تاریخچه کولیس
پیرورنیه در سال 1363 میلادی در فرانسه، کولیس را براساس اختلاف بین دو تقسیم بندی اختراع کرد. اولین کولیس‌های کشف شده در لابه‌لای لاشه‌های یک کشتی، مربوط به شش قرن قبل از میلاد مسیح، در نزدیکی سواحل ایتالیا مشاهده شده است. در رم و یونان استفاده از کولیس‌های بسیار قدیمی و منسوخ همچنان رواج دارد. چینی‌ها از 202 سال قبل از میلاد مسیح تا 220 سال بعد از میلاد، زمان سلطنت سسله‌ی هان، از نوعی کولیس‌های برنزی کشویی استفاده می‌کردند که تاریخ تولید آن‌ها براساس سال چینی به‌صورت روز، ماه و سال روی آن‌ها حک شده بود. مخترع کولیس ورنیه‌های متداول امروزی فردی به‌نام جوزف. ر. براون (Joseph R. Brown) از کشور امریکا بود که این نوع کولیس را با دقت هزارم اینچ در سال 1851 طراحی کرد. از همین‌رو شرکتی با نام Brown and Sharpe در امریکا برای تولید وسایل اندازه‌گیزی با دقت زیاد افتتاح شد. کولیس ورنیه، به عنوان اولین ابزار اندازه‌گیری دقیق، با قیمت ماشین آلات معمولی به فروش می‌رسید.
انواع کولیس ها
کولیس داخلی(Inside calipers)
برای اندازه‌گیری ابعاد داخلی اشیا از کولیس داخلی (Inside calipers) استفاده می‌شود. برای استفاده از این نوع کولیس، کولیس بالایی به‌صورت دستی تنظیم شده، سپس با ضربه‌ای آرام، آن را به داخل شی هدایت می‌کنیم. در مرحلهی بعد با باز کردن پیچ کولیس، پایه‌های آن را کاملاً گیردار کرده تا در نهایت ابعاد نشان داده شده را بخوانیم. کولیس پایینی به وسیله‌ی پیچ تنظیم می‌شود. در نتیجه نیازی به تکان دادن وسیله از محل اندازه‌گیری نخواهد بود.
کولیس خارجی(Outside calipers)
کولیس‌های خارجی همانطور که از اسمشان مشخص است، برای اندازه‌گیری ابعاد خارجی اجسام مورد استفاده قرار می‌گیرند. چنین وسیله‌ای دارای دقت بالا و تکرارپذیری است. از طرفی کولیس‌های خارجی برای اندازه‌گیری ابعاد بزرگی چون قطر یک لوله‌ی بزرگ نیز پر استفاده هستند.
کولیس‌های مقسم(Divider calipers)
کولیس ورنیه : انواع کولیس‌های معرفی شده (کولیس ورنیه، عقربه‌ای و دیجیتال) به صورت مستقیم و با دقت زیاد ابعاد را اندازه‌گیری می‌کنند. اجزای تشکیل دهنده‌ی این کولیسها شامل یک خطکش فک ثابت و یک فک متحرک می‌باشد که در طول خط کش می‌لغزد. برای خواندن ابعاد اندازه‌گیری شده توسط کولیسها، که همان فاصله‌ی بین جکهاست، سه روش وجود دارد. در ساده‌ترین روش زمانی که نشانگر بین دو نشانه‌گذاری قرار دارد، با قرائت محل نشانگر، ابعاد اندازه‌گیری شده با بالاترین دقت خوانده شده است. در روش دوم شی موردنظر بین دو فک قرار گرفته و با خواندن عدد نشان داده شده روی خط کش اصلی (بر حسب میلی‌متر) به‌علاوه‌ی عدد مشخص شده روی خطی از ورنیه که با خط خطکش اصلی منطبق است و در دقت آن ضرب شده است، ابعاد وسیله‌ی اندازه‌گیری شده بدست آمده است. برای اندازه‌گیری ابعاد داخلی و خارجی از هر سه نوع کولیس رایج ورنیه، دیجیتال و عقربه‌ای می‌توان استفاده کرد که برای اندازه‌گیری هر کدام از فک مخصوص استفاده می‌شود.
