالیبراسیون باید بدانید که دمای محیط و رطوبت آن و البته دمای خود ابزار بر روی کیفیت و نتیجه تاثیر مستقیم دارد. پس ابتدا باید شرایط محیطی آماده شود. دمای محل کالیبراسیون باید حدود 20 درجه سانتی گراد با تلرانس 2 ± درجه باشد. نسبت رطوبت این محیط کاری نیز باید بین 35 درصد تا 55 درصد قرار بگیرد. نکته مهم دیگر هم‌دمایی ابزار با حرارت اتاق است؛ برای انجام این کار، کولیس باید حداقل حدود یکساعت در دمای اتاق و بدون استفاده قرار بگیرد تا به اصطلاح با آن هم‌دما شود.

مرحله 2- آماده سازی ابزار مورد نیاز کالیبراسیون کولیس

برای انجام عملیات کالیبره کردن به چند ابزار عمومی و البته ابزارهای تخصصی نیاز است که می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• پارچه تمیز کننده بدون پرز
• مایع پاک کننده الکلی
• برس مویی و نرم
• گیج بلوک:

قطعات مکعبی دقیق از جنس استیل یا سرامیک که به شکل تخصصی بابت تست و سنجش کالیبره خارج سنجی ابزارهای دقیق ساخته می‌شوند. بهتر است از نوع Grade 2 و یا بهتر این گیج‌ها استفاده شود.

• پین گیج:

نوعی گیج بلوک که به شکل گرد و استوانه‌ای و با همان جنس فلزی یا سرامیکی ساخته می‌شود برای تست لبه فک کولیس کاربرد دارد.

• هولدر گیج بلوک:

نوعی فک فلزی کشویی که گیج بلوک در آن قرار می‌گیرد و سپس قطعه را برای اندازه گیری و تست کالیبره در حالت داخل سنج کولیس آماده می‌کند.

• گیج رینگی (حلقه ای):

نوعی حلقه فلزی که به آن رینگ مرجع نیز می‌گویند و هر کدام از آنها یک سایز مشخص و کاملا دقیق طبق استاندارد سازنده دارد. از این حلقه می‌توان برای کالیبره کردن قسمت داخل سنجی کولیس بهره برد.

• سنگ صافی:

نوعی سنگ از جنس گرانیت و کاملا صاف در حوزه ابزارهای دقیق که روی سطح میز قرار گرفته و دقت صافی بسیار بالا با سطوح موازی دارد. سنگ صافی گرانیتی در ابعاد و گریدهای مختلف، یک سطح صیقل داده شده و صاف بدون هیچگونه خطا به کاربر ارائه می‌دهد تا بتواند تست عمق سنجی و اندازه دیگر پارامترها را روی آن بررسی کند.   

• استند مخصوص: پایه یا استند مخصوص کالیبراسیون کولیس که در شامل انواع پله‌های اندازه گیری بصورت برجسته است. در صورت داشتن این پایه نیازی به گیج بلوک نیست.

مرحله 3- پاک سازی و تمیزکاری کولیس

تمام سطوح کولیس را از انواع آلودگی‌ها تمیز کنید و با برس مویی و نرم آنها را بزدایید. سپس به سراغ مایع تمیز کننده الکلی بروید و به کمک پارچه روی تمام سطوح را بدون فشار اضافه تمیز کنید. دقت کنید که نقطه‌ای جا نماند و تمام لکه‌ها و چربی‌ها و... تمیز شود. هیچ پرزی از پارچه نباید بین فک ها و خط کش کولیس قرار گیرد.

مرحله 4- چک کردن فیزیکی

تمامی قطعات کولیس ورنیه باید به شکل چشمی و فیزیکی چک شوند. این مورد شامل خط کش و اسلایدر، تمام فک ها، میله‌ها، پیچ‌ها و خلاصه ابتدا و انتهای ابزار می‌شود.

