河北省計(jì)量監(jiān)督檢測(cè)研究院 河北石家莊 050000

1 卡尺構(gòu)造設(shè)計(jì)分析

游標(biāo)卡尺包括主尺和附在主尺上能滑動(dòng)的游標(biāo)，前者一般以mm 為單位。游標(biāo)上包括10、20、50 個(gè)分格，根據(jù)這些分格，分為三種類型，即十分度游標(biāo)卡尺、二十分度游標(biāo)卡尺和五十分度格游標(biāo)卡尺。其中，10 分度游標(biāo)卡尺的主尺長(zhǎng)度為9mm、20 分度游標(biāo)卡尺的主尺長(zhǎng)度為19mm、50 分度游標(biāo)卡尺的主尺長(zhǎng)度為49mm。另外，游標(biāo)卡尺的主尺和游標(biāo)上還設(shè)有內(nèi)外兩副活動(dòng)量爪，其中，內(nèi)測(cè)量爪主要負(fù)責(zé)對(duì)物品內(nèi)徑的測(cè)量，外測(cè)量爪主要負(fù)責(zé)對(duì)物品長(zhǎng)度和外徑的測(cè)量。

2 卡尺兩種讀數(shù)方法的對(duì)比分析

2.1 第一種讀數(shù)方法

在對(duì)10 分度游標(biāo)卡尺進(jìn)行讀數(shù)時(shí)，要確保其讀數(shù)精確度達(dá)到0.1mm，而主尺上一格是1mm，且總長(zhǎng)度為9mm，這就使得卡尺被等分為10 小格后，其每一格都會(huì)與主尺的一格存在0.1mm的差異?；诖?，在對(duì)物品長(zhǎng)度進(jìn)行測(cè)量時(shí)，若是其長(zhǎng)度為0，則就要將游標(biāo)尺的“0”刻線與主尺的“0”刻線進(jìn)行對(duì)齊，與此同時(shí)，還要保證游標(biāo)尺的第一條刻線處在主尺的1mm 刻線左邊0.1mm 位置上，而游標(biāo)尺的第二條刻線要位于主尺的2mm 刻線左邊0.2mm 位置上，這樣才能確保讀數(shù)的準(zhǔn)確性，以此類推，如圖1 所示。

圖1

當(dāng)對(duì)長(zhǎng)度為0.1mm 的物體進(jìn)行測(cè)量時(shí)，就要將游標(biāo)尺向右移動(dòng)0.1mm，進(jìn)以保證其第一條刻線與主尺的1mm 刻線相對(duì)齊。而對(duì)長(zhǎng)度為0.3mm 的物體進(jìn)行測(cè)量時(shí)，則要將游標(biāo)尺的第三條刻線與主尺的3mm 對(duì)齊，以此類推。但若是被測(cè)物體的長(zhǎng)度不足1mm 時(shí)，就要將游標(biāo)尺的第N 條刻線與主尺的某一條刻線相對(duì)齊，這時(shí)物體的長(zhǎng)度讀數(shù)應(yīng)為=N×0.1mm；而若是被測(cè)物體的長(zhǎng)度超過1mm 時(shí)，則整毫米數(shù)可以直接在主尺上讀出，而少于1mm 的長(zhǎng)度讀數(shù)則要在游標(biāo)尺上讀出。例如，圖2 中物體長(zhǎng)度的讀數(shù)就是22mm+4×0.1mm=22.4mm。

圖2

在對(duì)20 分度的游標(biāo)卡尺進(jìn)行讀數(shù)時(shí)，若其游標(biāo)尺長(zhǎng)度為19mm，則在卡尺被等分為20 小格后，其每一格都會(huì)與主尺的一格存在0.05mm 的差異。在實(shí)際使用時(shí)，整的毫米數(shù)可直接在主尺上讀出，而未達(dá)到1mm 的長(zhǎng)度則要在游標(biāo)尺上讀出，即將游標(biāo)尺的第N 條刻線與主尺某一刻線相對(duì)齊，這樣就讀出這部分長(zhǎng)度為N×0.05mm。同理，50 分度游標(biāo)卡尺的讀數(shù)也是按照20 分度的游標(biāo)卡尺的讀數(shù)原理來進(jìn)行。即按照公式：游標(biāo)卡尺最終讀數(shù)（mm）=主尺上整毫米數(shù)（mm）+N×精確度（mm）來進(jìn)行讀數(shù)[1]。

2.2 第二種讀數(shù)方法

圖3

如圖3 所示，在采用游標(biāo)尺總長(zhǎng)9mm10 分度游標(biāo)卡尺進(jìn)行物體測(cè)量時(shí)，要將卡尺等分為10 小格，保證每格長(zhǎng)度均為0.9mm。另外，還要將游標(biāo)尺上“0”刻線與主尺刻線相對(duì)齊，并保證測(cè)量值處在24mm-25mm 之間。與此同時(shí)，游標(biāo)尺上第5 條刻線要與主尺29mm 刻線相對(duì)齊，這樣按照公式被測(cè)量長(zhǎng)度+5X×0.9mm=29mm，就可求得物體被測(cè)長(zhǎng)度為24.5mm。同理，在采用游標(biāo)尺總長(zhǎng)為19mm 的20 分度游標(biāo)卡尺進(jìn)行物體測(cè)量時(shí)，要將卡尺等分為20 小格，保證每格長(zhǎng)度均為0.95mm。另外，若游標(biāo)尺上第N 條刻線與主尺Lmm 的刻線相對(duì)齊時(shí)，則按照被測(cè)長(zhǎng)度+N×0.95mm=Lmm 的公式就可讀出最終的數(shù)值。由此可證明，游標(biāo)卡尺讀數(shù)的關(guān)系：游標(biāo)卡尺最終讀數(shù)：（mm）+N×游標(biāo)尺每格的長(zhǎng)度（mm）=L（mm）[2]。

2.3 兩種讀數(shù)方法的優(yōu)劣勢(shì)分析

首先，從運(yùn)用方法來看，第一種讀數(shù)方法要較第二種讀數(shù)方法復(fù)雜很多，因此，在實(shí)際測(cè)量過程中，應(yīng)盡量采用第二種讀數(shù)方法；其次，兩種讀數(shù)方法的切入點(diǎn)不同。在對(duì)小于1mm 的長(zhǎng)度進(jìn)行讀數(shù)時(shí)，第一種讀數(shù)方法主要從主尺上一格和游標(biāo)尺一格的差值上入手，并以累計(jì)分析法為基礎(chǔ)獲得最終的讀數(shù)結(jié)果。而第二種讀數(shù)方法則直接從游標(biāo)尺一格的實(shí)際長(zhǎng)度入手，以采用累計(jì)分析法來獲得最終的讀數(shù)結(jié)果；最后，兩種讀數(shù)方法所總結(jié)的讀數(shù)公式不同[3]。第一種讀數(shù)方法總結(jié)出的公式不僅運(yùn)用方便，而且計(jì)算量小，可直接計(jì)算除被測(cè)物體的長(zhǎng)度，且小于1mm 部分，僅對(duì)0.1mm、0.05mm、0.02mm 的部分進(jìn)行累計(jì)分析；而第二種讀數(shù)方法總結(jié)的公式計(jì)算量大，需間接來對(duì)被測(cè)物體長(zhǎng)度進(jìn)行測(cè)量，另外，在對(duì)游標(biāo)尺長(zhǎng)度進(jìn)行累計(jì)時(shí)，還要對(duì)0.9mm、0.95mm和0.98mm 部分進(jìn)行累計(jì)分析。