ورنیه‌ها دارای مقیاسی بر حسب متر یا مقیاس‌های کوچکتر و نیز بر حسب اینچ که در قسمت بالای آن است، می‌باشند. دقت کولیس‌های بکار گرفته شده در صنعت تا ۰٫۰۱ میلی‌متر یا ۰٫۰۰۱ اینچ است. همچنین کوچکترین نوع آن‌ها به‌صورتی است که تا ۱۸۲۹ میلی‌متر یا ۷۲ اینچ را اندازه‌گیری می‌کند.
![راهنمای خرید کولیس]()
کولیس عقربه‌ای: بر خلاف کولیس‌های ورنیه که برای خواندان اندازه‌ها از روی آن‌ها نیازمند آموزش و یادگیری هستیم، کولیس‌های عقربه‌ای بدون نیاز به هیچ‌گونه آموزشی و تنها با قرائت عدد روی عقربه، کسری از میلی‌متر را می‌توان به سادگی اندازه‌گیری کرد. کولیس‌های عقربه‌ای دارای چرخ‌دنده‌ای کوچک و دقیق هستند که با استفاده از آن دیگر نیازی به قرائت مقیاس در ورنیه وجود نخواهد داشت و در مقابل همان دقت را در اندازه‌گیری‌ها می‌توان مشاهده نمود. نشانگر عقربه‌ای موجود در این نوع کولیس هر یک اینچ یا هر میلی‌متر یا یک دهم اینچ می‌چرخد. همانند کولیس ورنیه اندازه قرائت شده از روی عقربه به اندازه‌ی نمایش داده شده روی خط کش اضافه می‌شود. برای جلوگیری از حرکت عقربه و درنتیجه خطا در قرائت اندازه، پیچی روی کولیس عقربه‌ای تعبیه شده است که به‌وسیله‌ی آن آنچه بر روی خط کش نمایش داده شده قفل می‌شود.
کولیس رقمی (دیجیتال): کولیس‌های دیجیتال برخلاف دو نوع دیگر کولیس هیچ نیازی به قرائت از روی خطکش و عقربه و ورنیه ندارند، بلکه دارای صفحه‌ی نمایشگری هستند که اندازه‌ی گرفته شده را به‌صورت یک عدد واحد نمایش می‌دهد. از همین رو نسبت به کولی‌های دیگر بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرند. برخی از این نوع کولیسها قابلیت تبدیل واحد به سانتی‌متر، میلی‌متر و اینچ را نیز دارا می‌باشند. حتی اندازه‌گیری‌های دیفرانسیلی را نیز انجام می‌دهند. از دیگر مزیت‌های این نوع کولیس می‌توان به حافظه‌دار بودن آن‌ها اشاره کرد، در نتیجه در جاهایی که کار کردن دشوار است و امکان دیدن عدد روی مانیتور نیست اندازه‌های گرفته شده در حافظه‌ی کولیس ذخیره می‌شود.
