容器組件
遊標讀數量具
日期：2024-05-17 15:44
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摘要：
遊標讀數量具
應用遊標讀數原理製成的量具有；遊標卡尺，高度遊標卡尺、深度遊標卡尺、遊標量角尺(如萬能量角尺)和齒厚遊標卡尺等，用以測量零件的外徑、內徑、長度、寬度，厚度、高度、深度、角度以及齒輪的齒厚等，應用範圍非常廣泛。
遊標卡尺是一種常用的量具，具有結構簡單、使用方便、精度中等和測量的尺寸範圍大等特點，可以用它來測量零件的外徑、內徑、長度、寬度、厚度、深度和孔距等，應用範圍很廣。
1 遊標卡尺有三種結構型式
(1)測量範圍為0～125mm的遊標卡尺，製成帶有刀口形的上下量爪和帶有深度尺的型式，如圖2—1。
圖2-1 遊標卡尺的結構型式之一
1-尺身；2-上量爪；3-尺框；4-緊固螺釘；5-深度尺；6-遊標；7-下量爪。
(2)測量範圍為0～200mm和0～300mm的遊標卡尺，可製成帶有內外測量麵的下量爪和帶有刀口形的上量爪的型式，如圖2―2。
圖 2-2 遊標卡尺的結構型式之二
1一尺身；2一上量爪、3一尺框；4一緊固螺釘；5一微動裝置；
6一主尺；7一微動螺母；8一遊標；9—下量爪
(3)測量範圍為0～200mm和0～300mm的遊標卡尺，也可製成隻帶有內外測量麵的下量爪的型式，如圖2-3。而測量範圍大於300mm的遊標卡尺，隻製成這種僅帶有下量爪的型式。
圖2-3 遊標卡尺的結構型式之三
2 遊標卡尺主要由下列幾部分組成
(1)具有固定量爪的尺身，如圖2-2中的1。尺身上有類似鋼尺一樣的主尺刻度，如圖2―2中的6。主尺上的刻線間距為1mm。主尺的長度決定於遊標卡尺的測量範圍。
(2)具有活動量爪的尺框，如圖2-2中的3。尺框上有遊標，如圖2―2中的8，遊標卡尺的遊標讀數值可製成為0.1；0.05和0.02mm的三種。遊標讀數值，就是指使用這種遊標卡尺測量零件尺寸時，卡尺上能夠讀出的小數值。
(3)在0～125mm的遊標卡尺上，還帶有測量深度的深度尺，如圖2―1中的5。深度尺固定在尺框的背麵，能隨著尺框在尺身的導向凹槽中移動。測量深度時，應把尺身尾部的端麵靠緊在零件的測量基準平麵上。
(4)測量範圍等於和大於200mm的遊標卡尺，帶有隨尺框作微動調整的微動裝置，如圖2―2中的5。使用時，先用固定螺釘4把微動裝置5固定在尺身上，再轉動微動螺
母7，活動量爪就能隨同尺框3作微量的前進或後退。微動裝置的作用，是使遊標卡尺在測量時用力均勻，便於調整測量壓力，減少測量誤差。
目前我國生產的遊標卡尺的測量範圍及其遊標讀數值見表2-1。
表2―1 遊標卡尺的測量範圍和遊標卡尺讀數值 mm
| 測量範圍 | 遊標讀數值 | 測量範圍 | 遊標讀數值 |
| 0～25 | 0.02；0.05；0.10 | 300～800 | 0.05；0.10 |
| 0～200 | 0.02；0.05；0.10 | 400～1000 | 0.05；0.10 |
| 0～300 | 0.02；0.05；0.10 | 600～1500 | 0.05；0.10 |
