آشنایی با کولیس

مقدمه
فيزيک را علم اندازه گيری نيز می نامند. وسايلی که در فيزيک برای اندازه گيری بکار می روند بسيار متنوع اند ، اما وسايلی که در آزمايشگاه مقدماتی بکار می روند نسبتا ساده و تعداد آنها محدود است. نوع وسيله ای که برای يک اندازه گيری خاص انتخاب می شود ، بستگی به اندازه آن کميت و دقت لازم برای اندازه گيری آن دارد . در شروع کار آزمايشگاهی ، قبل از هر چيز بايد با وسايل اندازه گيری به ويژه اندازه گيری طول که مبنای اغلب سنجشهاست آشنا شد. در ادامه به معرفی کوليس ، ريز سنج ، گوی سنج می پردازيم .
کوليس
تاريخچه کولیس
در سال ۱۹۴۹ فردی به نام ميتوتويو اولين پروانه ساخت کوليس را کسب کرد و توليد آن را در همان سال در کارخانه ميزونوکوچی (Mizonokuchi) در شهر کاوازاکی ژاپن شروع کرد. در سال ۱۹۵۳ کارخانه آن به اوتسونوميا (utsonomiya) انتقال يافته و توليد انبوه آن شروع شد.در سال ۱۹۵۶ اين فرد اولين کسی بود که موضوع استفاده از فولاد ضد زنگ را برای ساخت کوليس مطرح کرد. ۷ سال بعد در سال ۱۹۶۳ ميتوتويو بيش از يک ميليون کوليس توليد کرد. در همان سال توليد کوليس ساعتی آغاز شد و به دنبال آن کوليس‌های ديجيتالی و سپس کوليسهای ضد زنگ که در مقابل آب و روغن مقاوم بودند توليد شد. کوليس‌های کار سنگين که طول ۴۵۰ ميليمتر و بيشتر را اندازه‌گيری می‌کنند از سال ۱۹۶۱ ساخته شدند. امروزه کوليس‌هايی که طول ۲۰۰۰ ميليمتر را اندازه‌ می‌گيرند نيز توليد می‌شود. بدنه اين نوع از کوليس‌ها از فيبرهای کربنی است تا سبک باشند و معضل بزرگ اين کوليس‌ها که سنگينی آنها است را بدين‌گونه رفع کرده‌اند.

اجزای کوليس


G تيغه نهايی D شاخک خارجی
R خط کش C شاخک خارجی
W زايده زير ورنيه E شاخک داخلی
L پيچ تثبيت F شاخک داخلی



روش کار کوليس

قطر داخلی و خارجی يک لوله را نمی‌توان با دقت و به آسانی با يک خط کش مدرج اندازه گرفت. برای اندازه گيری دقيق‌تر آنها از کوليس استفاده می‌شود. کوليس از ترکيب يک خط کش مدرج و يک ورنيه متحرک درست شده است. خط کش ورنيه دارای دو شاخک است شاخک‌های کوچک برای اندازه گيری قطر داخل و شاخک‌های بزرگ برای اندازه گيری قطر خارجی اجسام بکار می‌رود. خط کش برحسب میلیمتر مدرج شده ورنيه دارای درجه بندی کوچکی است که اغلب شامل 10 قسمت بوده و معادل 9 ميليمتر است يعنی 9 ميليمتر در روی خط کش کوچک‌تر است. با اين نوع کوليس به آسانی می‌توانيم تا 1.10 ميليمتر را اندازه بگيريم. دقت اندازه گيری کوليس از تقسيم کردن يک درجه خط کش به تعداد تقسيمات ورنيه به دست می‌آيد.برخی از انواع کوليسها برای اندازه گيری عمق يک تيغه باريک دارند که به ورنيه متصل است و با آن حرکت می‌کند. اگر صفر ورنيه بر صفر خط کش منطبق باشد انتهای تيغه بر انتهای خط کش منطبق می‌گردد در صنعت برای اندازه گيری قطر گلوله و سيلندر و پيستون و طول وسايل مختلف از انواع کوليس‌ها با بزرگی‌های مختلف استفاده می‌شود.

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

اندازه گيری قطر داخلی
برای اندازه گيری قطر داخلی مثلا قطر يک لوله دو شاخک بالايی را در داخل لوله فرو می‌برند و ورنيه را برای خط کش آنقدر جابجا می‌کنند تا دو شاخک با جدار داخلی لوله تماس پيدا کنند. کوليس تا حدی در داخل لوله می‌چرخانند تا دو شاخک بر قطر لوله منطبق گردد. در اين حالت قطر داخلی را با روش قبلی از روی خط کش و ورنيه می‌خوانند.