کولیسها دارای طول معمولی ۶ اینچ (۱۵۰ میلی‌متر) هستند که از فولاد ضد زنگ ساخته می‌شوند. دقت نسبی آن‌ها درحدود ۰٫۰۰۱ اینچ و ۰٫۰۲ میلی‌متر می‌باشند. کولیسها با طول‌های بلندتر (۸ اینچ و ۱۲ اینچ) نیز وجود دارند که 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. کشور چین کولیس‌هایی با قیمت مناسب تولید می‌کند که با دقت خوبی از لحاظ منطقی کار می‌کنند. تنها مشکلی که این کولیسها دارند این است که در حالت خاموش همچنان از باتری و قدرت آن استفاده می‌شود. به‌بیان دیگر، با اینکه چیزی در صفحه‌ی نمایش نشان داده نمی‌شود اما جریان تا زمانی که به‌طور کاملتمام شود در آن‌ها برقرار است. جریان در این کولیس‌های چینی، خیلی بیشتر از جریان در کولیسها با برندهای معروف (حدود ۲۰ میکرو آمپر) است. در برخی از موارد با پایین آمدن ولتاژ باتری به میزان قابل توجهی، کولیس کارایی خود را از دست می‌دهد. سلول‌های نقره‌ای با سلول‌های قلیایی ازنظر ولتاژ تولیدی برابرند، اما عمر و کارایی بیشتری دارند. بنابراین سلول‌های نقره‌ای جایگزین مناسبی برای سلول‌های قلیایی هستند. از دیگر قابلیت‌های کولیس‌های دیجیتال، اتصال به کامپیوتر برای انتقال داده به کامپیوتر است. در نتیجه با استفاده از یک سری مبدل‌ها، خروجی‌ها وارد برنامه‌های آماری یا جداول یا نرم‌افزارهای مشابه می‌شوند. از سوی دیگر در این نوع کولیس نیز پیچی وجود دارد که از حرکت آن و تغییر اندازه‌ی گرفته شده برای جلوگیری از خطاهای احتمالی جلوگیری می‌کند.
![راهنمای خرید کولیس]()
کولیس جنی یا پرگاری: نوعی از کولیسها وجود دارند که قابلیت اندازه‌گیری ندارد، برای مثال کولیس جنی (پرگاری)، تنها برای خط انداختن بر روی چوب یا فلز کاربرد دارد. در واقع این کولیس فواصل را مقایسه کرده و یا بخشی از فلز را برای برش مشخص می‌کند.
کولیس فنردار: کولیس فنردار همانند کولیس پرگاری قابلیت اندازه‌گیری ندارد، با این تفاوت که با استفاده از حط‌کشی دیگر در کنار آن، می‌توان ابعاد را اندازه‌گیری کرد، چرا که خود درجه‌بندی ندارد. این کولیس در چنین شرایطی قابلیت اندازه‌گیری بین ۷ سانتی‌متر تا ۳۰ سانتی‌متر را دارا می‌باشد. امروزه این نوع کولیس کمتر مورد استفاده قرار می‌گیرد اما در صورت داشتن مهارت کافی، وسیله‌ی مناسبی است.
کولیس ریزسنج: کولیس‌های میکرومتری یا ریزسنج دارای یک پیچ به‌جای قسمت افقی نظیر ورنیه، عقربه یا نمایشگر رقومی (دیجیتال)، برای اندازه‌گیری است.
موارد استفاده‌ی ریزسنج: ریزسنج‌ها برای اندازه‌گیری ضخامت ورقه‌های نازک و سیم‌های نازک یا برای بدست آوردن قطر ساچمه مورد استفاده قرار می‌گیرند.
ساختمان ریز سنج (میکرو متر)
کولیس ریزسنج از ترکیب یک پیچ و یک مهره‌ی مدرج ساخته شده‌است. مهره‌ی استوانه‌ای توخالی موجود در این نوع کولیس، سطح خارجی مدرجی دارد که به کمانی متصل است. سندان نام زایده‌ای است که در انتهای دیگر کمان قرار دارد.
پیچ در داخل کلاهکی تعبیه شده است. خود این کلاهک در داخل مهره جا به جا می شود، به بیان دیگر، کلاهک پیچ بر روی سطح خارجی مهره جابجا می‌شود. چنانچه پای پیچ ۰٫۵ میلی‌متر باشد دور کلاهک پیچ به پنجاه قسمت و در صورتی که پای پیچ یک میلی‌متر باشد دور کلاهک پیچ به صد قسمت تقسیم می‌شود. به قسمتی از پیچ که از داخل مهره خارج شده و در داخل کمان جابه جا می‌شود زبانه می‌گویند. اگر پیچ یک دور بپیچد در نوع اول زبانه ریزسنج نیم میلی‌متر جابجا می‌شود بنابراین وقتی پیچ به‌اندازه یک درجه بپیچد دهانه ریزسنج به اندازه یک صدم میلی‌متر باز یا بسته می‌شود. در نتیجه می‌توان گفت ریزسنج دقت اندازه‌گیری را تا۰٫۰۱ میلی‌متر افزایش می‌دهد.
