游标卡尺的原理与读数方法
游标卡尺的原理和读数方法
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结构与功能
原理与读数
一.结构与功能
内径测脚 锁定旋钮 主尺 深度窄片
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被测球体
游标尺
外径测脚
两条零刻线的间距等于 各测量点的间距
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常 见 卡 尺
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基本工作原理——错位放大法 二、基本工作原理 错位放大法
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二、基本工作原理——错位放大法 基本工作原理 错位放大法
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将主尺的9小格 毫米长度平均分成 将主尺的 小格9毫米长度平均分成 份，做 小格 毫米长度平均分成10份 成游标尺，游标尺的每小格即为0.9毫米 毫米,比主 成游标尺，游标尺的每小格即为 毫米 比主 尺相应小0.1毫米 毫米,根据游标尺和主尺的刻度错 尺相应小 毫米 根据游标尺和主尺的刻度错 位可测量不足一毫米的长度
游标卡尺的原理和读数
游标卡尺是一种测量长度、内外径、深度的量具，由主尺和附在主尺上能滑动的游标两部分构成。
游标卡尺的读数原理是利用主尺上的度数及主尺上的刻线间距（简称线距）和游标尺上的线距之差来读出测量值的整数和小数部分。
具体来说，游标卡尺的读数公式为：测量值（L）=主尺读数（X）+游标尺读数（n×精确度）。
游标卡尺的读数方法可以分为以下步骤：
1.观察游标尺和主尺上的刻度线，确定游标尺上第一个刻度线与主尺上的哪个刻
度线对齐。
2.根据精确度确定小数部分的位数，例如0.01mm的精确度对应的小数部分位
数为两位。
3.从游标尺上读出整数部分，从主尺上读出小数部分。
4.将整数部分和小数部分相加，得到测量值。
需要注意的是，如果小数点后面的数字是0，不能省略表示精度。
此外，根据游标卡尺的分格不同，可以分为十分度游标卡尺、二十分度游标卡尺、五十分度格游标卡尺等。
以上是关于游标卡尺的原理和读数的简单介绍，如果需要了解更多信息，可以查阅相关的测量工具书籍。
游标卡尺的原理和方法
游标卡尺的原理和方法
游标卡尺是一种常见的测量工具，用于快速和准确地测量物体的长度、宽度和深度。
它由一个固定的尺子和一个可以移动的游标组成。
游标卡尺的原理是通过游标的移动来测量物体的尺寸。
游标通常位于卡尺的一侧，在固定尺子上有刻度。
通过将游标与物体接触并滑动，可以测量出物体的实际尺寸。
使用游标卡尺测量物体的方法如下：
1. 打开卡尺并放置在待测量的物体旁边。
2. 将游标移动到较大的刻度值，使其与物体接触。
3. 保持游标与物体接触的情况下，将读数靠近固定尺子上游标对应的刻度。
这将提供物体到游标位置的距离。
4. 如果游标上有次刻度，可以继续读取次刻度的值，以获得更准确的测量结果。
5. 记录下读数，以获得物体的尺寸。
需要注意的是，在读取数值时，要确保游标和固定尺子上的刻度是对齐的，以避免误差。
游标卡尺能够提供较高的测量精度，一般可测量到小数点后的几位数。
它广泛应用于制造业、建筑业、工程和科学领域等需要精确测量的工作中。
游标卡尺的读数原理
游标卡尺的读数原理游标卡尺是一种用来测量物体尺寸的工具，它通过刻度盘和游标尺来进行测量，具有精度高、操作简便等特点。
那么，游标卡尺的读数原理是怎样的呢？接下来，我们将对游标卡尺的读数原理进行详细介绍。
