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    游標(biāo)卡尺 我有新說法
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    游標(biāo)卡尺(VERNIER CALLIPER),是一種測量長度、內(nèi)外徑、深度的量具。游標(biāo)卡尺由主尺和附在主尺上能滑動(dòng)的游標(biāo)兩部分構(gòu)成。主尺一般以毫米為單位,而游標(biāo)上則有10、20或50個(gè)分格,根據(jù)分格的不同,游標(biāo)卡尺可分為十分度游標(biāo)卡尺、二十分度游標(biāo)卡尺、五十分度格游標(biāo)卡尺等,游標(biāo)為10分度的有9mm,20分度的有19mm,50分度的有49mm。游標(biāo)卡尺的主尺和游標(biāo)上有兩副活動(dòng)量爪,分別是內(nèi)測量爪和外測量爪,內(nèi)測量爪通常用來測量內(nèi)徑,外測量爪通常用來測量長度和外徑。

    1產(chǎn)品介紹


    游標(biāo)卡尺,是一種測量長度、內(nèi)外徑、深度的量具。游標(biāo)卡尺由主尺和附在主尺上能滑動(dòng)的游標(biāo)兩部分構(gòu)成。若從背面看,游標(biāo)是一個(gè)整體。深度尺與游標(biāo)尺連在一起,可以測槽和筒的深度。

    在形形色色的計(jì)量器具家族中,游標(biāo)卡尺作為一種被廣泛使用的高精度測量工具,它是刻線直尺的延伸和拓展,它早起源于中國。古代早期測量長度主要采用木桿或繩子,或用“邁步”“布手”的手法,待有了長度的單位制以后,就出現(xiàn)了刻線直尺。這種刻線直尺在公元前3000年的古埃及,在公元前2000年的我國夏商時(shí)代都已有使用,當(dāng)時(shí)主要是用象牙和玉石制成,直到青銅刻線直尺的出現(xiàn)這種“*”的測量工具較多的應(yīng)用于生產(chǎn)和天文測量中。


    中國漢代科學(xué)技術(shù)發(fā)達(dá),發(fā)明了大量的當(dāng)時(shí)世界的*儀器和器具,如渾天儀、地動(dòng)儀、水排等,這些圓軸類零件的誕生,都昭示著刻線直尺在中國的誕生。在北京國家博物館中珍藏的“新莽銅卡尺”,經(jīng)過專家考證,它是*發(fā)現(xiàn)早的卡尺,制造于公元9年,距2000多年。與我國相比,國外在卡尺領(lǐng)域的發(fā)明晚了1000多年,早的是英國的“卡鉗尺”,外形酷似游標(biāo)卡尺,但是與新莽銅卡尺一樣,也僅僅是一把刻線卡尺,精度和使用范圍都較低。


    具現(xiàn)代測量價(jià)值的游標(biāo)卡尺一般認(rèn)為是由法國人約尼爾·比爾發(fā)明的。他是一名頗具名氣的數(shù)學(xué)家,在他的數(shù)學(xué)專著《新四分圓的結(jié)構(gòu)、利用及特性》中記述了游標(biāo)卡尺的結(jié)構(gòu)和原理,而他的名字Vernier變成了英文的游標(biāo)一詞沿用。而這把赫赫有名的游標(biāo)卡尺沒有見到,因此有人質(zhì)疑他是否制成了游標(biāo)卡尺。19世紀(jì)中葉,美國機(jī)械工業(yè)快速發(fā)展,美國夏普機(jī)械有限公司創(chuàng)始人于1985年秋,成功加工出了世界上批四把0-4英寸的游標(biāo)卡尺,其精度達(dá)到了0.001毫米。1851年由美國Brown & Sharpe 公司將Nonuth 及 Vernier 兩個(gè)構(gòu)想制造出支游標(biāo)卡尺,后由德國Masuer兵工廠加以改良制造,是工程上應(yīng)用廣的量具。1854年荷、法、德、英、都普遍用上了游標(biāo)卡尺,1856年日本也普及了游標(biāo)卡尺,游標(biāo)卡尺的制造技術(shù)逐漸更新迅速提高,使之成為了通用性的長度。1992年5月在揚(yáng)州市西北8公里的邗江縣甘泉鄉(xiāng)(今邗江區(qū)甘泉鎮(zhèn))順利清理了一座東漢早期的磚室墓,從墓中出土了一件銅卡尺(見圖),此銅卡尺由固定尺和活動(dòng)尺等部件構(gòu)成。固定尺通長13.3厘米,固定卡爪長5.2厘米、寬0.9厘米、厚0.5厘米。固定尺上端有魚形柄,長13厘米,中間開一導(dǎo)槽,槽內(nèi)置一能旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)的導(dǎo)銷,循著導(dǎo)槽左右移動(dòng)。在活動(dòng)尺和活動(dòng)卡爪間接一環(huán)形拉手,便于系繩或抓握。兩個(gè)爪相并時(shí),固定尺與活動(dòng)尺等長。使用時(shí),將左手握住魚形柄,右手牽動(dòng)環(huán)形拉手,左右拉動(dòng),以測工件。用此量具既可測器物的直徑,又可測其深度以及長、寬、厚,均較直尺方便和。惜因年代久遠(yuǎn),其固定尺和活動(dòng)尺上的計(jì)量刻度和紀(jì)年銘文,已銹蝕難以辨認(rèn)。東漢原始銅卡尺的出土,糾正了世人過去認(rèn)為游標(biāo)卡尺乃是歐美科學(xué)家發(fā)明的觀念。英國在1973年出版的《英國百科全書》第10卷402頁,記述游標(biāo)卡尺是法國數(shù)學(xué)家“Pierre Vernier ”【維尼爾·皮】公元1580-1637年 在1631年發(fā)明的。

