imported>Aka: /* Digitale Messschieber */ Leerzeichen vor Maßeinheit, Halbgeviertstrich

2026-03-02T07:29:15Z

Digitale Messschieber: Leerzeichen vor Maßeinheit, Halbgeviertstrich

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[[Datei:Using the caliper new.gif|mini|Gebrauch eines Messschiebers, [[Nonius]]-Ablesung]]

Der '''Messschieber''' (in Teilen Deutschlands auch '''Schieblehre''' oder '''Kaliber''', in Österreich und der Schweiz '''Schiebelehre''' oder '''Schublehre'''<ref>Wenn auch in der ÖNORM ISO 13385-1 das Messwerkzeug auch als ''Messschieber'' beschrieben wird, sind in Österreich nur die Bezeichnungen „Schiebelehre“ und „Schublehre“ vom amtlichen [[Österreichisches Wörterbuch|Österreichischen Wörterbuch]] definiert (43. Auflage, vollständige Ausgabe mit dem amtlichen Regelwerk, Österreichischer Bundesverlag, Wien, 2016, ISBN 978-3-209-08514-6, S. 624).</ref><ref>[http://arching.at/baik/upload/pdf/leistungen%20honorare/lb_tp_2012_07_26_bestandspruefung_von_tunneln_und_ueberdeckungen.pdf Beispiel] der Bundeskammer der Architekten und Ingenieurkonsulenten von 2009, abgerufen am 8. November 2015</ref>) ist ein [[Messgerät#Längenmessung|Längen-Messgerät]].

Auf einer Stange mit in der Regel zwei Messschenkeln lässt sich ein Schieber bewegen, der ebenfalls Messschenkel trägt. Für Außen- oder Innenmessung wird je eins der Messschenkelpaare an einen Körper von außen bzw. an die Wände eines Hohlraums von innen angelegt. Am Schieber befindet sich meistens noch eine Messstange, die z. B. zur Tiefenmessung von nicht durchgehenden Bohrungen verwendet wird.

== Geschichte ==
[[Datei:东汉铜卡尺.jpg|mini|Bronze-Gerät aus der [[Östliche Han-Dynastie|Östlichen Han-Dynastie]]. (China hatte bereits Kontakte mit den Mittelmeerländern)]]

Der älteste Fund eines Messschiebers stammt vom [[Griechen|griechischen]] [[Giglio (Insel)|Giglio]]-Wrack vor der [[italien]]ischen Küste, der zur Außenmessung diente (heutige Bezeichnung und Verwendung als [[Kluppe (Forstwirtschaft)|Messkluppe]]). Das Schiff sank im 6. Jahrhundert v. Chr. Das Fundstück war aus Holz gefertigt.<ref>Mensun Bound: ''The Giglio wreck: a wreck of the Archaic period (c. 600 BC) off the Tuscan island of Giglio'', Hellenic Institute of Marine Archaeology, Athens 1991, S. 27, 31 (Abb. 65; engl.)</ref><ref name="Roger B. Ulrich">Roger B. Ulrich: ''Roman woodworking'', Yale University Press, New Haven, Conn., 2007, ISBN 0-300-10341-7, S. 52f (engl.)</ref> Messschieber blieben auch später bei den Griechen und [[Römisches Reich|Römern]] in Gebrauch.<ref name="Roger B. Ulrich" /><ref>''hand tool''. Encyclopædia Britannica from Encyclopædia Britannica 2006 Ultimate Reference Suite DVD, abgerufen am 29. Juli 2008 (engl.)</ref>

== Allgemeines ==
[[Datei:3schieb.jpg|mini|Messschieber mit drei verschiedenen [[Ablesung|Anzeigemethoden]]<br />von oben nach unten:<br />Digitale Messschieber-, Rundskala- und [[Nonius]]-Anzeige]]

Es gibt verschiedenartige Messschieber: Einfache Messschieber haben zur Steigerung der Ablesegenauigkeit wenigstens einen [[Nonius]]. Varianten, bei denen der Messwert auf einer Rundskala angezeigt wird, weisen eine höhere Genauigkeit auf. Seit den 1990er Jahren sind digitale Messschieber mit einer digitalen Ziffernanzeige verfügbar. Diese lassen sich besser und schneller ablesen und machen die Übertragung der Messwerte zu externen Auswerteeinrichtungen möglich.

Messschieber bestehen bevorzugt aus nichtrostendem [[Härten (Stahl)|gehärtetem]] [[Stahl]], um Korrosion und Abrieb zu mindern und die [[Maßhaltigkeit]] dauerhaft zu gewährleisten. Für geringere Anforderungen gibt es Messschieber aus (rostendem) Stahl, [[Messing]] oder – meist [[Glasfaserverstärkter Kunststoff|glasfaserverstärktem]] – [[Kunststoff]].

