楊潔 付宏

摘 要：游標(biāo)卡尺在工程測(cè)量中的應(yīng)用十分廣泛，它主要的作用是測(cè)量一些加工器件的尺寸、高度、深度和孔距等，以達(dá)到精確加工的效果。但是只要是測(cè)量就會(huì)存在誤差，那么為了將誤差值降低到最小，我們就要用到一些解決辦法來(lái)使這些測(cè)量值更加的精確。游標(biāo)卡尺的廣泛使用為工程測(cè)量帶來(lái)了很大的益處，本文主要介紹了游標(biāo)卡尺的使用方法及其測(cè)量誤差控制的建議。

關(guān)鍵詞：游標(biāo)卡尺；使用方法；測(cè)量誤差；建議

隨著一些測(cè)量工具的廣泛使用，我國(guó)出臺(tái)了許多相應(yīng)的政策書(shū)籍來(lái)對(duì)測(cè)量結(jié)果的不確定性進(jìn)行規(guī)范化，但是即使這樣，工人師傅在實(shí)際的操作工程中，受到各種各樣原因的影響，得到的數(shù)據(jù)也與實(shí)際情況相差比較大。因?yàn)樵谕ㄓ每ǔ邫z測(cè)規(guī)程中沒(méi)有對(duì)游標(biāo)卡尺讀數(shù)的誤差進(jìn)行總結(jié)以及對(duì)其使用方法給出例子，所以工作人員對(duì)其使用也很不方便。因此對(duì)于游標(biāo)卡尺的使用方法及測(cè)量誤差的分析與解決是非常有實(shí)用價(jià)值的。

1 游標(biāo)卡尺的使用方法

在游標(biāo)卡尺的使用過(guò)程中，本文使用5等量塊來(lái)進(jìn)行游標(biāo)卡尺的校準(zhǔn)。游標(biāo)卡尺的讀數(shù)部分是由尺身和游標(biāo)這兩塊組成，當(dāng)尺框上的活動(dòng)測(cè)量爪與尺身上的固定測(cè)量爪相貼近時(shí)，尺框上的游標(biāo)零線與尺身的游標(biāo)零線就會(huì)對(duì)齊這時(shí)測(cè)量爪的距離是零。我們將尺框移動(dòng)到被測(cè)物體的位置，那么活動(dòng)測(cè)量爪與固定測(cè)量爪之間的一段長(zhǎng)度就是需要的測(cè)量值。游標(biāo)卡尺的讀數(shù)可以分為三部分，即先讀整數(shù)，再讀小數(shù)，最后得出被測(cè)尺寸，示例如下：

由圖可知：0刻度線所對(duì)主尺前面的刻度64mm，副尺0線后的第9條線與主尺的一條刻線對(duì)齊。副尺0 線后的第9條線表示：0.02×9=0.18mm；所以得出被測(cè)工件的尺寸為：64+0.18=64.18mm。

測(cè)量時(shí)，利用游標(biāo)卡尺對(duì)150毫米的鋼塊檢測(cè)，那么150毫米就是其基準(zhǔn)點(diǎn)，此外，在測(cè)量之前，要注意游標(biāo)卡尺的檢測(cè)范圍，還要對(duì)它的尺身、游標(biāo)、活動(dòng)測(cè)量爪、固定測(cè)量爪進(jìn)行檢測(cè)，確保檢測(cè)的無(wú)誤性。

2 游標(biāo)卡尺的測(cè)量誤差及控制建議

2.1 彈簧片位置的不確定性

為了平衡彈簧片與主尺上各個(gè)相碰地方的壓力值，應(yīng)該保證彈簧片與主尺相碰的地方和夾緊螺絲釘?shù)奈恢孟嗤绻喾吹脑?，?huì)使各個(gè)相碰的地方的壓力不一樣，那么就會(huì)導(dǎo)致尺框發(fā)生偏移，使測(cè)量爪兩面之間的空隙有很大的改變，從而導(dǎo)致測(cè)量出現(xiàn)誤差。

控制建議：調(diào)整彈簧片，使彈簧片發(fā)生形變?？梢宰審椈善膬啥讼蛏?，中間凹陷下去，那么就可以保證彈簧片與主尺接觸的地方和夾緊螺絲的位置相同，從而保證受力平衡。