首先，游标卡尺的读数原理与其结构密不可分。
游标卡尺通常由主尺、副尺、游标、固定爪、测头等部分组成。
主尺上的刻度是毫米刻度，而副尺上的刻度是0.02毫米刻度。
游标卡尺的读数原理是基于主尺和副尺之间的相对位置关系进行测量的。
当游标靠近主尺时，游标上的刻度与主尺上的刻度相对应，通过游标上的刻度线与主尺上的刻度线对齐，可以得到测量结果。
其次，游标卡尺的读数原理还涉及到游标的刻度。
游标上的刻度是0.02毫米刻度，它可以精确到0.02毫米的测量结果。
游标的刻度线与主尺上的刻度线对齐时，可以得到游标的刻度读数。
通过主尺上的刻度和游标的刻度，可以得到游标卡尺的测量结果。
此外，游标卡尺的读数原理还需要考虑到零位误差。
游标卡尺在测量时，需要将游标置于被测物体的一端，使其与测头接触，然后将游标移到另一端进行测量。
在进行测量之前，需要将游标卡尺的零位进行调零。
如果游标卡尺的零位不准确，就会产生零位误差，导致测量结果不准确。
因此，在使用游标卡尺进行测量时，需要特别注意调零操作，以确保测量结果的准确性。
最后，游标卡尺的读数原理还需要注意测量时的读数方法。
在进行测量时，需要注意游标卡尺的刻度线与被测物体的对齐情况，以确保读数的准确性。
同时，还需要注意游标卡尺的刻度间隔，避免读数时产生误差。
通过正确的读数方法，可以得到准确的测量结果。
综上所述，游标卡尺的读数原理是基于主尺和副尺之间的相对位置关系进行测量的，同时需要考虑游标的刻度、零位误差和测量时的读数方法。
通过正确理解游标卡尺的读数原理，可以更加准确地进行测量，并得到准确的测量结果。
游标读数量具方法及原理
应用游标读数原理制成的量具有；游标卡尺，高度游标卡尺、深度游标卡尺、游标量角尺(如万能量角尺)和齿厚游标卡尺等，用以测量零件的外径、内径、长度、宽度，厚度、高度、深度、角度以及齿轮的齿厚等，应用范围非常广泛。
一游标卡尺的结构型式游标卡尺是一种常用的量具，具有结构简单、使用方便、精度中等和测量的尺寸范围大等特点，可以用它来测量零件的外径、内径、长度、宽度、厚度、深度和孔距等，应用范围很广。
1 游标卡尺有三种结构型式(1)测量范围为0～125mm的游标卡尺，制成带有刀口形的上下量爪和带有深度尺的型式，如图2—1。
图2-1 游标卡尺的结构型式之一1-尺身；2-上量爪；3-尺框；4-紧固螺钉；5-深度尺；6-游标；7-下量爪。
(2)测量范围为0～200mm和0～300mm的游标卡尺，可制成带有内外测量面的下量爪和带有刀口形的上量爪的型式，如图2―2。
图2-2 游标卡尺的结构型式之二1一尺身；2一上量爪、3一尺框；4一紧固螺钉；5一微动装置；6一主尺；7一微动螺母；8一游标；9—下量爪(3)测量范围为0～200mm和0～300mm的游标卡尺，也可制成只带有内外测量面的下量爪的型式，如图2-3。
而测量范围大于300mm的游标卡尺，只制成这种仅带有下量爪的型式。
图2-3 游标卡尺的结构型式之三2 游标卡尺主要由下列几部分组成(1)具有固定量爪的尺身，如图2-2中的1。
尺身上有类似钢尺一样的主尺刻度，如图2―2中的6。
主尺上的刻线间距为1mm。
主尺的长度决定于游标卡尺的测量范围。
(2)具有活动量爪的尺框，如图2-2中的3。
尺框上有游标，如图2―2中的8，游标卡尺的游标读数值可制成为0.1；0.05和0.02mm的三种。
游标读数值，就是指使用这种游标卡尺测量零件尺寸时，卡尺上能够读出的最小数值。
(3)在0～125mm的游标卡尺上，还带有测量深度的深度尺，如图2―1中的5。
深度尺固定在尺框的背面，能随着尺框在尺身的导向凹槽中移动。
机械游标卡尺的读数原理
我们这里以最常见的0.02mm分度的游标卡尺为例。
1. 主要结构游标卡尺的量爪、螺钉等机械部件这里不详细讨论。
如图1所示，读数的主要部分是主尺和游标：其中主尺就是普通的刻度尺，单位为cm，最小分度为1mm。