• خطوط و اعداد روی خط کش ثابت و متحرک نباید هیچگونه ایراد و پاک شدگی داشته باشند.
• فک های داخل سنج، خارج سنج و میله مرکزی عمق سنج نباید لقی داشته باشند.
• نوک و لبه فک های قطعه گیر نباید خوردگی داشته باشند.
• اسلایدر کشویی را بصورت رفت و برگشت جابجا کنید؛ خط کش ثابت و متحرک نباید زنگ زدگی داشته باشند و فک متحرک باید براحتی و به شکل روان حرکت کند.
• مهره قفل کن فک و همینطور غلطکی انگشتی باید به خوبی کار کنند و ایرادی نداشته باشند.

مرحله 5- انتخاب روش و استاندارد کالیبراسیون

روش های متفاوتی برای کالیبره کردن ابزارهای دقیق وجود دارد که قبلا که در مطلب نحوه کالیبراسیون ابزار دقیق به آنها اشاره کرده‌ایم. اما بهتر است برای کولیس از روش «کالیبراسیون تنظیمی» که رایج ترین روش کالیبره در جهان است استفاده کنید.

مرحله 6- شروع فرآیند کالیبراسیون با صفر کردن کولیس

بعد از تمام این مراحل، پروسه کالیبره سازی شروع می‌شود. تقریبا برای تمام ابزارهای دقیق، اولین پله، تست عدد 0 یا صفر کردن کولیس است. برای این کار، از فک های خارج سنج استفاده می‌شود.

• فک کولیس را کامل ببندید طوری که دو لبه فک خارج سنج روی هم بیفتند و نشانگر خطوط روی فک ورنیه روی عدد صفر قرار گیرد.
• سپس فک بسته شده را روبروی به یک منبع نوری بگیرید. هیچ پرتو نوری نباید از بین درز دو لبه فک در حالت صفر عبور کند. نشانه خط روی عدد صفر باشد و هیچ فشار اضافه‌ای به فک نیاورید. اگر نوری رد نشد، فک ها سالم اند و احتمالا صفر کولیس مشکلی ندارد.
• برای اطمینان از صفر کردن کولیس، در قدم بعدی، فک را باز کرده و یک گیج بلوک استوانه‌ای بین آن قرار دهید. عدد مشخص شده اندازه روی اسلایدر را بخاطر بسپارید و با انگشتان خود فک را محکم نگه دارید. حال پین گیج را در امتداد لبه های فک خارج سنج کولیس بالا و پایین ببرید. اگر عدد نشانگر جابجا نشد و پین گیج بدون هیچ مانعی براحتی جابجا شد، پس فک کولیس سالم است.

مرحله 7- کالیبراسیون خارج سنجی کولیس

مهمترین پارامتر و بخش کالیبره کردن کولیس ورنیه در حالت خارج سنج است. معمولا لبه های فک خارج سنجی بلند هستند و می‌توان یک قطعه را در 3 قسمت این فک تست کرد:

• قسمت نوک فک
• قسمت میانی فک
• قسمت انتهایی فک

برای تست خارج سنجی کولیس در هر سایز و اندازه، باید هر 3 قسمت فک بررسی گردد. ضمن اینکه معمولا در 5 نقطه مساوی از خط کش کولیس باید این خارج سنجی تست شود. مثلا برای یک کولیس سایز 50 سانتی متر، بهتر است به جز نقطه صفر، در پله‌های 10 – 20 – 30 – 40 – 50 سانتی متر عمل کالیبره و تنظیم صورت گیرد. در هر نقطه باید هر 3 قسمت نوک، وسط و انتهای فک تست شود.

• برای این کار یک جدول تهیه کنید.
• برای هر اندازه گیج بلوک سایز مورد نظر را آماده کنید.
• گیج بلوک را در فک کولیس قرار دهید و آن را ببندید.

(نکته مهم: به فک فشار بیش از نیاورید. / گیج بلوک کاملا صحیح در بین فک قرار گیرد. / از کج کردن قطعه، زاویه دار کردن و کج کردن کولیس و جابجا کردن آنها حین اندازه گیری خودداری کنید.)

• در هر 3 قسمت نوک لبه، وسط و آخر لبه فک عدد آن سایز و اندازه را در جدول یادداشت کنید.
• برای هر کدام از 5 سایز انتخابی این کار را تکرار کنید تا اندازه گیری بخش خارج سنج تمام شود.

