精密测量仪器的小常识——卡尺篇
作者:2015/12/9 8:53:42

■各种游标刻度
游标刻度有顺向游标刻度和逆向游标刻度之分。一般来说,
顺向游标刻度使用比较广泛。而顺向游标刻度中又有普通游 标刻度和长游标刻度两种。普通游标刻度用的***多,这是将 主刻度尺的 (n-1) 刻度 n 等分而成的。例如,主刻度尺的一个 格的长度为 1mm,将主刻度尺 9 个刻度 10 等分后,游标刻 度可以读取的***小值即为 0.1mm。一般来说,卡尺可以读取 的游标刻度的***小值是 0.05mm。***近,将游标刻度的一个 刻度格的间隔扩大,更加易于读取的长游标刻度得到了广泛 的使用。
 
■关于长卡尺
在测量很大的测量物时,通常遵循某一法则 (Rules) 进行测量,
在精度要求很高,但又没到需要使用千分尺的程度时,可以 使用长卡尺。尽管用起来简单方便,但是需要注意以下事项。 首先不要误解的是***小读数与精度无关。其次,使用长卡尺 关键在于测量方法。就是说,卡尺本身的弯曲是导致的误差 的主要原因,测量值会由于卡尺的持法而发生很大的变化。 另外,内径测量面距离基准端面***远,需要注意测力。外径 测量面在使用长卡尺时,也会出现同样的情况。

■ CM 型卡尺的内径测量
 
●  游标卡尺刻度
(将 19mm20 等分)
 
●  长游标卡尺刻度
(将 39mm20 等分)
 
CM 型卡尺的内径测量面在量爪的前端,因此需要注意测力。 同时,测量面的平行度、量爪的错位等会成为问题。另外, 测量面的圆弧半径必须在内径测量部组合尺寸的 1/2 以下。 与 M 型卡尺不同,CM 型卡尺无法测量低于组合尺寸的小孔。 但是,由于***用长卡尺测量小孔,所以不会感觉不方便。 三丰公司卡尺的内径测量的读取由于是 2 段式,上段刻度为内径专用,可以直接读取。无需计算,也就减少了错误。
 
■卡尺误差的主要原因
卡尺误差的原因有很多,主要有视差引起的误差;由于是反
阿贝原理的测量器,会因加载测力过大产生误差;还有卡尺 与测量物的温度差导致的热膨胀引起的误差;测量小孔的内 径时,内侧测量面的厚度与内侧测量面之间的间隙引发的误 差等等。此外,虽然还有刻度精度、基准端面的垂直度、主 刻度尺面的平面度、量爪的直角度等引起的误差,但是由于 这些原因是应该被控制在仪器误差之内的,因此,对于满足 仪器误差要求的卡尺则不成问题。为了在使用时能充分了解 因卡尺的结构产生的误差原因,在 JIS 中添加了使用时的注意 事项,“卡尺因为没有定压装置,所以必须正确地、并且测力 均衡地来测量。 尤其用卡尺量爪的根部或爪尖部测量时,出 现误差的可能性增大,因此需要特别注意。”  这是与测力有 关的注意事项。

■基准端面的弯曲 如图所示,卡尺滑块的导向基准端面如果有弯曲,会成为测 量误差的原因。这一误差可以用与不符合阿贝原理的误差相 同的计算公式来表示。

例) 假设导向面的弯曲引起的滑块摆动为 0.010mm/50mm,外径量爪前端为
40mm 来计算,f = 40mm×0.01÷50=0.008mm
导向面因磨损或使用不慎出现变形等情况,其影响不可忽视。

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