| 0～500 | 0.05；0.10 | 800～2000 | 0.10 |
遊標卡尺的讀數機構，是由主尺和遊標(如圖2―2中的6和8)兩部分組成。當活動量爪與固定量爪貼合時，遊標上的“0”刻線(簡稱遊標零線)對準主尺上的“0”刻線，
此時量爪間的距離為“0”，見圖2―2。當尺框向右移動到某一位置時，固定量爪與活動量爪之間的距離，就是零件的測量尺寸，見圖2―1。此時零件尺寸的整數部分，可在遊標零線左邊的主尺刻線上讀出來，而比1mm小的小數部分，可借助遊標讀數機構來讀出，現把三種遊標卡尺的讀數原理和讀數方法介紹如下。
1 遊標讀數值為0.1mm的遊標卡尺
如圖2―4(a)所示，主尺刻線間距（每格）為1mm，當遊標零線與主尺零線對準（兩爪合並）時，遊標上的第10刻線正好指向等於主尺上的9mm，而遊標上的其他刻線都不會與主尺上任何一條刻線對準。
遊標每格間距=9mm÷10=0.9mm
主尺每格間距與遊標每格間距相差=1mm-0.9mm=0.1mm
0.1mm即為此遊標卡尺上遊標所讀出的小數值，再也不能讀出比0.1mm小的數值。
當遊標向右移動0.1mm時，則遊標零線後的第1根刻線與主尺刻線對準。當遊標向右移動0.2mm時，則遊標零線後的第2根刻線與主尺刻線對準，依次類推。若遊標向右移動0.5mm，如圖2-4(b)，則遊標上的第5根刻線與主尺刻線對準。由此可知，遊標向右移動不足1mm的距離，雖不能直接從主尺讀出，但可以由遊標的某一根刻線與主尺刻線對準時，該遊標刻線的次序數乘其讀數值而讀出其小數值。例如，圖2―4(b)的尺寸即為：5×0.1=0.5(mm)。
圖2-4 遊標讀數原理
另有1種讀數值為0.1mm的遊標卡尺，圖2-5(a) 所示，是將遊標上的10格對準主尺的19mm，則遊標每格=19mm÷10=1.9mm，使主尺2格與遊標1格相差=2-1,9=0.1mm。這種增大遊標間距的方法，其讀數原理並未改變，但使遊標線條清晰，更容易看準讀數。
在遊標卡尺上讀數時，首先要看遊標零線的左邊，讀出主尺上尺寸的整數是多少毫米，其次是找出遊標上第幾根刻線與主尺刻線對準，該遊標刻線的次序數乘其遊標讀數值，讀出尺寸的小數，整數和小數相加的總值，就是被測零件尺寸的數值。
在圖2-5(b)中，遊標零線在2與3mm之間，其左邊的主尺刻線是2mm，所以被測尺寸的整數部分是2mm，再觀察遊標刻線，這時遊標上的第3根刻線與主尺刻線對準。所以，被測尺寸的小數部分為3×0.1=0.3(mm)，被測尺寸即為2+0.3=2.3(mm)。
2 遊標讀數值為0.05mm的遊標卡尺
圖2-5 (c)所示，主尺每小格1mm，當兩爪合並時，遊標上的20格剛好等於主尺的39mm，則
遊標每格間距=39mm÷20=1.95mm
主尺2格間距與遊標1格間距相差=2-1.95=0.05(mm)
0.05mm即為此種遊標卡尺的小讀數值。同理，也有用遊標上的20格剛好等於主尺上的19mm，其讀數原理不變。
在圖2―5(d)中，遊標零線在32mm與33mm之間，遊標上的第11格刻線與主尺刻線對準。所以，被測尺寸的整數部分為32mm，小數部分為11×0.05=0.55(mm)，被測尺寸為32+0.55=32.55(mm)。