游标上也有等距的刻度与数字，一共50个格子、51条刻度线，利用它可以使测量的最小分度达到0.02mm。
注意，当游标归零时，游标最左刻度线与主尺的0刻度线对齐，游标最右刻度线与主尺的4.9cm刻度线对齐，这一点非常重要。
2. 读数方法滑动游标，确定好位置后，首先看游标的最左刻度线在主尺上的位置，主尺刻度向左读出以mm为单位的整数部分；然后观察游标和主尺恰好对齐的刻度，从游标上读出以mm为单位的小数部分。
这里给出一个例子，如图2所示：游标的最左刻度线对应到主尺上，主尺刻度向左读出5mm；游标的4.6刻度线与主尺刻度线对齐，读出小数部分0.46mm；最终测量结果为5.46mm。
3. 读数原理因为游标归零时，游标最左刻度线与主尺的0刻度线对齐，那么游标向右挪动的距离=游标最左刻度线与主尺0刻度线的距离=测量值，如图3所示。
因此测量值以mm为单位的整数部分是容易直接读出的，而小数部分太短了，肉眼难以辨识，于是利用游标的刻度来放大这个距离，以便于观察。
3.1 简单解释以下解释小数部分的读数原理：游标一共有 5\times10=50 个格子，总长度为4.9cm（从主尺上能读出来），所以游标格子宽度为 \frac{4.9}{50}\mathrm{cm}=0.098\mathrm{cm}=0.98\mathrm{mm} ；主尺格子宽度自然为1mm。
假设待测长度的小数部分为 x\mathrm{mm} ，显然 0<x<1 。
我们先微微移动游标让x=0，如图4所示：记主尺和游标对齐的刻度线的序号为i=0，在主尺/游标上向右数i根线，就记它为主尺/游标的第i根线。
注意，这里是从0开始数的，实际上i表示的是该线和第0根线之间的格子数目。
游标卡尺的读数及使用方法
游标卡尺的读数及使用方法游标卡尺是一种用来测量物体长度、宽度、直径等尺寸的工具。
它具有简单易用、测量精度高的特点，被广泛应用于工业生产、机械制造、科学研究等领域。
下面是游标卡尺的读数及使用方法的介绍。
一、游标卡尺的读数方法游标卡尺上通常有一条刻度线，它分为两部分，一部分是主刻度，代表1毫米或1厘米的长度；另一部分是副刻度，用来进一步细分读数。
1.主刻度读数读取主刻度的方法是利用两个固定刻度之间的刻度差来得出测量结果。
读数时要注意两个固定刻度之间有一个移动游标，该移动游标有很小的刻度，用来进一步细分读数。
例如，游标卡尺上的一个固定刻度标记为0，然后移动游标移到与刻度线对齐的位置，移动游标上的刻度标记为5，那么该读数为0.5毫米。
如果移动游标在刻度线的中间，则读数为0.05毫米。
2.副刻度读数副刻度是对主刻度进行细分，它通常分为10个部分，每个部分代表0.1毫米或1厘米的长度。
读取副刻度时，要注意主刻度的读数，并将副刻度的读数加在主刻度读数上。
例如，读取主刻度为1.5毫米，然后在副刻度上读取到3，那么最终的读数为1.53毫米。
二、游标卡尺的使用方法1.准备工作首先，要确保游标卡尺的刻度线清晰可见，并且游标卡尺可以自由移动。
如果刻度线模糊不清或游标卡尺无法移动，需要进行清洁和维护。
2.放置测量物体将需要测量的物体放在游标卡尺上，确保物体与游标卡尺平行且贴紧。
这样可以避免误差的产生。
3.读取测量结果根据上述所述的读数方法，准确读取游标卡尺的测量结果。
如果有需要，可以多次测量并取平均值，以提高测量的准确性。
4.注意事项使用游标卡尺时，需要注意以下几点：（1）避免直接用手触摸游标卡尺的刻度线部分，以免产生污染或损坏刻度线。
（2）使用完毕后，应将游标卡尺清洁干净，并放回存放位置，以免丢失或损坏。
（3）在进行测量时，注意避免外界因素对测量结果的影响，例如风力、振动等。
三、游标卡尺的维护保养为了保证游标卡尺的使用寿命和测量的准确性，以下是一些推荐的维护保养方法：1.定期清洁使用清洁的布擦拭游标卡尺的表面，特别是刻度线和刻度线之间的间隙。