Messschieber für den Gebrauch im [[Maschinenbau|Maschinen-]] und [[Metallbau]] haben meist auf der Rückseite eine eingravierte oder aufgeklebte Tabelle, auf der den ganzzahligen [[Gewinde]]-Nenndurchmessern die Durchmesser der zugehörigen Kernbohrer für die Vorbereitung zum [[Gewindeschneiden|Schneiden]] von Innengewinden zugeordnet sind.

Bei der Messung von Außen- und Innendurchmessern mit dem Messschieber wird im Gegensatz zur [[Messschraube]] das [[Abbesches Komparatorprinzip|Abbesche Komparatorprinzip]] nicht eingehalten. Der dadurch bedingte Fehler ([[Kippfehler]] erster Ordnung) führt zu einer im Aufbau des Messschiebers begründeten prinzipiell nicht vermeidbaren Messungenauigkeit. Weitere Fehlermöglichkeiten sind Führungsfehler, Anlagefehler an das zu messende Objekt und Verschleiß (Beschädigung, Verschmutzung). Wenn mit der Tiefenmessstange gemessen wird, wird das Abbesche Prinzip nicht verletzt, da Skala und Messstange in einer Flucht liegen. Da die Messstange aber häufig sehr lang und dünn ausgelegt ist, sind auch hier zufällige Messfehler durch Kippen oder Biegen nicht gänzlich zu vermeiden.

Das Messen mit dem Messschieber gehört zu den [[Messung#Gewinnung der Messwerte|direkten Messverfahren]], da Eingangsgröße und Ausgangsgröße identisch sind (in diesem Fall die ''Länge'').

== Vor- und Nachteile ==
Vorteile des Messschiebers gegenüber anderen [[Messgerät|Längen-Messeinrichtungen]] sind:
* Relativ hohe Messgenauigkeit
* Einfach und schnell zu bedienen
* Robustes und preiswertes Taschenmessgerät

Nachteile sind:
* Die Messunsicherheit ist größer als die Auflösung der Anzeige.
* Die Wiederholgenauigkeit ist schlechter als bei einem Messgerät mit konstanter Messkraft ([[Messschraube]] oder [[Messuhr]]).

== Bezeichnungen ==
Die für Deutschland fachlich richtige Bezeichnung für das beschriebene Messzeug ist in [[DIN]] 862 geregelt und lautet ''Messschieber''.<ref>{{Internetquelle |url=https://www.dinmedia.de/de/norm/din-en-iso-13385-1/307432421 |titel=DIN EN ISO 13385-1 - 2020-03 - DIN Media |sprache=de |abruf=2024-10-16}}</ref> Eine [[Lehre (Technik)|Lehre]] ist ein [[Prüfmittel|Prüfgerät]], mit vorher festgelegtem Maß oder Form. Hat der Messschieber eine Feststellschraube, so kann er auch als einstellbare Lehre verwendet werden. Daher rühren die Bezeichnungen ''Schieblehre'' oder ''Schublehre'', unter denen das Gerät häufig nur bekannt ist. Früher wurde umgangssprachlich vor allem in Süddeutschland auch der Begriff „Kaliber“ (englischer Begriff: calliper/caliper) verwendet.

[[Datei:Vernier caliper legends de.svg|mini|Messschieber mit [[Nonius]]-Ablesung]]

== Typischer Aufbau eines Messschiebers ==
* Stab mit festen Messschenkeln (schneidenförmig, für Außenmessung (1) auch ebene Teile)
* Beweglicher Schieber mit Gegen-Messschenkeln (extra Stab (3) für Tiefenmessung)
* Messskalen auf dem Stab ([[Metrisches Einheitensystem|metrisch]] (4), [[Zoll (Einheit)|Zoll]] (5))
* [[Nonius]]-Skalen auf dem Schieber ([[Metrisches Einheitensystem|metrisch]] (6), [[Zoll (Einheit)|Zoll]] (7))
* Druckhebel (8) zum Lösen der mit Federkraft wirkenden Unterbindung der Schieberbewegung, oder Klemmschraube wie oberes Beispielbild

== Gebrauch und Messgenauigkeit eines Messschiebers ==
Der Messfehler eines Messschiebers liegt etwa zwischen 0,01 mm und 0,2 mm. Er ist abhängig vom Messbereich, der Länge der Messschenkel, dem Verschleiß der Schieberführung und der Benutzung. Eine höhere Auflösung bietet eine [[Messschraube|Mikrometerschraube]]. Hier liegt die Grenze bei etwa 1 µm (0,001 mm).

