游标卡尺概述
为了使测量更准确一些，在米尺上附加一个能够滑动的有刻度的小尺，叫做游标，利用它可以把米尺估读的那位准确地读出来。
游标卡尺结构
游标卡尺主要由两部分构成(见图2-1-1)：与量爪A、A′相连的主尺D(主尺按米尺刻度)以及与量爪B、B′及深度尺C相连的游标E。游标可紧贴着主尺滑动。量爪A、B用来测量厚度和外径，量爪A′、B’用来测量内径，深度尺C用来测量槽的深度。它们的读数值，都是由游标的0线与主尺的0线之间的距离表示的。F为固定螺钉。
游标卡尺读数原理
下面介绍游标卡尺的读数原理。游标卡尺在构造上的主要特点是：游标上p个分格的总长与主要尺上(p—1)个分尺的总长相等。设y代表主尺上一个分格的长度；x代表游标上一个分格的长度。则有
px=(p-1)y (2-1-1)
那么，主尺与游标上每分格的差值为
δx=y-x=1/py (2-1-2)
以p＝10的游标卡尺为例，主尺上每分格长是1mm，那么游标上10分格的总长等于9mm，这样游标上一个分格的长度是0.9mm，δx=y-x=＝0.1(mm)。当量爪合拢时，游标上的“0”线与主尺“0”线重合，这时，游标上第一条刻线在主尺第一条刻线的左边0.1mm处，游标上第二条刻线在主尺第二刻线的左边0.2mm处，其余以此类推。这就是利用游标卡尺进行测量的依据。如果在量爪A、B间放进一张厚度为0.1mm的纸片，那么，与量爪B相连的游标就要向右移动0.1mm，这时游标的第一条线就与主尺的第一条线相重合，而游标上所有其他各条线都不与主尺上任一条刻度线相重合；如果纸片厚0.2mm，那么，游标就要向右移动0.2mm，游标的第二条线就与主尺的第二条线相重合，其余以此类推。反过来讲，如果游标上第二条线与主尺的刻度线重合，那么纸片的厚度就是0.2mm……
这种把游标等分为10个分格(即p＝l0)的游标卡尺叫做“十分游标”。“十分游标”的δx＝0.1mm，这是由主尺的刻度值和游标尺刻度之差给出的。因此，δx不是估读的。它是游标卡尺能读准的最小数值，即是游标卡尺的分度值。
测量纸片厚度的读数l，由于用了游标，毫米以下这一数是准确的。因此，根据仪器读数的一般规则，读数的最后一位应该是读数误差所在的一位，应该写为
l=0.20mm=0.02cm
最后加一个“0”表示读数误差出现在最后这一位上。如果不能判定游标上相邻的两条刻度线哪一条与主尺重合或更相近些，则最后一位可估读“5”，写成
l=0.55mm=0.05cm
由此可见，使用游标可以提高读数的准确程度。游标卡尺的估读误差不大于0.5δx。
还有一种常见的游标是“二十分游标”，即将主尺上的19mm等分为游标上的20格，或者将主尺等分为游标上的20格。这样，它们的分度值为：
δx=1.0-19/20=0.05(mm) 或 δx=2.0-39/20=0.05(mm)
因为在这种情况下，主尺上2格（2mm）与游标上1格相当，所以二十分游标常在游标上刻0、25、50、75、100等标度，以便于直接读数。如游标上第5根刻线（标示25）与主尺对齐，则读数的尾数为5×δx=0.25mm,即可直接读出。二十分游标的估读误差小于1/2δx,可认为在百分之一毫米这一位上。因此，l=0.55mm，不再在后面加“0”。
另一种常用的游标是五十分游标（p=50）,即主尺上49mm与游标上50格相当。五十分游标的分度值δx=0.02mm。游标上刻有0,1,2，…，9，以便于读数，五十分游标的读数结果也写到百分之一毫米这一位上。
综上所述，游标卡尺的分度值是由尺与游标尺刻度的差值决定的，亦即是由游标分度数目决定的；各种常用游标卡尺的读数都写到百分之一毫米这一位上。
需要注意的是，游标只给出毫米以下的读数，毫米以上的读数要从游标“0”线在主尺上的位置读出。
当测量大于lmm的长度时，应先从游标尺“0”线在主尺的位置读出毫米的整数位，再从游标上读出毫米的小数值，即用游标尺测量长度l的普遍表达式为
l＝ky十nδx (2—1-3)
式中：k是游标“0”线所在处主尺上刻度的整毫米数;n是游标的第n条线与主尺的第一条线重合;y＝1mm。
用游标卡尺测量之前，应先把量爪A、B合拢，检查游标尺的“0”线和主尺的“0”线是否重合，如不重合，应记下零点读数，加以修正。待测量l＝l1一l0，其中l1为未做零点修正前的读数值;l0为零点读数，可以正，也可以负。
在使用各种测量仪器时，一般都有要注意校准零点或作零点修正。
使用游标卡尺时，可一手拿物体，另一手持尺。要特别注意保护量爪不被磨损。使用时轻轻把物体卡住即进行读数。不允许用来测量粗糙的物体，并切忌把被夹紧的物体在卡内挪动。
游标卡尺刻度的读数方法
1.适用于测量长度为600mm以下的游标卡尺上
测量值=主尺上的刻度+游标刻度
根据图2-1-4所标的尺寸，说明如下。
①首先读出游标刻度在主尺上的刻度：在图2-1-4中，由于零线在主尺上处于20和21之间，所以主尺刻度是20mm。