圖2-5 遊標零位和讀數舉例
3 遊標讀數值為0.02mm的遊標卡尺
圖2―5(e) 所示，主尺每小格1mm，當兩爪合並時，遊標上的50格剛好等於主尺上的49mm，則
遊標每格間距=49mm÷50=0.98mm
主尺每格間距與遊標每格間距相差=1-0.98=0.02(mm)
0.02mm即為此種遊標卡尺的小讀數值。
在圖2―5(f)中，遊標零線在123mm與124mm之間，遊標上的11格刻線與主尺刻線對準。所以，被測尺寸的整數部分為123mm，小數部分為11×0.02=0.22(mm)，被測尺寸為123十0.22=123.22(mm)。
我們希望直接從遊標尺上讀出尺寸的小數部分，而不要通過上述的換算，為此，把遊標的刻線次序數乘其讀數值所得的數值，標記在遊標上，見圖2-5，這樣使讀數就方便了。
測量或檢驗零件尺寸時，要按照零件尺寸的精度要求，選用相適應的量具。遊標卡尺是一種中等精度的量具，它隻適用於中等精度尺寸的測量和檢驗。用遊標卡尺去測量鍛鑄件毛坯或精度要求很高的尺寸，都是不合理的。前者容易損壞量具，後者測量精度達不到要求，因為量具都有一定的示值誤差，遊標卡尺的示值誤差見表2-2。
表2-2 遊標卡尺的示值誤差 mm
| 遊標讀數值 | 示值總誤差 |
| 0.02 | ±0.02 |
| 0.05 | ±0.05 |
| 0.10 | ±0.10 |
遊標卡尺的示值誤差，就是遊標卡尺本身的製造精度，不論你使用得怎樣正確，卡尺本身就可能產生這些誤差。例如，用遊標讀數值為0.02mm的0～125mm的遊標卡尺(示值誤差為±0.02mm)，測量 50mm的軸時，若遊標卡尺上的讀數為50.00mm，實際直徑可能是 50.02mm，也可能是 49.98mm。這不是遊標尺的使用方法上有什麼問題，而是它本身製造精度所允許產生的誤差。因此，若該軸的直徑尺寸是IT5級精度的基準軸 ( )，則軸的製造公差為0.025mm，而遊標卡尺本身就有著±0.02mm的示值誤差，選用這樣的量具去測量，顯然是無法保證軸徑的精度要求的。
如果受條件限製(如受測量位置限製)，其他精密量具用不上，必須用遊標卡尺測量較精密的零件尺寸時，又該怎麼辦呢?此時，可以用遊標卡尺先測量與被測尺寸相當的塊規，消除遊標卡尺的示值誤差(稱為用塊規校對遊標卡尺)。例如，要測量上述 50mm的軸時，先測量50mm的塊規，看遊標卡尺上的讀數是不是正好50mm。如果不是正好50mm，則比50mm大的或小的數值，就是遊標卡尺的實際示值誤差，測量零件時，應把此誤差作為修正值考慮進去。例如，測量50mm塊規時，遊標卡尺上的讀數為49.98mm，即遊標卡尺的讀數比實際尺寸小0.02mm，則測量軸時，應在遊標卡尺的讀數上加上0.02mm，才是軸的實際直徑尺寸，若測量50mm塊規時的讀數是50.01mm，則在測量軸時，應在讀數上減去0.01mm，才是軸的實際直徑尺寸。另外，遊標卡尺測量時的鬆緊程度(即測量壓力的大小)和讀數誤差(即看準是那一根刻線對準)，對測量精度影響亦很大。所以，當必須用遊標卡尺測量精度要求較高的尺寸時，好采用和測量相等尺寸的塊規相比較的辦法。