Der prinzipielle Fehler durch das Kippen des Messschiebers (''Kippfehler erster Ordnung'') um den Winkel <math>\varphi</math> und bei Abstand <math>d</math> zwischen Messlinie und Tastlinie ist

:<math>\Delta x = d \cdot \tan \varphi</math>.

Der Ablesepunkt ist um <math>\Delta x</math> verschoben.

Um diesen Messfehler (besser die Messtoleranz) möglichst gering zu halten, wird empfohlen, keine ausgeprägte Meßkraft aufzubringen, die Messschenkel nur bis zum Erreichen eines leichten Widerstandes zusammenzuschieben.

== Typen von Messschiebern ==
=== Digitale Messschieber ===
[[Datei:Digital caliper remove masking scale on stator.jpg|mini|Digitaler Messschieber mit kapazitivem Linearencoder unter der Kunststoffabdeckung]]
[[Datei:Digital caliper capacitive linear encoder on bottom of slider.jpg|mini|Kapazitive Elektroden unter dem Display am Schieber]]

Digitale Messschieber ersetzen den analogen Nonius durch eine digitale Anzeigeeinheit, welche neben einer [[Flüssigkristallanzeige]] (LCD) für die Ziffernanzeige, verschiedenen Bedienelementen in Form von [[Taste|Drucktastern]] auch einen [[Mikroprozessor]] für Berechnungen und üblicherweise eine [[Knopfzelle]] für die Stromversorgung umfasst. Durch die Möglichkeiten, welche die Ziffernanzeige bietet, kann zwischen verschiedenen Einheiten wie metrischer Ausgabe oder der Darstellung in [[Zoll (Einheit)|Zoll]] per Knopfdruck umgeschaltet werden. Die Genauigkeit digitaler Messschieber ist je nach Modell verschieden und liegt bei einer Gesamtlänge von 150 mm zum Beispiel im Bereich von 0,2 mm oder 0,02 mm. Die Auflösung der Anzeige beträgt dabei zum Beispiel 0,1 mm oder 0,01 mm.<ref name="mitu1"/> Der Unterschied ergibt sich unter anderem daraus, dass bei digitalen Instrumenten die letzte Stelle immer um 1 abweichen kann.
Bei längeren Messschiebern nimmt die absolute Genauigkeit ab.

Die Erfassung des Messwertes erfolgt, im Gegensatz zu feinmechanischen Messschiebern mit [[Zahnstange]] und Rundskala, mittels [[Linearencoder]]. Dieser zur Distanzmessung ausgeführte Sensor kann nach verschiedenen Messprinzipien arbeiten: Bei digitalen Messschiebern sind wegen des geringen Leistungsbedarfs primär kapazitive und in geringeren Ausmaß induktive Linearencoder üblich. Dabei ist ein Teil des Sensors in dem beweglichen Schieber unterhalb der Anzeige angebracht. Der zweite Teil des Sensors ist unveränderlich im Stab, dem sogenannten [[Stator]], unterhalb der Skala angebracht. Wesentliche Arbeiten bei der praktischen Entwicklung von kapazitiven Linearencodern in digitalen Messschiebern gehen auf Arbeiten von Larry K. Baxter et al. aus der Mitte der 1980er Jahre zurück.<ref name="baxter2"/>

In nebenstehenden Abbildungen ist als Beispiel ein digitaler Messschieber mit kapazitiven Linearencoder abgebildet, bei welchem die Kunststoffabdeckung teilweise entfernt ist und die darunterliegende Strukturen des kapazitiven Encoders sichtbar sind. Diese periodisch angeordnete Struktur im Stab stellt elektrische Leiterbahnen dar, die im Prinzip Platten von [[Kondensator (Elektrotechnik)|Kondensatoren]] bilden. Durch gegenüberliegend angebrachte Metallstreifen, welche sich unterhalb der LC-Anzeige im Schieber befinden und in zweiter Abbildung dargestellt sind, erfolgt eine Anspeisung mit mehreren, verschiedenartigen [[Pulsweitenmodulation|pulsweitenmodulierten]] Rechtecksignalen, welche von der Elektronik des Messschiebers gebildet werden. Je nach Position des Schiebers ergeben sich durch die unterschiedlichen kapazitiven Kopplungen der geometrischen Anordnung verschiedenartige Signalverläufe an der Empfangselektrode, die ebenfalls unterhalb der LCD-Anzeige angebracht ist. Mittels einer [[Digitale Signalverarbeitung|digitalen Signalverarbeitung]] kann daraus die genaue Position des Schiebers ermittelt und angezeigt werden.<ref name="baxter1"/>