2.2 游標(biāo)卡尺與量塊之間相差溫度的大小的不確定性

我們將游標(biāo)卡尺和量塊一起放在鐵板上，大約1小時(shí)之后，測(cè)量游標(biāo)卡尺和量塊之間相差的溫度值大約為0.5攝氏度。此時(shí)，二者之間的溫差就會(huì)在一定的范圍內(nèi)波動(dòng)。我們?cè)O(shè)測(cè)得的工件尺寸為s，11.5*10-6℃-1，那么它的溫差估算的標(biāo)準(zhǔn)不確定性為a=121800（微米）×11.5×10-6℃-110×0.5℃/根號(hào)下3=0.4（微米）。

2.3 游標(biāo)卡尺與量塊的熱膨脹系數(shù)的差值的不確定性

熱膨脹系數(shù)在（11.5+1）×10-6℃這一范圍內(nèi)波動(dòng)，若測(cè)量的長(zhǎng)度為s，那么量得的游標(biāo)卡尺與量塊的溫差范圍是±5攝氏度，則其不確定度計(jì)算式為b=121800（微米）×5℃×2×10-6℃-1/根號(hào)下6=0.5微米。

2.4 游框傾斜

如下圖所示，簡(jiǎn)單了表示了游框傾斜對(duì)游標(biāo)卡尺測(cè)量誤差的影響。

△L=L-l=h×☉，當(dāng)角☉的值很小時(shí)，☉=tg☉=△/L1，其中，△表示游框傾斜的空縫；L1表示游框的長(zhǎng)度。我們可以通過(guò)具體數(shù)字進(jìn)行舉例示意。那么為了使傾斜的間隙達(dá)到最小，就一定要保證游框傾斜的間隙最小，這樣就可以大大的減少游標(biāo)卡尺讀數(shù)時(shí)的誤差值了。

2.5 主尺和游標(biāo)卡尺的形變產(chǎn)生的不確定性

測(cè)量的基礎(chǔ)建立在卡尺的刻線清晰、讀數(shù)正確上，那么游標(biāo)卡尺的刻線發(fā)生磨損就一定會(huì)影響測(cè)量的正確性。不管是主尺還是游標(biāo)卡尺的磨損都會(huì)給測(cè)量值帶來(lái)一定的影響。除了溫差、質(zhì)地等因素的影響外，還與主尺發(fā)生彎曲形變有關(guān)系。

控制建議：將主尺和游標(biāo)卡尺進(jìn)行矯正，再進(jìn)行檢測(cè)，也可以使用全新的刻度尺以達(dá)到清晰的目的。除此之外，再配合讀數(shù)正確，那么測(cè)量誤差的不確定性就可以在很大程度上降低了。

2.6 對(duì)線不齊導(dǎo)致的不確定性

游標(biāo)卡尺在讀數(shù)的過(guò)程中，游標(biāo)框的讀數(shù)最為困難，只要稍微對(duì)準(zhǔn)有偏差，就會(huì)導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果的不準(zhǔn)確。那么當(dāng)游標(biāo)卡尺的分度值為0.02毫米時(shí)，其不確定度為0.01/（2×31/2）=0.0029毫米。我們?cè)谶M(jìn)行數(shù)據(jù)的測(cè)量時(shí)，一定要細(xì)心研究，仔細(xì)觀察，這樣才能獲得準(zhǔn)確數(shù)值。

3 小結(jié)

在游標(biāo)卡尺的測(cè)量工程中，會(huì)因?yàn)樵S多因素而產(chǎn)生誤差，以上我們對(duì)使用方法及其測(cè)量誤差控制建議進(jìn)行了分析，當(dāng)然，除此之外還存在許多的原因，在檢測(cè)的過(guò)程中，一定要查明原因并且對(duì)此實(shí)施解決辦法，是測(cè)量的誤差達(dá)到最小，這樣才能使我們的工作人員的檢測(cè)更加精準(zhǔn)、方便。只要我們正確的使用游標(biāo)卡尺，就一定能在精確的測(cè)量范圍內(nèi)使游標(biāo)卡尺發(fā)揮它最大的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1] 路通.淺談長(zhǎng)度計(jì)量工作中游標(biāo)卡尺的問(wèn)題與修理.大科技，2016.

[2] 李承榮，呂秀蓮，尤叢賦.游標(biāo)卡尺內(nèi)量爪示值超差的原因及修復(fù).中國(guó)計(jì)量，2016.

[3] 緒廣生.游標(biāo)卡尺常見(jiàn)故障及修理方法分析探究.水能經(jīng)濟(jì)，2015.

[4] 許現(xiàn)波，朱革，付敏.基于游標(biāo)細(xì)分方法的高精度時(shí)柵測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì).傳感器與微系統(tǒng)，2017.