量具使用得是否合理，不但影響量具本身的精度，且直接影響零件尺寸的測量精度，甚至發生質量事故，對國家造成不必要的損失。所以，我們必須重視量具的正確使用，對測量技術精益求精，務使獲得正確的測量結果，確保產品質量。
使用遊標卡尺測量零件尺寸時，必須注意下列幾點：
1 測量前應把卡尺揩乾淨，檢查卡尺的兩個測量麵和測量刃口是否平直無損，把兩個量爪緊密貼合時，應無明顯的間隙，同時遊標和主尺的零位刻線要相互對準。這個過程稱為校對遊標卡尺的零位。
2 移動尺框時，活動要自如，不應有過鬆或過緊，更不能有晃動現象。用固定螺釘固定尺框時，卡尺的讀數不應有所改變。在移動尺框時，不要忘記鬆開固定螺釘，亦不宜過鬆以免掉了。
3 當測量零件的外尺寸時：卡尺兩測量麵的聯線應垂直於被測量表麵，不能歪斜。測量時，可以輕輕搖動卡尺，放正垂直位置，圖2-6所示。否則，量爪若在如圖2-6所示的錯誤位置上，將使測量結果a比實際尺寸b要大；先把卡尺的活動量爪張開，使量爪能自由地卡進工件，把零件貼靠在固定量爪上，然後移動尺框，用輕微的壓力使活動量爪接觸零件。如卡尺帶有微動裝置，此時可擰緊微動裝置上的固定螺釘，再轉動調節螺母，使量爪接觸零件並讀取尺寸。決不可把卡尺的兩個量爪調節到接近甚至小於所測尺寸，把卡尺強製的卡到零件上去。這樣做會使量爪變形，或使測量麵過早磨損，使卡尺失去應有的精度。
正確 錯誤
圖2-6 測量外尺寸時正確與錯誤的位置
測量溝槽時，應當用量爪的平麵測量刃進行測量，儘量避免用端部測量刃和刀口形量爪去測量外尺寸。而對於圓弧形溝槽尺寸，則應當用刃口形量爪進行測量，不應當用平麵形測量刃進行測量，如2-7所示。
正確 錯誤
圖2-7 測量溝槽時正確與錯誤的位置
測量溝槽寬度時，也要放正遊標卡尺的位置，應使卡尺兩測量刃的聯線垂直於溝槽,不能歪斜.否則，量爪若在如圖2-8所示的錯誤的位置上，也將使測量結果不準確（可能大也可能小）。
正確 錯誤
圖2-8 測量溝糟寬度時正確與錯誤的位置
4 當測量零件的內尺寸時：圖2-9所示。要使量爪分開的距離小於所測內尺寸，進入零件內孔後，再慢慢張開並輕輕接觸零
件內表麵，用固定螺釘固定尺框後，輕輕取
出卡尺來讀數。取出量爪時，用力要均勻，
並使卡尺沿著孔的中心線方向滑出，不可歪
斜，免使量爪扭傷；變形和受到不必要的磨
損，同時會使尺框走動，影響測量精度。 圖2-9 內孔的測量方法
卡尺兩測量刃應在孔的直徑上，不能偏歪。圖2-10為帶有刀口形量爪和帶有圓柱麵形量爪的遊標卡尺，在測量內孔時正確的和錯誤的位置。當量爪在錯誤位置時，其測量結果，將比實際孔徑D要小。
正確 錯誤
圖2―10測量內孔時正確與錯誤的位置
5 用下量爪的外測量麵測量內尺寸時如用圖2-2和圖2-3所示的兩種遊標卡尺測量內尺寸，在讀取測量結果時，一定要把量爪的厚度加上去。即遊標卡尺上的讀數，加上量爪的厚度，才是被測零件的內尺寸，見圖2-11。測量範圍在500mm以下的遊標卡尺，量爪厚度一般為10mm。但當量爪磨損和修理後，量爪厚度就要小於10mm，讀數時這個修正值也要考慮進去。
6 用遊標卡尺測量零件時，不允許過分地施加壓力，所用壓力應使兩個量爪剛好接觸零件表麵。如果測量壓力過大，不但會使量爪彎曲或磨損，且量爪在壓力作用下產生彈性變形，使測量得的尺寸不準確(外尺寸小於實際尺寸，內尺寸大於實際尺寸)。