مرحله 8- کالیبراسیون داخل سنجی کولیس

فک داخل سنج کولیس معمولا کوتاه است. برای این فک نیازی به تست قسمت های مختلف لبه نیست و تنها قرار دادن قطعه در یک قسمت دو لبه فک کافی خواهد بود. این اندازه گیری نیز در 5 نقطه انجام می‌شود.

• گیج رینگی یا هولدر گیج بلوک را روی لبه و فک داخل سنج کولیس بگذارید.
• در پنج نقطه و اندازه این کار را انجام داده و جدول کالیبراسیون را پر کنید.

  مرحله 9- کالیبراسیون عمق سنجی و حالت Step کولیس

آخرین مراحل فیزیکی اندازه گیری فک ها به حالت عمق سنجی و حالت پله ای یا Step کولیس مربوط می‌شود. کالیبره کردن و تست این دو حالت ابزار تنها در یک سایز سنجیده می‌شود.

• برای عمق سنجی نیاز به یک سطح تست کاملا صاف و مطمئن یا سنگ صافی گرانیتی و همینطور یک گیج بلوک سوراخ دار دارید.
• گیج بلوک را روی سطح صاف بگذارید.
• نوک عمق سنج و میله مرکزی کولیس را از انتهای ابزار بیرون آورده و و درون سوراخ گیج بلوک قرار دهید، طوری که لبه بدنه کولیس روی لبه گیج بلوک بیفتد.
• سپس اندازه را بخوانید و در جدول برگه کالیبره یادداشت کنید.

برای تست حالت Step نیز از لبه برجسته پشت فک متحرک و یک گیج بلوک استفاده می‌شود.

• گیج بلوک را روی سطح و یا بین دو لبه پشتی فک ثابت و متحرک قرار دهید، طوری که بلوک بین دو فک مهار شود.
• عدد خوانده شده را در قسمت مربوط به تست حالت پله ای کولیس یادداشت کنید.

مرحله 10- صدور گواهینامه رسمی کالیبراسیون کولیس

بعد از اتمام مراحل فیزیکی و اندازه گیری ها، حال نوبت به مقایسه اعداد و خطای بدست آمده مطابق با جدول استاندارد کالیبراسیون جهانی است. در اینجا مشخصه‌ای به نام خطای مجاز مطرح می‌شود.

مفهوم حداکثر خطای مجاز در کولیس چیست؟

«میزان خطای مجاز» به انگلیسی Maximum Permissible Error که به اختصار به آن MPE می‌گویند، به ماکزیمم مقدار ارور و خطا در ابزارهای اندازه گیری گفته می‌شود. این مقدار با توجه به نوع ابزار دقیق متفاوت است؛ و در کولیس های ورنیه، دیجیتال و غیره... نیز مقادیر آن مشخص و طبق استانداردهای کالیبراسیون در دنیا اعلام می‌شود. اگر یک کولیس حین تنظیم، تست و کالیبره شدن در سایزهای مختلف، به اندازه مساوی یا کمتر از این میزان خطای مجاز در هر سایز عمل کند، پس می‌توان پس نتایج کالیبراسیون آن مورد قبول خواهد بود.

جدول محاسبه میزان خطای مجاز اندازه گیری انواع کولیس ها (MPE)

با توجه به جدول بالا و به عنوان مثال میزان خطای یک کولیس ورنیه با دقت 0.1 میلی متر در سایز 100 میلی متر برابر با 50 میکرون متر یا 0.05 میلی متر است.

بعد از اتمام این مقایسه و پر کردن برگه نتایج، می‌توان بر اساس مشخصات ناظر و کارشناس تست، تاریخ کالیبراسیون، مهر آزمایشگاه تست معتبر، کد پیگیری و... باقی مشخصات خواسته شده، گواهی کالیبراسیون رسمی کولیس را صادر کرد.