![راهنمای خرید کولیس]()
روش کار ریز سنج
برای اندازه‌گیری با استفاده از کولیس ریز سنج، جسم مورد نظر بین زبانه و سندان قرار می‌گیرد و سپس پیچ کلاهک آنقدر چرخانده می‌شود تا جسم با زبانه و سندان مماس شود. برای اینکه کلاهک پیچ را بچرخانیم پیچ هرز گرد را باید پیچاند که پس از تماس زبانه با جسم، پیچ هرز گرد صدایی تولید می‌کند، با شنیدن صدا عمل پیچاندن متوقت می‌شود. توجه کنید با پیچاندن بیش از اندازه از حساسیت کولیس کاسته می‌شود. درجات میلی‌متر روی مهره درجات صدم میلی‌متر روی کلاهک پیچ را می‌خوانند، لذا درجه‌ای از کلاهک پیچ خوانده می‌شود که در امتداد خط افقی مهره قرار دارد.
مقایسه
همانند هر وسیله‌ی دیگری، هریک از کولیس‌های معرفی شده در این مقاله دارای مزایا و معایبی هستند. از جمله مزایای کولیس ورنیه می‌توان به دوام بالای آن، دقت زیاد در استفاده‌های بلند مدت، تأثیرناپذیری از میدان‌های مغناطیسی و ضد ضربه بودن آن‌ها اشاره کرد. همچنین قرائت رقم آخر در آن نسبتاً راحت می‌باشد. از طرفی دارای معایبی چون سخت بودن قرائت از روی ورنیه، که نیازمند عینک بزرگ‌کننده است و همچنین در قرائت از فاصله دور و زوایای نامناسب احتمال خطا زیاد دارد، در محیط‌های تولیدی نیز قرائت از روی کولیس برای کارگران آزار دهنده و همراه با خطا است.
در مقابل کولیس‌های عقربه‌ای برای قرائت راحت‌تر هستند و برای مقایسه در هر نقطه‌ای قابلیت تنظیم شدن روی صفر را دارند. از جمله معایب کولیس‌های عقربه‌ای می‌توان به حساسیت شدید به ضربه و همچنین کثیفی چرخ‌دنده‌ها که موجب کاهش دقت کولیس می‌شود، اشاره کرد.
کولیس‌های دیجیتالی دارای مزایایی چون تبدیل سیستم سانتی‌متر به سیستم اینچ، صفر شدن در هر نقطه، قرائت در هر دو جهت و همچنین امکان ذخیره‌ی اندازه‌ی گرفته شده با استفاده از دکمه “Hold” یا با صفر کردن و بستن کولیس در شرایطی که امکان قرائت مهیا نیست. این نوع کولیس نیز بی عیب نبوده و دارای عیوبی چون شکنندگی از نظر مکانیکی و الکترونیکی، نیاز به باتری، مقاومت کم دربرابر سرما و ضربه و همچنین آسیب‌پذیر در برابر کثیفی است.
استفاده
دقت اندازه‌گیری توسط کولیس بستگی زیادی به استفاده‌ی صحیح از کولیس دارد. برای مثال به منظور اندازه‌گیری ضخامت یک بشقاب، کولیس ورنیه باید در زاویه‌ی درستی باشد تا ابعاد دقیق را به ما نتیجه دهد.اشکال گرد و نامشخص نیاز بیشتری به تمرین دارند. از جمله مواردی که بر دقت کولیس مؤثر است می‌توان به مهارت کاربر اشاره کرد، برای مثال فک دستگاه کولیس ورنیه باید محکم به قسمت مورد نظر برای اندازه‌گیری بچسبد.
آموزش کار با کولیس
برای آموزش کار با انواع کولیسها ابندا نیازمند فراگیری کار با کولیس ورنیه هستیم، چرا که کولیس‌های عقربه‌ای و دیجیتال طرز استفاده‌ی مشابهی با کولیس ورنیه دارد. چهار عملی که کولیس ورنیر می‌تواند انجام دهد، عبارتند از: اندازه‌گیری قطر داخلی و خارجی، اندازه‌گیری عمق و گام.