在遊標卡尺上讀數時，應把卡尺水平的拿著，朝著亮光的方向，使人的視線儘可能和卡尺的刻線表麵垂直，以免由於視線的歪斜造成讀數誤差。
7 為了獲得正確的測量結果，可以多測量幾次。即在零件的同一截麵上的不同方向進行測量。對於較長零件，則應當在全長的各個部位進行測量，務使獲得一個比較正確的測量結果。
為了使讀者便於記憶，更好的掌握遊標卡尺的使用方法，把上述提到的幾個主要問題，整理成順口溜，供讀者參考。
量爪貼合無間隙，主尺遊標兩對零。
尺框活動能自如，不鬆不緊不搖晃。
測力鬆緊細調整，不當卡規用力卡。
量軸防歪斜，量孔防偏歪，
測量內尺寸，爪厚勿忘加。
麵對光亮處，讀數垂直看。
1 用遊標卡尺測量T形槽的寬度
用遊標卡尺測量T形槽的寬度，如圖2-11所示。測量時將量爪外緣端麵的小平麵，貼在零件凹槽的平麵上，用固定螺釘把微動裝置固定，轉動調節螺母，使量爪的外測量麵輕輕地與T形槽表麵接觸，並放正兩量爪的位置 (可以輕輕地擺動一個量爪，找到槽寬的垂直位置)，讀出遊標卡尺的讀數圖2-11中用A表示。但由於它是用量爪的外測量麵測量內尺寸的，卡尺上所讀出的讀數A是量爪內測量麵之間的距離，因此必須
加上兩個量爪的厚度b，才是T形槽的寬度。所以，T形槽的寬度L=A+b。
圖2-11 測量T形槽的寬度
2 用遊標卡尺測量孔中心線與側平麵之間的距離
用遊標卡尺測量孔中心線與側平麵之間的距離L時，先要用遊標卡尺測量出孔的直徑D，再用刃口形量爪測量孔的壁麵與零件側麵之間的短距離，如圖2-12所示。
圖2-12 測量孔與測麵距離
此時，卡尺應垂直於側平麵，且要找到它的小尺寸，讀出卡尺的讀數A，則孔中心線與側平麵之間的距離為：
3 用遊標卡尺測量兩孔的中心距
用遊標卡尺測量兩孔的中心距有兩種方法：一種是先用遊標卡尺分彆量出兩孔的內徑D1和D2，再量出兩孔內表麵之間的大距離A，如圖2-13所示，則兩孔的中心距
圖2-13 測量兩孔的中心距
另一種測量方法，也是先分彆量出兩孔的內徑D1和D2，然後用刀口形量爪量出兩孔內表麵之間的小距離B，則兩孔的中心距
高度遊標卡尺如圖2-14所示，用於測
量零件的高度和精密劃線。它的結構特點是
用質量較大的基座4代替固定量爪5，而動
的尺框3則通過橫臂裝有測量高度和劃線用
的量爪，量爪的測量麵上鑲有硬質合金，提
高量爪使用壽命。高度遊標卡尺的測量工作，
應在平台上進行。當量爪的測量麵與基座的
底平麵位於同一平麵時，如在同一平台平麵
上，主尺1與遊標6的零線相互對準。所以
在測量高度時，量爪測量麵的高度，就是被
測量零件的高度尺寸,它的具體數值，與遊
| 圖2-14高度遊標卡尺 1-主尺；2-緊固螺釘；3-尺框；4-基座； 5-量爪；6-遊標；7-微動裝置。 |
數部分)上讀出。應用高度遊標卡尺劃線時，
調好劃線高度，用緊固螺釘2把尺框鎖緊後，
也應在平台上進行先調整再進行劃線。圖2-15為高度遊標卡尺的應用。
(a)劃偏心線 (b) 劃撥叉軸 (c) 劃箱體
圖2-15 高度遊標卡尺的應用
七 深度遊標卡尺