برای کالیبره کردن کولیس دیجیتال نیز همان مراحل کولیس ورنیه انجام می‌شود و تنها در برخی مراحل تفاوت وجود دارد که می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• در مرحله چک کردن فیزیکی، بررسی سلامت و میزان شارژ باتری، صحت نمایشگر دیجیتال، پنل و دکمه‌ها لازم است.
• برای صفحه نمایش LCD کولیس دیجیتال باید با جابجایی فک، میزان تغییر عدد و رزولوشن آن چک شود.
• در مرحله صفر کردن کولیس دیجیتال، براحتی می‌توان از دکمه Zero روی پنل بهره برد تا تست و کالیبره صفر مطلق و افزایشی کولیس دیجیتال با دقت بالاتری انجام گیرد.

کالیبراسیون حالت تکرارپذیری کولیس دیجیتال

در کولیس دیجیتال حالت کاری به نام «تکرارپذیری» وجود دارد که حتما باید تست و کالیبره شود. برای کالیبراسیون در حالت تکرارپذیری کولیس دیجیتال، ابتدا مرحله تنظیم صفر و کالیبره شدن کولیس انجام شده و سپس طبق روش زیر باید جلو رفت:

• در قدم بعدی 1 یا 2 سایز گیج بلوک را انتخاب کنید.
• فک را بسته و دو مرتبه باز کنید و گیج بلوک را بین آن قرار دهید و اندازه را بخوانید.
• سپس گیج بلوک را خارج کرده و فک را کاملا ببندید.
• دومرتبه فک را باز کرده و همان گیج بلوک را گذاشته و دوباره آن را اندازه بگیرید.
• این عمل را چندین و چند بار (حدود 10 تا 20 بار) با 1 یا 2 سایز گیج بلوک تکرار کنید. یعنی هر بار فک را کامل بسته، دوباره باز کرده و دوباره بلوک را اندازه بزنید.
• اگر بعد از هر اندازه گیری، نتیجه و عدد نمایش داده شده یکی بود، پس حالت تکرارپذیری کولیس کالیبره شده است.

کولیس پایه دار (ارتفاع سنج) و کولیس عمق سنج به طور اختصاصی برای اندازه گرفتن ارتفاع و بلندی قطعات در محور عمودی و یا عمق قطعات کاربرد دارند. در کالیبراسیون کولیس عمق سنج و پایه دار نیز شرایط و مراحل تغییر خاصی نمی‌کند. یعنی همان شرایط چک کردن فیزیکی، مهیا کردن شرایط دما و میزان رطوبت محیط، هم‌دمایی کولیس به مدت حداقل 1 ساعت انجام می‌گیرد؛ اما هنگام کالیبره کردن کولیس ارتفاع و عمق سنج نکات زیر را در نظر بگیرید:

• حداقل اندازه گیری در 5 نقطه انجام شود.
• برای تست کولیس عمق سنج و ارتفاع سنج باید از سنگ صافی گرید 2 یا بهتر استفاده کرد.
• کولیس در طول فرآیند کالیبره سازی باید به شکل عمود و کاملا صاف روی سطح باشد.
• برای کالیبراسیون کولیس پایه دار باید سلامتی پایه و میزان صافی کفی آن نیز بررسی گردد.

با اینکه انجام عمل کالیبره کردن کولیس پیچیده نیست اما مشاهده می‌کنید که به ابزارهای مخصوصی نیاز دارد که در صورت تهیه آنها، هر فرد زبده و حرفه‌ای می‌تواند آن را انجام دهد. کالیبراسیون کولیس یکی از اصلی ترین مشخصات آن است و همانند دیگر ابزارآلات دقیق، کولیسی که کالیبره نیست به درد کاربر نخواهد خورد.

برای اینکه همواره ابزارهای دقیق با تضمین کالیبراسیون رسمی داشته باشید و بعد از خرید کولیس نیز خدمات کالیبره کردن آن توسط نمایندگی های مجاز به شما ارائه شود، بهتر از این ابزارآلات حساس و دقیق از مراجع معتبر و تخصصی مثل ابزارمارکت تهیه کنید. تمام محصولات ایرانی و خارجی در این فروشگاه آنلاین به شکل اورجینال و با ضمانت کالیبره و گارانتی ارائه می‌شوند.