游標卡尺的原理及使用時注意事項

張強

游標卡尺是一種常用的測量長度的儀器，具有結構簡單、使用方便、精度中等和測量尺寸范圍大等特點，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，應用范圍很廣。在歷年高考及大型調考中有關游標卡尺的測量原理及讀數的試題出現頻率非常高。

一、結構組成

圖1 游標卡尺的結構型式

1-尺身；2-上量爪；3-尺框；4-緊固螺釘；5-深度尺；6-游標；7-下量爪。

游標卡尺的主要部分是一條主尺和一條可以沿著主尺滑動的游標尺，也稱游標。左測量爪固定在主尺上并與主尺垂直；右測量爪與左測量爪平行，固定在游標尺上，可以隨同游標尺一起沿主尺滑動。利用主尺上方的一對測量爪可以測量槽的寬度和管的內徑，利用主尺下方的一對測量爪可以測量零件的厚度和管的外徑，利用固定在游標尺上的深度尺可以測量槽和筒的深度。一般游標尺最多可以測量十幾個厘米的長度。

二、游標卡尺的分類

游標卡尺一般分為10分度、20分度和50分度三種，10分度的游標卡尺可精確到0.1mm，20分度的游標卡尺可精確到0.05mm，而50分度的游標卡尺則可以精確到0.02mm。

三、游標卡尺的讀數原理和讀數方法

以10分度游標卡尺為例：

如圖2（a）所示，主尺刻線間距（每格）為1mm，當游標零線與主尺零線對準（兩爪合并）時，游標上的第10刻線正好指向等于主尺上的9mm，而游標上的其他刻線都不會與主尺上任何一條刻線對準。

游標每格間距為9mm÷10=0.9mm。

主尺每格間距與游標每格間距相差為1mm-0.9mm=0.1mm。

0.1mm為此游標卡尺上游標能讀出的最小數值，再也不能讀出比0.1mm小的數值。

當游標向右移動0.1mm時，則游標零線后的第1根刻線與主尺刻線對準。當游標向右移動0.2mm時，則游標零線后的第2根刻線與主尺刻線對準，依次類推。若游標向右移動0.5mm，如圖2（b），則游標上的第5根刻線與主尺刻線對準。由此可知，游標向右移動不足1mm的距離，雖不能直接從主尺讀出，但可以由游標的某一根刻線與主尺刻線對準時，該游標刻線的次序數乘其讀數值而讀出其小數值。例如，圖2（b）的尺寸讀數即為：5×0.1=0.5（mm）。

圖2 游標讀數原理

四、卡尺的讀數注意事項

1.不要從游標尺的尺子邊緣讀取毫米整數。

例一：

學生出錯的原因是從游標尺的尺子邊緣讀數，將主尺讀為1cm，正確讀數應從游標尺的“0”刻度線與尺身相對的刻度線讀出，即從主尺讀得的整毫米數為11mm。

2.讀數時要注意，主尺上刻的數字是厘米數，例如主尺上刻13是表示13cm，即130mm。

例二：

從圖中看到，整數是100mm，因為主尺的第100根線挨近游標尺的“0”線的左邊；小數是0.1mm×6=0.6mm，因為游標尺的第6根線與主尺上的一根線對齊。所以兩次讀數之和為100.6mm。

3.先判斷游標尺的規格，分為10分度、20分度和50分度三種，看游標尺上第幾條刻度線與主尺上的刻線對齊，將對齊的游標尺刻線與游標尺零線間的格數乘以卡尺的精確度，若沒有正好對齊的線，則取最接近對齊的線進行讀數，就是所測長度以毫米為單位的小數部分。

4.有效位數的確定。

游標卡尺常見的三種類型，分別是游標尺有10個小的等分刻度精確度0.1mm的尺子，以毫米為單位讀數只能讀到十分位；游標尺有20個小的等分刻度精確度為0.05mm的尺子，以毫米為單位讀數需要讀到百分位，百分位上只可能出現0和5兩個數字，百分位上的0是有效數字，不能舍去；游標尺有50個等分刻度精確度為0.02mm的尺子，以毫米為單位讀數需要讀到百分位，百分位上只能出現0、2、4、6、8五個數字，百分位上的0是有效數字，不能舍去。讀數時常見的錯誤是讀10分度的尺子時畫蛇添足地在百分位上添0，讀20分度、50分度的尺子時將百分位上0舍去。

例三：

從圖中看到，整數是10mm，小數是0.05×8=0.40mm，末位0不能省略。

以上四種情況是游標卡尺讀數中最易出錯且在考試中出現頻率最高的幾種情況。如果教師在教學過程中注意仔細剖析、講解，在復習時注重有針對性地訓練，發展學生的思維，培養學生細致耐心的品質，那在以后測試中錯誤就會逐漸減少。