深度遊標卡尺如圖2-16所示，用於測量零件的深度尺寸或台階高低和槽的深度。它的結構特點是尺框3的兩個量爪連
成一起成為一個帶遊標測量基座1，
基座的端麵和尺身4的端麵就是它的
兩個測量麵。如測量內孔深度時應把
基座的端麵緊靠在被測孔的端麵上，
使尺身與被測孔的中心線平行，伸入 圖2-16 深度遊標卡尺
尺身，則尺身端麵至基座端麵之間的 1-測量基座；2-緊固螺釘；3-尺框；4-尺身；5-遊標。
距離，就是被測零件的深度尺寸。它的讀數方法和遊標卡尺完全一樣。
測量時，先把測量基座輕輕壓在工件的基準麵上，兩個端麵必須接觸工件的基準麵，圖2-17(a) 所示。測量軸類等台階時，測量基座的端麵一定要壓緊在基準麵，圖2-17(b)(c) 所示，再移動尺身，直到尺身的端麵接觸到工件的量麵（台階麵）上，然後用緊固螺釘固定尺框，提起卡尺，讀出深度尺寸。多台階小直徑的內孔深度測量，要注意尺身的端麵是否在要測量的台階上,圖2-17(d) 。當基準麵是曲線時，圖2-17(e) ，測量基座的端麵必須放在曲線的高點上，測量出的深度尺寸才是工件的實際尺寸，否則會出現測量誤差。
(a) (b)
(c) (d) (e)
圖2-17 深度遊標卡尺的使用方法
齒厚遊標卡尺(圖2-18)是用來測量齒輪（或蝸杆）的弦齒厚和弦齒頂。這種遊標卡尺由兩互相垂直的主尺組成，因此它就有兩個遊標。A的尺寸由垂直主尺上的遊標調
整；B的尺寸由水平主尺上的遊標調整。刻線原理和讀法與一般遊標卡尺相同。
圖2-18 齒厚遊標卡尺測量齒輪與蝸杆
測量蝸杆時，把齒厚遊標卡尺讀數調整到等於齒頂高（蝸杆齒頂高等於模數ms），法向卡入齒廓，測得的讀數是蝸杆中徑(d2) 的法向齒厚。但圖紙上一般注明的是軸向齒厚，必須進行換算。法向齒厚Sn的換算公式如下：
以上所介紹的各種遊標卡尺都存在一個共同的問題，就是讀數不很清晰，容易讀錯，
有時不得不借放大鏡將讀數部分放大。現有遊標卡尺采用無視差結構，使遊標刻線與 主尺刻線處在同一平麵上，消除了在讀數時因視線傾斜而產生的視差；有的卡尺裝有測微表成為帶表卡尺（圖2-19），便於讀數準確，提高了測量精度；更有一種帶有數字顯示裝置的遊標卡尺（圖2-20），這種遊標卡尺在零件表麵上量得尺寸時，就直接用數字顯示出來，其使用極為方便。
圖2-19 帶表卡尺
圖2-20 數字顯示遊標卡尺
帶表卡尺的規格見表2-3。數字顯示遊標卡尺的規格見表2-4。
表2-3 帶表卡尺規格 mm
| 測量範圍 | 指示表讀數值 | 指示表示值誤差範圍 |
| 0～150 | 0.01 | 1 |
| 0～200 | 0.02 | 1；2 |
| 0～300 | 0.05 | 5 |
表2-4 數字顯示遊標卡尺
| 名稱 | 數顯遊標卡尺 | 數顯高度尺 | 數顯深度尺 |
| 測量範圍(mm) | 0～150；0～200 0～300；0～500 | 0～300；0～500 | 0～200 |
| 分辨率(mm) | 0.01 | ||
| 測量精度(mm) | (0～200)0.03；(›200～300)0.04；(›300～500)0.05 | ||
| 測量移動速度(m/s) | 1.5 | ||
| 使用溫度℃ | 0～+40 | ||