    2操作應(yīng)用

     

    工作原理

    游標(biāo)卡尺是工業(yè)上常用的測量長度的儀器,它由尺身及能在尺身上滑動(dòng)的游標(biāo)組成,如圖2.3-1所示。若從背面看,游標(biāo)是一個(gè)整體。游標(biāo)與尺身之間有一彈簧片(圖中未能畫出),利用彈簧片的彈力使游標(biāo)與尺身靠緊。游標(biāo)上部有一緊固螺釘,可將游標(biāo)固定在尺身上的任意位置。尺身和游標(biāo)都有量爪,利用內(nèi)測量爪可以測量槽的寬度和管的內(nèi)徑,利用外測量爪可以測量零件的厚度和管的外徑。深度尺與游標(biāo)尺連在一起,可以測槽和筒的深度。尺身和游標(biāo)尺上面都有刻度。以準(zhǔn)確到0.1毫米的游標(biāo)卡尺為例,尺身上的小分度是1毫米,游標(biāo)尺上有10個(gè)小的等分刻度,總長9毫米,每一分度為0.9毫米,比主尺上的小分度相差0.1毫米。量爪并攏時(shí)尺身和游標(biāo)的零刻度線對(duì)齊,它們的條刻度線相差0.1毫米,第二條刻度線相差0.2毫米,……,第10條刻度線相差1毫米,即游標(biāo)的第10條刻度線恰好與主尺的9毫米刻度線對(duì)齊。當(dāng)量爪間所量物體的線度為0.1毫米時(shí),游標(biāo)尺向右應(yīng)移動(dòng)0.1毫米。這時(shí)它的條刻度線恰好與尺身的1毫米刻度線對(duì)齊。同樣當(dāng)游標(biāo)的第五條刻度線跟尺身的5毫米刻度線對(duì)齊時(shí),說明兩量爪之間有0.5毫米的寬度,……,依此類推。在測量大于1毫米的長度時(shí),整的毫米數(shù)要從游標(biāo)“0”線與尺身相對(duì)的刻度線讀出。

    使用方法

    用軟布將量爪擦干凈,使其并攏,查看游標(biāo)和主尺身的零刻度線是否對(duì)齊。如果對(duì)齊就可以進(jìn)行測量:如沒有對(duì)齊則要記取*:游標(biāo)的零刻度線在尺身零刻度線右側(cè)的叫正*,在尺身零刻度線左側(cè)的叫負(fù)*(這件規(guī)定方法與數(shù)軸的規(guī)定一致,原點(diǎn)以右為正,原點(diǎn)以左為負(fù))。測量時(shí),右手拿住尺身,大拇指移動(dòng)游標(biāo),左手拿待測外徑(或內(nèi)徑)的物體,使待測物位于外測量爪之間,當(dāng)與量爪緊緊相貼時(shí),即可讀數(shù),如下圖所示:當(dāng)測量零件的外尺寸時(shí):卡尺兩測量面的聯(lián)線應(yīng)垂直于被測量表面,不能歪斜。測量時(shí),可以輕輕搖動(dòng)卡尺,放正垂直位置,圖2-6所示。否則,量爪若在如圖2-6所示的錯(cuò)誤位置上,將使測量結(jié)果a比實(shí)際尺寸b要大;先把卡尺的活動(dòng)量爪張開,使量爪能自由地卡進(jìn)工件,把零件貼靠在固定量爪上,然后移動(dòng)尺框,用輕微的壓力使活動(dòng)量爪接觸零件。如卡尺帶有微動(dòng)裝置,此時(shí)可擰緊微動(dòng)裝置上的固定螺釘,再轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)螺母,使量爪接觸零件并讀取尺寸。決不可把卡尺的兩個(gè)量爪調(diào)節(jié)到接近甚至小于所測尺寸,把卡尺強(qiáng)制的卡到零件上去。這樣做會(huì)使量爪變形,或使測量面過早磨損,使卡尺失去應(yīng)有的精度。

