使用游標卡尺必須會讀游標卡尺,要會正確讀游標卡尺,必須熟知游標原理,游標原理是設計和使用游標卡尺的基礎。只有了解游標原理,才能正確讀取游標卡尺的數值,得出正確的測量結果。
一、 游標卡尺的刻線原理
所謂游標原理,就是將兩根按一定要求刻上線的直尺對齊或重疊后,其中一根固定不動,另一根沿著它做相對滑動。固定不動的直尺稱為主尺(尺身),沿著主尺滑動的直尺稱為副尺(游標)。其原理就是利用主尺刻線間距和副尺刻線間距之差來進行讀數的。主尺上一格(兩條相鄰刻線間的距離)a的寬度與副尺上一格的寬度b的差稱為游標卡尺的分度值(游標讀數值)。游標卡尺按其所能測量的精度,常用的分度值有0.10、0.05、0.02mm三種。這三種游標卡尺的主尺刻線間隔是相同的,即間隔a=1mm。所不同的是副尺格數與主尺相對的格數,其間隔b比主尺的刻線間隔小。如果主尺刻度(n-1)格的寬度等于游標n格的寬度,則游標的刻度間隔計算公式為:bn=(n-1)a,b= a.
主尺刻度間隔與游標刻度間隔的差值i=a-b。i即為游標讀數值。下面以游標分度值為0.10mm的游標卡尺為例進一步說明游標卡尺的讀數原理,如圖1所示:
從圖1中可見,當游標尺的“0”線與主尺的“0”線對齊(重合)時,除游標尺的最后一根刻線與主尺的第9根刻線對齊外,其他刻線都不對齊。若游標向右移動0.1mm,則游標尺刻線的第1根刻線與主尺刻線對齊;若游標向右移動0.2mm,則游標尺刻線的第2根刻線與主尺刻線對齊,依此類推。所以游標在主尺刻度間隔1mm內向右移動的距離可以由游標刻線與主尺刻線對齊時的游標刻線的序號決定。例如:游標的第5根刻線與主尺的刻線對齊,則表示游標向右移動了50.1=0.5mm。
對于游標分度值為0.05mm的游標卡尺,主尺上每小格為1mm,主、副尺“0”線對齊時,主尺上的19mm,剛好等于副尺上的20格,所以:副尺長度=1920=0.95mm。主尺與副尺每格相差數值為1-0.95=0.05mm。因此,當游標向右移動0.05mm時,游標的第一根刻線與主尺刻線對齊,其讀數原理同前。對于游標分度值為0.02mm的游標卡尺,主尺上每小格為1mm,主、副尺“0”線對齊時,主尺上的49mm,剛好等于副尺上的50格,所以:副尺長度=4950=0.02mm。主尺與副尺每格相差數值為1-0.98=0.02mm。因此,當游標向右移動0.02mm時,游標的第一根刻線與主尺刻線對齊,其讀數原理同前。
二、 游標卡尺的讀數步驟
根據上述,可知在游標卡尺上讀尺寸可以分四個步驟。第一步,首先判斷出游標卡尺的分度值。第二步,在主尺上讀出位于副尺(游標)“0”線前面的讀數作為測量結果的整數部分。第三步,讀出游標上與主尺上刻線對齊的刻線數值,用此數值和分度值i的乘積為小數部分。第四步,把整數部分與小數部分相加即為尺寸的測量結果。
例1:寫出下圖中游標卡尺所顯示的尺寸測量數值(如圖a、b所示)
解:a)圖。第一步,由b=a= ×1=0.95mm,則此游標卡尺的分度值i=a-b=1-0.95=0.05mm。第二步,測量結果的整數部分為22mm。第三步,測量結果的小數部分為50.05=0.25mm。第四步,尺寸測量結果為22+0.25=22.25mm。
b)圖。第一步,由b= a= ×1=0.98mm,則此游標卡尺的分度值i=a-b=1-0.98=0.02mm。第二步,測量結果的整數部分為61mm。第三步,測量結果的小數部分為40.02=0.08mm。第四步,尺寸測量結果為61+0.08=61.08mm。
三、 讀游標卡尺的注意事項
1. 讀數時要注意,游標卡尺的主尺上刻的數字是厘米數,例如主尺上第10條刻線的標示值為“1”,表示的尺寸值為1cm,即10mm。2. 當游標上有兩根刻線同時與主尺的兩根刻線對齊時,則取游標尺兩根對齊刻線之和的二分之一作為讀數的結果。例如分度值為0.02mm的游標卡尺的游標尺上第7、8刻線同時與主尺的兩根刻線對齊,這時該游標卡尺的讀數的小數部分值為0.02=0.15mm。從理論上講,不會出現游標尺的兩根刻線與主尺上的兩根刻線對齊現象,但是在讀數時由于游標卡尺刻線的誤差和視覺的誤差,所以才會出現游標上有兩根刻線同時與主尺的兩根刻線對齊的現象。3. 為了減少讀數時由于視覺誤差帶來的影響,要求讀數時人的眼睛要垂直于刻線面。
注:“本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文?!?/p>