Bei den Verfahren und eingesetzten Linearencodern gibt es verschiedene Methoden und Realisierungsarten. Grob lassen sich die verwendeten Linearencoder bei digitalen Messschiebern neben dem physikalischen Prinzip kapazitiv und induktiv in relative und absolute Encoder einteilen. Bei relativen Linearencodern ist vor einer Messung eine Einstellung des Nullpunktes über einen Taster nötig. Die Öffnungsweite wird dann durch einen Zähler in der Elektronik relativ zu diesem Nullpunkt ermittelt. Durch den nur geringen Energieverbrauch der Elektronik, bedingt durch die eingesetzte [[CMOS-Technik|CMOS-Schaltungstechnik]], ist ein solcher Nullpunktabgleich unter Umständen auch nur nach dem Einlegen einer neuen Batterie in das Messinstrument nötig. Bei den absoluten Linearencodern ist die Positionsinformation in der Art der Anordnung der Strukturen im Encoder festgelegt, eine Nullpunkteinstellung ist nicht nötig. Je nach Modell bieten manche digitale Messschieber auch per Tastendruck eine Haltefunktion der Anzeige an, bei der ein aktueller Messwert in der Anzeige für das spätere Ablesen eingefroren werden kann.

Oft weisen digitale Messschieber eine serielle Datenschnittstelle auf, welche als [[RS-232]]-Schnittstelle ausgeführt sein kann, die den automatischen Abgriff der Messdaten für die externe Speicherung oder Anzeige der Messwerte an größeren, externen Anzeigen erlaubt.

Die Anschlüsse sind 1,5 V – Clock – Data – Ground. Der Datenpegel ist nur 1,5 Volt. Es entspricht einem vereinfachten SPI Bus.

=== Weitere Varianten ===
* [[Kluppe (Forstwirtschaft)|Kluppe]] (Messschieber für die Durchmessermessung von Baumstämmen in der Forstwirtschaft)
* [[Knopfmaß]]
* Taschen-Messschieber mit Linearskala und Nonius
* Prismen-Meßschieber mit prismatischen Führungen und erhöhter Ablesegenauigkeit (0,02 mm statt 0,05 mm) durch Skalen in einer Ebene, dadurch Vermeiden des Parallaxefehlers
* Werkstatt-Messschieber mit Linearskala und Nonius
* Taschen-Messschieber mit Rundskala (Uhren-Messschieber)
* Werkstatt-Messschieber mit Rundskala (Uhren-Messschieber)
* Präzisions-Messschieber für [[Zahnrad]]-Zähne
* Spezial-Messschieber wie Nuten-Messschieber, Dreipunkt-Messschieber usw.
* Tiefenmessschieber (Standard-Messschieber mit integrierter Messbrücke ohne Messschneiden)
* Höhenmessschieber (Messen der Höhe einer Objektfläche über Messtisch-Ebene)

== Weblinks ==
{{Commonscat|Calipers|Messschieber}}

== Einzelnachweise ==
<references>
<ref name="mitu1">{{Internetquelle | url = http://www.jwdonchin.com/Mitutoyo/Catalog/Calipers.pdf | titel = Technical datasheet - Digital Calipers | hrsg = [[Mitutoyo|Mitutoyo Inc.]] | zugriff = 2017-04-20 | archiv-url = https://web.archive.org/web/20171215044644/http://www.jwdonchin.com/Mitutoyo/Catalog/Calipers.pdf | archiv-datum = 2017-12-15 | offline = 1 | archiv-bot = 2022-03-25 22:40:23 InternetArchiveBot }}</ref>
<ref name="baxter1">{{Literatur |Autor = Larry K. Baxter |Titel = Capacitive Sensors: Design and Applications |Verlag = Wiley-IEEE Press | Auflage = 1. | Jahr = 1996 | ISBN = 978-0-78035351-0 | Kapitel = Chapter 18. Vernier caliper }}</ref>
<ref name="baxter2">{{Patent | Land = US | V-Nr = 4586260 | Titel = Capacitive displacement measuring instrument | A-Datum = 1984-05-29 | V-Datum = 1986-05-29 | Erfinder = Larry K. Baxter, Robert J. Buehler | Anmelder = The L. S. Starrett Company }}</ref>
</references>

[[Kategorie:Dimensionales Messgerät]]
[[Kategorie:Lehre (Technik)]]

Messschieber - Versionsgeschichte

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