    以上是對(duì)游標(biāo)卡尺的介紹,包括其讀數(shù)、使用方法以及其應(yīng)用等內(nèi)容,由于游標(biāo)卡尺是種比較精密的量具,現(xiàn)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)測量長度上,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及行業(yè)的不斷壯大,檢測儀器數(shù)字化是當(dāng)前及未來儀器的普遍趨勢,而且對(duì)工件的測量效率也會(huì)要求越來越高。而當(dāng)前工廠內(nèi)部品質(zhì)檢查的方法是測量一個(gè)數(shù)據(jù)后,由測量人員人工記錄在紙張中,或者由一個(gè)人測量,另一個(gè)人進(jìn)行記錄的操作方式,當(dāng)需要進(jìn)行分析時(shí),由操作人員錄入到電腦的EXCEL表格中;這種傳統(tǒng)的測量方式導(dǎo)致的問題是效率低,數(shù)據(jù)容易記錯(cuò)。針對(duì)這種情況,推廣出了一種應(yīng)用游標(biāo)卡尺測量長度的方法,只把利用我們的數(shù)據(jù)采集儀連接到游標(biāo)卡尺上,采集儀就會(huì)自動(dòng)從游標(biāo)卡尺中獲取測量數(shù)據(jù),進(jìn)行記錄,分析計(jì)算,形成相應(yīng)的各類圖形,對(duì)測量結(jié)果進(jìn)行自動(dòng)判斷等,這種方法真正實(shí)現(xiàn)了測量的數(shù)據(jù)化,不但可以減少由于人工測量所造成的誤差,還可以大大提高測量效率。

    應(yīng)用范圍

    游標(biāo)卡尺作為一種常用量具,其可具體應(yīng)用在以下這四個(gè)方面:1)測量工件寬度2)測量工件外徑3)測量工件內(nèi)徑4)測量工件深度[1] 

    3讀數(shù)


    讀數(shù)時(shí)首先以游標(biāo)零刻度線為準(zhǔn)在尺身上讀取毫米整數(shù),即以毫米為單位的整數(shù)部分。然后看游標(biāo)上第幾條刻度線與尺身的刻度線對(duì)齊,如第6條刻度線與尺身刻度線對(duì)齊,則小數(shù)部分即為0.6毫米(若沒有正好對(duì)齊的線,則取接近對(duì)齊的線進(jìn)行讀數(shù))。如有*,則一律用上述結(jié)果減去*(*為負(fù),相當(dāng)于加上相同大小的*),讀數(shù)結(jié)果為:L=整數(shù)部分+小數(shù)部分-*判斷游標(biāo)上哪條刻度線與尺身刻度線對(duì)準(zhǔn),可用下述方法:選定相鄰的三條線,如左側(cè)的線在尺身對(duì)應(yīng)線之右,右側(cè)的線在尺身對(duì)應(yīng)線之左,中間那條線便可以認(rèn)為是對(duì)準(zhǔn)了L= 對(duì)準(zhǔn)前刻度+游標(biāo)上第n條刻度線與尺身的刻度線對(duì)齊 *(乘以)分度值如果需測量幾次取平均值,不需每次都減去*,只要從后結(jié)果減去*即可。[

    具體讀數(shù):1.在主尺上讀出副尺零刻度線以左的刻度,該值就是后讀數(shù)的整數(shù)部分。圖示33mm。2.副尺上一定有一條與主尺的刻線對(duì)齊,在副尺上讀出該刻線 距副尺的零刻度線以左的刻度 的格數(shù)為12格,乘上該游標(biāo)卡尺的精度0.02mm,就得到后讀數(shù)的小數(shù)部分。或者直接在副尺上讀出該刻線的讀數(shù),圖示為0.24mm。3.將所得到的整數(shù)和小數(shù)部分相加,就得到總尺寸為33.24mm。