②读取和主刻度重合的游标刻度：在图2-1-4中，由于第4个游标刻度(1.5线)和主尺刻度重合(对齐)，且游标卡尺的刻度单位是0.05mm／刻度，所以游标读数为0.05×(4一1)＝0.15（mm)。
③将a和b的测量值相加，就得到了最终测量值。在图2-1-4中的(最终)测量值是20十0.15＝20.15(mm)。
2.游标读数值为0.1mm的游标卡尺
其主尺到线的间距为1mm。当两量爪合拢时，主尺与副尺的零线对齐。此时，主尺上的9mm长正好等于副尺上的10格之长。见图1-1-11，因此副尺每格之长＝9÷10＝0.9(mm)。主尺一格与副尺一格的差数＝1一0.9＝0.1(mm)，此数值为该游标卡尺的游标读数值。即该游标卡尺的最小读数值。若将副尺向右移动0.1mm，则副尺上零线右面第一根刻线与主尺刻线对齐，其余刻线不会对齐；若将副尺向右移动0.2mm,则副尺上的第二根刻线与主尺刻线对齐……以此类推。游标在主尺刻线间隔1mm内向右移动的距离，可由对齐主尺划线的副尺刻线的次序数乘以游标卡尺的游标读数值来确定。因此，有了副尺，就能读出被测尺寸的毫米小数值。如将游标向右移动，使副尺零线超过了1mm，那就应根据副尺零线所处的位置，读出它左面相邻主尺刻线上的毫米整数值，再加上副尺上读出的毫米小数值，即可得到被测尺寸的正确值。
由此可知，在游标卡尺上读尺寸的步骤如下：
（1）读出主尺上尺寸的整数，即副尺零线左侧在主尺上的毫米整数值。如图1-1-12所示为3mm。
（2）读出副尺上尺寸的毫米小数值，即找出副尺上哪一条刻线与主尺刻线对齐，该副尺刻线的次序乘以游标的读数值，读出尺寸的毫米小数值。图1-1-12所示为2×0.1=0.2（mm）。
（3）把主尺上和副尺上的两个读数相加，即得所测量的尺寸。图1-1-12所示尺寸的读数为3+0.2=3.2（mm）。
图1-1-13所示是游标读数值为0.1mm的游标卡尺所表示的尺寸。
3.游标读数值为0.05的游标卡尺
其主尺刻线每一小格为1mm。当两量爪合拢时，主尺上的19mm,正好等于副尺上的20格。见图1-1-14。因此，副尺每格的长度=19÷20=0.95（mm）;主尺与副尺每一格的相差数=1-0.95=0.05（mm）,即为游标卡尺的游标读数值。
图1-1-15是游标读数值为0.05mm的游标卡尺所表示的尺寸。
4.游标读数值为0.02mm的游标卡尺
其主尺每一小格为1mm。当两量爪合拢时，主尺上49mm正好等于副尺上50格之长。见图1-1-16。因此，副尺每格之长=49÷50=0.98（mm）;此时的主尺与副尺每格相差数=1-0.98=0.02（mm）。
图1-1-17是游标读数值为0.02,mm的游标卡尺所表示的尺寸。
游标卡尺的测量范围和精度
游标卡尺按测量零件尺寸的不同，分成许多测量范围。每一测量范围，有几种不同的游标读数值。见表1-1-1。
游标卡尺本身有一定的示值误差（也就是游标卡尺本身的制造精度），见表1-1-2。
游标卡尺的使用方法
游标卡尺如使用不当，不但影响它本身的精度，而且也影响零件尺寸测量的准确性。因此在使用时，应注意以下几点：
1．卡尺的使用
使用前，要对卡尺进行检查，擦净量爪，检查量爪测量面和测量刃口是否平直无损。把两量爪贴合时，应无漏光现象。同时主、副尺的零线要相互对齐(称为校对零位)，副尺应活动自如。
2．测量外尺寸
测量外尺寸时，两量爪应张开到略大干被测尺寸后，自由进入工件。以固定量爪贴靠着工件，然后用轻微的压力把活动量爪推向工件。卡尺的测量面的这线应垂直于被测量表面，不能歪斜(见图1-1-18)。否则，测量的结果就不准确。
3．测量内尺寸
测量内尺寸时，两量爪应张开到略小于被测尺寸，而后自由进入内孔，再慢慢张开并轻轻地接触零件的内表面。两测量刃应在孔的直径上，不能偏歪。见图1-1-19。测量好后，用固定螺钉固定副尺，轻轻地取出卡尺来读数，不可歪斜，以免刻线错位。
4.读数
读书时，应把卡尺水平拿着，并朝着亮光的方向，使人的视线尽可能和卡尺的刻线表面垂直，以免视线歪斜造成读数误差。图1-1-20a、1-1-20c所示为用游标卡尺测量外径和宽度的姿势。
图1-1-20b所示为测量零件的内表面和孔距的方法。但必须注意，这时卡尺上读出来的尺寸应加上两量爪的宽度，即图b中的两孔中心距为
L=M+2t-1/2(D+d)
测量中心孔与平面距离时，卡尺上读出来的尺寸应加上工件内孔半径。见图1-1-20d。
游标卡尺的读数方法总结
先看游标尺的零刻线在主尺的多少毫米刻度线的右边，读出所测长度的以毫米为单位的整数部分；再看游标卡尺上第几条刻度线与主尺上的刻线对齐，将对齐的游标尺刻线与游标尺零线间的格数乘以卡尺的精确度，就是所测长度以毫米为单位的小数部分；以上两部分相加就是卡尺的读数。
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