游標卡尺的使用方法及測量誤差控制建議

楊潔 付宏

摘 要：游標卡尺在工程測量中的應用十分廣泛，它主要的作用是測量一些加工器件的尺寸、高度、深度和孔距等，以達到精確加工的效果。但是只要是測量就會存在誤差，那么為了將誤差值降低到最小，我們就要用到一些解決辦法來使這些測量值更加的精確。游標卡尺的廣泛使用為工程測量帶來了很大的益處，本文主要介紹了游標卡尺的使用方法及其測量誤差控制的建議。

關鍵詞：游標卡尺；使用方法；測量誤差；建議

隨著一些測量工具的廣泛使用，我國出臺了許多相應的政策書籍來對測量結果的不確定性進行規(guī)范化，但是即使這樣，工人師傅在實際的操作工程中，受到各種各樣原因的影響，得到的數(shù)據(jù)也與實際情況相差比較大。因為在通用卡尺檢測規(guī)程中沒有對游標卡尺讀數(shù)的誤差進行總結以及對其使用方法給出例子，所以工作人員對其使用也很不方便。因此對于游標卡尺的使用方法及測量誤差的分析與解決是非常有實用價值的。

1 游標卡尺的使用方法

在游標卡尺的使用過程中，本文使用5等量塊來進行游標卡尺的校準。游標卡尺的讀數(shù)部分是由尺身和游標這兩塊組成，當尺框上的活動測量爪與尺身上的固定測量爪相貼近時，尺框上的游標零線與尺身的游標零線就會對齊這時測量爪的距離是零。我們將尺框移動到被測物體的位置，那么活動測量爪與固定測量爪之間的一段長度就是需要的測量值。游標卡尺的讀數(shù)可以分為三部分，即先讀整數(shù)，再讀小數(shù)，最后得出被測尺寸，示例如下：

由圖可知：0刻度線所對主尺前面的刻度64mm，副尺0線后的第9條線與主尺的一條刻線對齊。副尺0 線后的第9條線表示：0.02×9=0.18mm；所以得出被測工件的尺寸為：64+0.18=64.18mm。

測量時，利用游標卡尺對150毫米的鋼塊檢測，那么150毫米就是其基準點，此外，在測量之前，要注意游標卡尺的檢測范圍，還要對它的尺身、游標、活動測量爪、固定測量爪進行檢測，確保檢測的無誤性。

2 游標卡尺的測量誤差及控制建議

2.1 彈簧片位置的不確定性

為了平衡彈簧片與主尺上各個相碰地方的壓力值，應該保證彈簧片與主尺相碰的地方和夾緊螺絲釘?shù)奈恢孟嗤?，如果相反的話，會使各個相碰的地方的壓力不一樣，那么就會導致尺框發(fā)生偏移，使測量爪兩面之間的空隙有很大的改變，從而導致測量出現(xiàn)誤差。

控制建議：調(diào)整彈簧片，使彈簧片發(fā)生形變?？梢宰審椈善膬啥讼蛏?，中間凹陷下去，那么就可以保證彈簧片與主尺接觸的地方和夾緊螺絲的位置相同，從而保證受力平衡。

2.2 游標卡尺與量塊之間相差溫度的大小的不確定性

我們將游標卡尺和量塊一起放在鐵板上，大約1小時之后，測量游標卡尺和量塊之間相差的溫度值大約為0.5攝氏度。此時，二者之間的溫差就會在一定的范圍內(nèi)波動。我們設測得的工件尺寸為s，11.5*10-6℃-1，那么它的溫差估算的標準不確定性為a=121800（微米）×11.5×10-6℃-110×0.5℃/根號下3=0.4（微米）。

2.3 游標卡尺與量塊的熱膨脹系數(shù)的差值的不確定性

熱膨脹系數(shù)在（11.5+1）×10-6℃這一范圍內(nèi)波動，若測量的長度為s，那么量得的游標卡尺與量塊的溫差范圍是±5攝氏度，則其不確定度計算式為b=121800（微米）×5℃×2×10-6℃-1/根號下6=0.5微米。

2.4 游框傾斜

如下圖所示，簡單了表示了游框傾斜對游標卡尺測量誤差的影響。

△L=L-l=h×☉，當角☉的值很小時，☉=tg☉=△/L1，其中，△表示游框傾斜的空縫；L1表示游框的長度。我們可以通過具體數(shù)字進行舉例示意。那么為了使傾斜的間隙達到最小，就一定要保證游框傾斜的間隙最小，這樣就可以大大的減少游標卡尺讀數(shù)時的誤差值了。

2.5 主尺和游標卡尺的形變產(chǎn)生的不確定性

測量的基礎建立在卡尺的刻線清晰、讀數(shù)正確上，那么游標卡尺的刻線發(fā)生磨損就一定會影響測量的正確性。不管是主尺還是游標卡尺的磨損都會給測量值帶來一定的影響。除了溫差、質(zhì)地等因素的影響外，還與主尺發(fā)生彎曲形變有關系。

控制建議：將主尺和游標卡尺進行矯正，再進行檢測，也可以使用全新的刻度尺以達到清晰的目的。除此之外，再配合讀數(shù)正確，那么測量誤差的不確定性就可以在很大程度上降低了。

2.6 對線不齊導致的不確定性

游標卡尺在讀數(shù)的過程中，游標框的讀數(shù)最為困難，只要稍微對準有偏差，就會導致測量結果的不準確。那么當游標卡尺的分度值為0.02毫米時，其不確定度為0.01/（2×31/2）=0.0029毫米。我們在進行數(shù)據(jù)的測量時，一定要細心研究，仔細觀察，這樣才能獲得準確數(shù)值。

3 小結

在游標卡尺的測量工程中，會因為許多因素而產(chǎn)生誤差，以上我們對使用方法及其測量誤差控制建議進行了分析，當然，除此之外還存在許多的原因，在檢測的過程中，一定要查明原因并且對此實施解決辦法，是測量的誤差達到最小，這樣才能使我們的工作人員的檢測更加精準、方便。只要我們正確的使用游標卡尺，就一定能在精確的測量范圍內(nèi)使游標卡尺發(fā)揮它最大的作用。

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