    4精度


    常用游標(biāo)卡尺按其精度可分為3種:即0.1毫米、0.05毫米和0.02毫米。精度為0.05毫米和0.02毫米的游標(biāo)卡尺。它們的工作原理和使用方法與本文介紹的精度為0.1毫米的游標(biāo)卡尺相同。精度為0.05毫米的游標(biāo)卡尺的游標(biāo)上有20個(gè)等分刻度,總長為19毫米。測量時(shí)如游標(biāo)上第11根刻度線與主尺對(duì)齊,則小數(shù)部分的讀數(shù)為11/20毫米=0.55毫米,如第12根刻度線與主尺對(duì)齊,則小數(shù)部分讀數(shù)為12/20毫米=0.60毫米。一般來說,游標(biāo)上有n個(gè)等分刻度,它們的總長度與尺身上(n-1)個(gè)等分刻度的總長度相等,若游標(biāo)上小刻度長為x,主尺上小刻度長為y則 nx=(n-1)y,x=y-(y/n)主尺和游標(biāo)的小刻度之差為Δx=y-x=y/ny/n叫游標(biāo)卡尺的精度,它決定讀數(shù)結(jié)果的位數(shù)。由公式可以看出,提高游標(biāo)卡尺的測量精度在于增加游標(biāo)上的刻度數(shù)或減小主尺上的小刻度值。一般情況下y為1毫米,n取10、20、50其對(duì)應(yīng)的精度為0.1,0.05毫米、0.02毫米。精度為0.02毫米的機(jī)械式游標(biāo)卡尺由于受到本身結(jié)構(gòu)精度和人的眼睛對(duì)兩條刻線對(duì)準(zhǔn)程度分辨力的限制,其精度不能再提高。

    5保管事項(xiàng)

     

    保管方法

    游標(biāo)卡尺使用完畢,用棉紗擦拭干凈。長期不用時(shí)應(yīng)將它擦上黃油或機(jī)油,兩量爪合攏并擰緊緊固螺釘,放入卡尺盒內(nèi)蓋好。游標(biāo)卡尺有0.1毫米(游標(biāo)尺上標(biāo)有10個(gè)等分刻度)、0.05毫米(游標(biāo)尺上標(biāo)有20個(gè)等分刻度)、和0.02毫米(游標(biāo)尺上標(biāo)有50個(gè)等分刻度)、0.01毫米(游標(biāo)尺上標(biāo)有100個(gè)等分刻度)4種小讀數(shù)值。

    注意事項(xiàng)

    1.游標(biāo)卡尺是比較精密的測量工具,要輕拿輕放,不得碰撞或跌落地下。使用時(shí)不要用來測量粗糙的物體,以免損壞量爪,避免與刃具放在一起,以免刃具劃傷游標(biāo)卡尺的表面,不使用時(shí)應(yīng)置于干燥中性的地方,遠(yuǎn)離酸堿性物質(zhì),防止銹蝕。2.測量前應(yīng)把卡尺揩干凈,檢查卡尺的兩個(gè)測量面和測量刃口是否平直無損,把兩個(gè)量爪緊密貼合時(shí),應(yīng)無明顯的間隙,同時(shí)游標(biāo)和主尺的零位刻線要相互對(duì)準(zhǔn)。這個(gè)過程稱為校對(duì)游標(biāo)卡尺的零位。3.移動(dòng)尺框時(shí),活動(dòng)要自如,不應(yīng)有過松或過緊,更不能有晃動(dòng)現(xiàn)象。用固定螺釘固定尺框時(shí),卡尺的讀數(shù)不應(yīng)有所改變。在移動(dòng)尺框時(shí),不要忘記松開固定螺釘,亦不宜過松以免掉了。4.用游標(biāo)卡尺測量零件時(shí),不允許過分地施加壓力,所用壓力應(yīng)使兩個(gè)量爪剛好接觸零件表面。如果測量壓力過大,不但會(huì)使量爪彎曲或磨損,且量爪在壓力作用下產(chǎn)生彈性變形,使測量得的尺寸不準(zhǔn)確(外尺寸小于實(shí)際尺寸,內(nèi)尺寸大于實(shí)際尺寸)。5.在游標(biāo)卡尺上讀數(shù)時(shí),應(yīng)把卡尺水平的拿著,朝著亮光的方向,使人的視線盡可能和卡尺的刻線表面垂直,以免由于視線的歪斜造成讀數(shù)誤差。6.為了獲得正確的測量結(jié)果,可以多測量幾次。即在零件的同一截面上的不同方向進(jìn)行測量。對(duì)于較長零件,則應(yīng)當(dāng)在全長的各個(gè)部位進(jìn)行測量,務(wù)使獲得一個(gè)比較正確的測量結(jié)果。

    參考資料

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