游標(biāo)卡尺

產(chǎn)品介紹

英文[vernier calliper]

游標(biāo)卡尺，是一種測(cè)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。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)卡尺的主尺和游標(biāo)上有兩副活動(dòng)量爪，分別是內(nèi)測(cè)量爪和外測(cè)量爪，內(nèi)測(cè)量爪通常用來測(cè)量內(nèi)徑，外測(cè)量爪通常用來測(cè)量長度和外徑。深度尺與游標(biāo)尺連在一起，可以測(cè)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(cè)量工具，它是刻線直尺的延伸和拓展，它最早起源于中國。古代早期測(cè)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“先進(jìn)”的測(cè)量工具較多的應(yīng)用于生產(chǎn)和天文測(cè)量中。

中國漢代科學(xué)技術(shù)發(fā)達(dá)，發(fā)明了大量的領(lǐng)先當(dāng)時(shí)世界的先進(jìn)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，它是全世界發(fā)現(xiàn)最早的卡尺，制造于公元9年，距今年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，最早的是英國的“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。

最具現(xiàn)代測(cè)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)一詞沿用至今。而這把赫赫有名的游標(biāo)卡尺至今沒有見到，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第一批四把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)想制造出第一支游標(biāo)卡尺，后由德國Masuer兵工廠加以改良制造，是工程上應(yīng)用最廣的量具。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(cè)工件。用此 量具既可測(cè)器物的直徑，又可測(cè)其深度以及長、寬、厚，均較直尺方便和精確。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。

操作應(yīng)用

工作原理

游標(biāo)卡尺是工業(yè)上常用的測(cè)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(cè)量爪可以測(cè)量槽的寬度和管的內(nèi)徑，利用外測(cè)量爪可以測(cè)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(cè)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，尺身上的最小分度是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，比主尺上的最小分度相差0.1毫米。量爪并攏時(shí)尺身和游標(biāo)的零 刻度線對(duì)齊，它們的第一條刻度線相差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)它的第一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(cè)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(cè)量：如沒有對(duì)齊則要記取 零誤差：游標(biāo)的零刻度線在尺身零刻度線右側(cè)的叫正零誤差，在尺身零刻度線左側(cè)的叫負(fù)零誤差（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(cè)量時(shí)，右手拿住尺身，大拇指移動(dòng)游標(biāo)，左手拿待測(cè)外徑（或內(nèi)徑）的物體，使待測(cè)物位于外測(cè)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(cè)量零件的外尺寸時(shí)：卡尺兩測(cè)量面的聯(lián)線應(yīng)垂直于被測(cè)量表面，不能歪斜。測(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)儀器數(shù)字化是當(dāng)前及未來儀器的普遍趨勢(shì)，而且對(duì)工件的測(cè)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(cè)量一個(gè)數(shù)據(jù)后，由測(cè)量人員人工記錄在紙張中，或者由一個(gè)人測(cè)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(cè)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，現(xiàn)在推廣出了一種高效應(yīng)用游標(biāo)卡尺測(cè)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(cè)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(cè)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(cè)量的數(shù)據(jù)化，不但可以減少由于人工測(cè)量所造成的誤差，還可以大大提高測(cè)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(cè)量工件寬度

2）測(cè)量工件外徑

3）測(cè)量工件內(nèi)徑

4）測(cè)量工件深度

讀數(shù)方式

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，則取最接近對(duì)齊的線進(jìn)行讀數(shù)）。如有零誤差，則一律用上述結(jié)果減去零誤差（零誤差為負(fù)，相當(dāng)于加上相同大小的零誤差），讀數(shù)結(jié)果為：

L=整數(shù)部分+小數(shù)部分－零誤差

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(cè)量幾次取平均值，不需每次都減去 零誤差，只要從最后結(jié)果減去零誤差即可。

下面以圖13-3所示0.02游標(biāo)卡尺的某一狀態(tài)為例進(jìn)行說明。

1.在主尺上讀出副尺零刻度線以左的刻度，該值就是最后讀數(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，就得到最后讀數(shù)的小數(shù)部分?；蛘咧苯釉诟背呱献x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。

測(cè)量精度

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(cè)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)上最小刻度長為x，主尺上最小刻度長為y

則 nx=（n－1）y，

x=y－（y/n）

主尺和游標(biāo)的最小刻度之差為

Δx=y－x=y/n

y/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(cè)量精度在于增加游標(biāo)上的刻度數(shù)或減小主尺上的最小刻度值。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。

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種最小讀數(shù)值。

注意事項(xiàng)

1．游標(biāo)卡尺是比較精密的測(cè)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(cè)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(cè)量前應(yīng)把卡尺揩干凈，檢查卡尺的兩個(gè)測(cè)量面和測(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)量結(jié)果，可以多測(cè)量幾次。即在零件的同一截面上的不同方向進(jìn)行測(cè)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(cè)量，務(wù)使獲得一個(gè)比較正確的測(cè)量結(jié)果。

• 讀法：

• A、先讀整數(shù)——看游標(biāo)零線的左邊，尺身上最靠近的一條刻線的數(shù)值，讀出被測(cè)尺寸的整數(shù)部分；

• B、再讀小數(shù)——看游標(biāo)零線的右邊，數(shù)出游標(biāo)第幾條刻線與尺身的數(shù)值刻線對(duì)齊，讀出被測(cè)尺寸的小數(shù)部分（即游標(biāo)讀數(shù)值乘其對(duì)齊刻線的順序數(shù)）；

• C、得出被測(cè)尺寸——把上面兩次讀數(shù)的整數(shù)部分和小數(shù)部分相加，就是卡尺的所測(cè)尺寸。