答:游标卡尺是利用了微分的思想,把读数放大为容易识别的刻度对准,从而实现高精度的测量 。
游标卡尺由于结构简单、操作方便、并拥有一定的测量精度,成为工业中重要的测量工具,在中学就要求我们能熟练掌握游标卡尺的使用,通常有十分度游标卡尺、二十分度游标卡尺和五十分度游标卡尺,不同的使用方式可以测量长度、深度和内外径 。
游标卡尺的设计非常巧妙,我们就以最简单的十分度游标卡尺,来学习游标卡尺的测量原理,下面为五十分度游标卡尺的实物图:
游标卡尺在结构上可分为主尺和游标尺,主尺上拥有正常的刻度,单位刻度为1mm;而在游标尺上 , 刻度有所不同,单位刻度的实际长度为0.9mm , 比主尺上的单位刻度少了0.1mm;当游标尺上的零刻度线与主尺上某个刻度X重合时,游标尺的10刻度将和主尺上的”X+9″重合 。
测量原理:游标卡尺上的第一条刻度比主尺少了0.1mm , 第二条累计少了0.2mm,第三条累计少了0.3mm , …… , 第十条累计少了1mm,当游标尺上的零刻度线在主尺上没有刻度重合时,就需要在游标尺上读出误差值Δx , 也就是说整个游标尺与主尺前一个刻度相差Δx,这个误差值正好能补偿掉游标尺与主尺之间的误差 , 由于十分度游标尺精度设计就是0.1mm,所以我们一定能在游标尺上找到一个和主尺刻度重合的读数,这个读数就可以给出Δx的值 。
我们也可以理解为 , 游标尺把主尺上的每个1mm,放大为9mm的长度 , 从而方便我们对读数的识别 , 二十分度游标卡尺和五十分度游标卡尺的原理也是一样的;由于游标尺上的读数本身就是误差值,所以十分度游标卡尺的测量精度就是0.1mm 。
卡尺的发明非常早,早在汉朝王莽时期,就有了青铜卡尺,但是青铜卡尺没有游标,只能借助刻度线靠目测估出读数,和现代游标卡尺相差甚远;而游标的概念 , 最早是1631年法国工程师Pierre Vernier发明的,并用于测量角度 , 比如用在象限仪上,后来应用在长度测量中,就有了游标卡尺 。
游标卡尺我第一次接触它的时候是在上学进行金工实习课上接触到的,当时我只知道这种量具在机加工、钳工领域应用很广泛 。后来学到电机维修实训课时也经常用到它,今天,下面我来说说关于它的工作原理吧!
游标卡尺可以测量物体的长、宽、高、深和圆环的内外直径 。实游标卡尺它只是一件中等精度的测量工具 , 其精确度直达到0.1毫米的精度,远没有外径千分尺0.01毫米的精度高,但是二者各有其特点 。
游标卡尺的构成及测量原理
游标卡尺的构成
游标卡尺主要由两部分构成 , 一部分是主尺另一部分是可以沿着主尺来回滑动的游标尺 , 从图中可以看到主尺和游标尺构成了内测量爪和外测量爪 , 如下图所示 。内测量爪的作用是测量管口的内径和槽口的宽度;外测量爪的作用是测量管子的外径和加工物体的厚度 。同时在千分尺的尾部有一个“尾巴”的形状,我们称它为深度尺 。这个深度尺主要是用来测量槽的深度或者管子的深度 。
游标卡尺的测量原理
它的测量原理是主尺上有刻度 , 在游标尺上也有刻度,主尺上的刻度主要是来显示被测物体的整数数值,而游标尺的刻度主要用来显示被测物体的小数部分,读数时把整数部分与小数部分相加后就是所测物体的测量值 。如下图所示主尺的读数是22毫米,游标尺的读数是0.06毫米,通过二者的相加就会得到22.06毫米,这个数值就是所测物体的测量值 。由此可见游标卡尺就是通过游标尺来提供测量精度的 。
下面我们以10分度游标卡尺为例来说明其测量原理,从图上看主尺身的最小刻度是1毫米,游标尺上有十个小的等分刻度,从“0”线刻度开始每向右一个刻度就会增加0.1个毫米 。
游标卡尺的测量方法
第一步:要先找准零位,也就是说将游标卡尺的两个外测量面紧贴着,把尺身的零刻度线和游标尺的零刻度线对其 。
第二步:读取测量值的整数部分,读取游标卡尺零线对齐处主尺身上整毫米数 。
第三步:读取游标尺的小数部分 , 在游标尺上找出与主尺身对其的那一条刻度线,读出小数 。
第四步:把测量的整数部分与小数部分相加即为整个测量值的数值 。
游标卡尺操作注意事项与保养方法
首先,读取数值时要防止我们眼睛观察时所造成的视觉误差,读取数值时要正视,不能旁视 。
其次,在测量爪卡住所测量的物体时 , 松紧度要适当 , 当需要将被测物体去下读数时要拧紧螺钉,防止移动造成误差 。
再次,不能用游标卡尺测量粗糙的表面,主要目的是为了防止磨损卡爪 。
最后,测量后要注意保护好内测量爪和外测量爪,不用时要把游标卡尺放在专用盒内存放,且不可与其它工具堆放在一起 。
千分尺(螺旋测微器)的简介
千分尺又叫螺旋测微器,它是一种精度较高的量具,其精度可达0.01毫米 。其外形如下所示 。它的构成由螺母套管、微分套管、锁紧装置、测微螺杆等部分构成 。这种量具主要用在测量导线的线径或者电磁线圈的线径等方面 。
【游标卡尺的原理是什么】