计量的基础知识

游标卡尺及千分尺的前世今生及使用方法

计量的历史 古代的计量方法用的是人体的某一部分或其他的大自然物的果实作为计量标准如下：

大禹治水时曾动员大量人力开挖水渠，因没有长度测量标准，工程难以进行，后来大禹就用自己身高、体重作为测长、测重的标准，才完成了开凿渠道、修建堤坝、疏浚河道的百年治水工程。

埃及建设金字塔时也发生因尺寸无法统一建设不了金字塔的情况，后来为了统一长度测量标准就依法老手肘至中指的长度称肘尺为长度标准.才建设了世界奇景金字塔。

这些都是古时候因产生需要而生成的计量需求。

最近的一次就是新中国成立后，1950年所发生的抗美援朝战争，国军所生产的75式无坐力炮，炮弹和炮之间没有统一的长度标准，造成炮弹打出去之后在炮管内就爆炸了。上计量课之前我们必须先认识一个人因为他让中国各领域快速的发展

◎由以上三个例子我们就可以知道计量统一的重要性。

 

秦始皇伟大的三大功勋 统一国家：春秋战国七雄时期秦始皇花了约10年时间先后 灭韩、赵、魏、楚、燕、齐，六国完成了统一大业 统一文字：统一当时六国文字使用秦国的小篆文字（书同文 车同轨） 统一度量衡：统一六国后让商鞅变法时所推行的统一度量衡制度 应用到全国，让秦国在商贸，交通，军事等各领域发挥了 重要作用，并让当时的秦国文治武功达到了鼎盛的年代。

 

度量衡的名称源至秦国（尚书・舜典）的文书中：度指的是长度，量指的是容量，衡指的是重量。

 

 

本次课程的主题是度：量度长度的工具

测量长度的工具演进从生活上需要所发明的“木杆”

“绳子”迈步“布手”进而到“尺“再到高精密度的”卡尺“。

 

骨尺

 

 

鲁班尺

 

 

风水尺

 

 

“卡尺”的进化“游标卡尺” 最早的卡尺 是公园9年距今两千多年前新王莽时期所发明的，目前这支全长14.22厘米铜卡尺，存放在中国历史博物馆珍藏。

 

 

 

游标卡尺Vernier caliper

现代的通用型游标卡尺，是在1631年由法国人皮埃尔·维尼尔发明的，在他的数学专着《新四分圆的结构、利用及特性》中记述了游标卡尺的结构和原理，但没见过成品，然而大家为纪念他就把他的名字维尼尔Vernier变成了英文游标一词。

1851年美国机械工程师布朗・夏普发明了现在大家广泛使用的通用型游标卡尺，当时的精度已可达到0.1毫米，

1973年瑞士TESA公司发明了带表卡尺

1980年日本三丰公司发明了数显卡尺

 

1851年由美国机械工程师布朗・夏普发明

 

 

1973年瑞士TESA公司发明了带表卡尺

 

 

1980年日本三丰公司发明了数显卡尺

 

 

游标卡尺的各部名称

★游标卡尺有三个测量点外量爪内量爪深度测量杆

 

 

 

游标卡尺可测量长度宽度（内量爪，外量爪），深度（深度测量杆）

带表卡尺透过齿条带动百分表显示数值因为它是机械式的结构所以不怕油。

数显卡尺以齿条作为传动机构，将位移量通过光栅传感器转换为数字显示出来，它的结构属于电子式地所以很怕油。

 

 

 

光标卡尺作为一种最常用的测量工具，具体应用在以下四个方面 1.长度2.外径3.内径4.深度

 

 

游标卡尺的使用注意事项：

 

 

 

 

 1.“归零“将量爪并拢查看游标和主尺身的零刻度线是否对齐，如果对齐就可以进行量测/将量爪并拢，两爪间未有透光的隙缝，归零显示器就可以进行量测。

2.“双手并用”游标卡尺测量时右手拿住尺身，大拇指移动微调螺钉，左手拿待测物体使待测物位于外测量爪之间，当待测物与量爪紧紧相贴时既可读数。

 

 

3.“平行或垂直“测量时的重点：测量物跟内/外量爪/深度 测量面要平行或垂直

 

 

 

游标卡尺测量时注意事项：

 

当测量值有疑问时：

1.找同一位置测试五遍看数值是否有偏差

2.将两个测量面闭合透过光线看闭合处是否有光线缝隙

外量爪里端跟外端的测量会有误差。

数显卡尺的允许误差是0.01mm通用卡尺的允许误差0.02mm。

光标卡尺测量平行度有偏差变形都会影响测试值。

刀口内量爪的平行度应不超过0.01mm。

 

千分尺（micrometer）

由法国发明家Jean Laurent Palmer在1848年获得了专利，被称为“带圆游标尺框的螺纹卡尺”真正被广泛运用是1867年两个美国工程师Joseph R. Brown和Lucian Sharpe在Palmer的产品启发下经过设计改进成功的推广到市场上。

螺旋测微器又称千分尺（micrometer screw）、螺旋测微仪、分厘卡，是比游标卡尺更精密的测量长度的工具，用它测长度可以准确到0.01mm，当时的游标卡尺是准确到0.1mm，目前常用的千分尺已可到小数点3位了，游标卡尺只能到2位

 

 

 

为何叫螺旋测微器因为他的测量方式是应用螺杆副传动原理将回转运动变为直线运动的一种量具，主要用来测量各种外尺寸及厚度。

★因此当千分尺闲置不用时测量面要离开测砧2-3mm放置，才不会因为热涨冷缩的推力而去影响精密度。

 

 

千分尺的各部件名称

 

 

 

千分尺分为机械式千分尺和数显千分尺两类：

机械式是应用螺杆副传动原理将回转运动变为直线运动然后去读取微分筒及固定套管上的数据。

数显千分尺的工作原理是通过传感器探头及应用了光栅测长技术和数显电路将测量结果以数字型式显示在数显屏幕上。

 

 

 

 

千分尺的使用方法：

1.将千分尺微分筒旋转至固定套管上刻度值为零的位置。

2.将被测物表面擦拭干净，并置于测砧及测微螺杆之间， 使千分尺测微螺杆轴线与被测物中心线垂直或平行， 若歪斜着测量，则直接影响测量的准确性。

3.旋转微分筒，使测砧与工件测量表面接近，当接近被测 务时便改旋转测力装置，直到测力装置发出“咔咔”声 响2-3声为止，此时的指示数值就是所测量的工件尺寸。

4.使用完毕。应将千分尺擦拭干净，保持清洁，并涂抹一 薄层工业凡士林，然后放入盒内保存。

 

测量时的重点：测量物与测砧及微测螺杆呈垂直或平行

 

 

千分尺台架的使用

当将千分尺安装到千分尺的台架时，台架应该固定夹紧在千分尺边框的中心。但不要夹得太紧。

 

 

 

 

机械式的读数

 

 

数显示的读数

 

 

千分尺测量时注意事项

千分尺测量物品时先用微分筒扭转接触到物体后再转动测力装置感受到2-3声便可完成测试动作。

千分尺闲置不用时测量面要离开测砧2-3mm放置，才不会因为热涨冷缩的推力而去影响精密度。

 

 

测量数值的表示

当测试值显示为6mm时，要一并把数值表现出的小数点位数标示上6.000mm，体现的是测量仪器的精度值达到小数点三位。