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游标卡尺的原理是什么？

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发布时间：2016-12-08加入收藏来源：互联网点击：1

游标卡尺的原理是什么？

回答于 2019-09-11 08:43:50

回答于 2019-09-11 08:43:50

在机械制造与加工行业，游标卡尺的应用非常的广泛。可以用于工件的尺寸、内外径、深度、高度等测量，与其它类型的测量量具相比，不仅结构简单还具有测量范围宽等优点。

游标卡尺的工作原理，下图是游标卡尺的外形图。
从图中游标卡尺的外形图来看，其由
主尺和滑动游标量大部分构成。而主尺通常以毫米为单位，而游标有10、20、50等分格。因此，游标卡尺根据游标的分格不同，它的叫法有十分度、二十分度、五十分度等游标卡尺。
上图是十分度游标卡尺实物图，
它可以精确到0.1mm，尺身最小分度1mm，游标有十个小的等分度，总长是9mm且每一分度为0.9mm，比主尺最小分度相差0.1mm。当量爪并拢时尺身与游标零刻度对齐，那么它们第一条刻度线相差0.1mm，第二条刻度线相差0.2mm，以此类推，第十条刻度线相差相差1mm。也就是说，游标的第十条刻度线刚好与主尺的9mm刻度线对齐。假如量爪测量的工件为0.1mm，那么游标向右移动0.1mm，那么游标的第一条刻度线恰好与主尺的1mm刻度线对齐。

例如十分度游标卡尺的度数
根据图可知，该游标卡尺所测量的工件为100.20mm或10.02cm。读数先读主尺再读游标，两者之和为所测量工件的实际读数。由图可知，主尺读数是10cm或100mm，游标的读数为0.2mm，两者之和为100.2mm，即10.02cm。

游标卡尺使用注意事项

1、使用时用力要均匀不易过大，否则容易造成测量面不平行，从而导致测量结果存在偏差。

2、使用时要校对零位，由于游标的紧固螺钉容易变动，则引起零位变动。校对零位是测量工件之前需要进行的步骤。

回答于 2019-09-11 08:43:50

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。

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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。

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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。

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回答于 2019-09-11 08:43:50

游标卡尺的构造如图：主要部分是主尺和游标尺。可用来测量物体的长度、内外径及深度。



其测量范围在十几厘米以内，是一种比较精密的测长度仪器，有精确度为0.1毫米、0.05毫米和0.02毫米三种，即10分度、20分度、50分度三种。

一般刻度尺的精确度是1毫米，毫米以下要靠估读，这就无法满足精密零件的工业生产或科研需要。


可能你会问，在尺子上将1毫米再细分成十等份，刻下更细的刻度不就可以读出毫米以下长度了？刻度是可以这样刻，但你想过没有，由于刻线与刻线之间间距太小太密，就会造成人眼无法看清物体对准的是哪根刻度线，用放大镜也看不清，误差太大，这种刻度尺无法满足对精密工件的检测。




为了能更准确地读出毫米以下的读数，设计者想出了游标卡尺，它是利用主尺和游标尺来共同完成测量和读数的，据说游标卡尺是由法国数学家约尼尔·比尔发明的。

下面以精确度为0.1毫米(即10分度)的游标卡尺为例来说明其工作原理：



如图，在主尺上按最小分度为1毫米进行刻度；取游标尺总长度为9亳米，平均分成10等分刻度，即9毫米长度上有10个等分刻度，因此，游标尺的每一分度和主尺的最小分度相差0.1毫米。当游标卡尺的左右两个测脚合在一起时，游标的零刻度线与主尺的零刻度线重合，游标的第十条刻度线也与主尺的9亳米的刻度线重合，除此之外，其余刻度线都不重合。

游标的第1条刻度线在主尺的1毫米度线的左边0.1毫米处，游标的第2条刻度线在主尺的2毫米刻度线左边0.2毫米处，依此类推，游标的第9条刻线线在主尺的9毫米刻度线左侧0.9毫米处，差距越来越大，这种方法叫做错位放大法。

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