اندازه‌گیری قطر خارجی
اولین نکته در اندازه‌گیری با انواع کولیس، توجه به تمیزی و پاکی جسم مورد نظر است، که باید قبل از هرکاری انجام شود. در مرحلهی بعد شاخک‌های کولیس از هم باز شده و جسم در بین شاخک‌های بلند قرار داده می‌شود، سپس دهانه طوری بسته می‌شود که دو شاخک بلند به دو سر جسم مماس شوند. این کار به‌ظاهر ساده باید دقیق انجام شود، چراکه اگر کمی کولیس کج باشد، اندازه‌گیری دقت کافی را نخواهد داشت. کولیس باید به صورت کاملاً افقی قرار گیرد و نسبت به جسمی که مورد اندازه‌گیری قرار می‌گیرد عمود بایستد.
اندازه‌گیری قطر داخلی
باز هم به این نکته توجه کنید که اولین مرحله در اندازه‌گیری پاک و تمیز بودن جسم مورد نظر است. در این مرحله بعد از باز شدن شاخک‌ها جسم مورد نظر بین شاخک‌های کوچک قرار می‌گیرد، سپس دهانه به‌صورتی بسته می‌شود که دو شاخک کوتاه با دو سر جسم مماس شوند. این کار به‌ظاهر ساده باید دقیق انجام شود، چراکه اگر کمی کولیس کج باشد، اندازه‌گیری دقت کافی را نخواهد داشت. کولیس باید به صورت کاملاً افقی قرار گیرد و نسبت به جسمی که مورد اندازه‌گیری قرار می‌گیرد عمود بایستد. توجه کنید اندازه‌گیری قطر داخلی کمی دشوارتر از اندازه‌گیری قطر خارجی است که در نتیجه نیاز به دقت بیشتری دارد.
اندازه‌گیری عمق
برای اندازه‌گیری عمق از زبانه‌ای استفاده می‌شود که در انتهای کولیس وجود دارد و با باز کردن شاخک‌ها، طول آن بیشتر می‌شود. در مرحلهی اول باید زبانه به‌اندازه‌ی کافی بیرون بیاید، برای این کار دهانه را باز کنید، سپس زبانه را درون جایی که می‌خواهید عمق آن را اندازه بگیرید فرو ببرید و سپس دهانه را ببندید تا لبه انتهایی کولیس بر روی لبه عمق شما قرار بگیرد. حال عدد نمایش داده شده را قرائت کنید.
اندازه‌گیری گام
زمانی که بخشی از یک جسم بالاتر است به‌صورتی که بالای کولیس را بتوان به آنجا تکیه داد، از اندازه‌گیری گام استفاده می‌شود. بعدی تمیز کردن جسم، بالای کولیس را به برآمدگی جسم تکیه داده و سپس دهانه را ببندید تا شاخک پایینی متحرک به پایین جسم برسد و بتوان اندازه‌ی نمایش داده شده را قرائت کرد.
سازندگان و قیمت
شرکت هاي مختلفي در زمينه توليد و عرضه کولیس فعال هستند. جی بی ا، لینکز، میتوتویو، هاردن، جنرال تولز، لایتک، مگا تولز، صامو پرشین، ویها، ورک سایت، لیمیت و ... از مشهورترين برند هاي اين زمينه هستند. هرکدام از اين شرکت ها توانسته است با ارائه محصولاتي، نظر بخشي از مشتريان را به خود جلب کند.
عوامل مختلفي نظير نوع کولیس، سایز، شرکت سازنده، جنس بدنه و ... در تعيين قيمت کولیس ها موثرند. شرکت هاي سازنده اين محصولات، آن ها را با قيمت هاي گوناگوني به بازار عرضه کرده اند و به طور کلي قيمت اين محصولات بين 200 هزار تومان تا 3 میلیون تومان است.