游标卡尺的构造、原理及使用方法
一、游标卡尺的构造游标卡尺是一种精密测量工具，主要由主尺、游标和刀片组成。
主尺分为上下两部分，上部为尺身，下部为测量刻度，游标是可以在主尺上滑动的刻度，用于精确测量物体长度，刀片则用于测量内径和凹槽等特殊形状的物体。
二、游标卡尺的原理游标卡尺的测量原理是利用主尺和游标上的刻度线相互对应，通过读数得到测量值。
在使用过程中，游标卡尺可以实现毫米和英寸的双重测量，具有高精度和灵活性的特点。
游标卡尺的精度一般可达到0.02毫米，满足工程测量的要求。
三、游标卡尺的使用方法1. 校准游标卡尺在使用游标卡尺之前，需要先进行校准。
打开游标卡尺，将游标和主尺调零，确保游标处于零刻度位置。
如果发现游标卡尺的刻度不准确，可以通过调整游标的零点位置来进行校准。
2. 测量外径将游标卡尺的测量刀片打开，将要测量的物体置于游标卡尺的两个刀片之间，轻轻旋转游标卡尺直到刀片与物体接触，记录游标和主尺上的刻度数值，即可得到物体的外径尺寸。
3. 测量内径如果需要测量物体的内径，可以将游标卡尺的刀片置于物体内部，用同样的方法来进行测量。
注意在测量内径时，需要考虑刀片的宽度对测量结果的影响，通常需要在测量结果上减去刀片的宽度。
4. 测量深度游标卡尺还可以用来测量物体的深度。
可以使用游标卡尺的刀片延伸到物体内部，再记录游标和主尺上的刻度数值，即可得到物体的深度尺寸。
5. 注意事项在使用游标卡尺时，需要注意保持测量物体与游标卡尺平行，并避免斜置或旋转，以确保测量结果的准确性。
还需要注意保护游标卡尺的刀片和刻度，避免受到损坏影响测量准确性。
四、结语游标卡尺作为一种精密测量工具，广泛应用于机械制造、汽车制造、航空航天等领域，对于精确测量物体尺寸起到了关键作用。
通过了解游标卡尺的构造、原理和使用方法，可以更好地掌握这一工具，提高测量的准确性和效率。
游标卡尺是一种精密测量工具，广泛应用于机械制造、汽车制造、航空航天等领域，对于精确测量物体尺寸起到了关键作用。
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游标卡尺的原理与读数方法
1、设计原理
游标卡尺的种类很多，其设计原理是基本相同的。
设计时一般使游标上 m个刻度的总长度与主尺上 (m-1)个刻度的总长度相等。
设游标上的每个刻度长为 x，相应主尺上的每个刻度长为 y，则有 mx=(m-1)y。
(1)
由 (1)式可求得游标与主尺二者最小刻度长度之差 i为 i=y-x=y/m(2)
我们把 i=y/m叫做游标卡尺的精确度，其值由游标的刻度数 m和主尺上最小刻度长y决定。
常用的游标卡尺有十分游标、二十分游标和五十分游标三种。
它们主尺上的最小刻度是 1mm，游标上分别有 10、 20、 50个小格；游标刻度的总长度 mx分别为 9mm、 19mm、49mm；游标上最小刻度长 x分别为 9/10mm=0.9mm、 19/20mm=0.95mm、49/50mm=0.98mm；精确度(i=y-x=y/m分别为 0.1mm、 0.05mm、 0.02mm.
2、测量原理
根据游标卡尺的构造，被测物体的长度L等于主尺上0线到游标上0线之间的距离。
为简明起见，我们将被测物体的始端与主尺上 0线重合，末端和游标上 0线重合，如图 1所示。
这时被测物体的长度 L等于两条 0线之间的长度，它由两部分组成，即L=L 0+ΔL。
其中 L0从主尺上直接读出。
ΔL=ny-nx=n(y-x)=ni。
所以 L=L 0+ni。
(3)式中 i即为游标卡尺的精确度。
(3)式为用游标卡尺测量物体长度 L的一般表达式。
如图 1， L 0=12mm，游标上第8条刻度线与主尺上一刻度线重合，则被测物体的长度L=12mm+8×0.1mm=12.8mm(严格读数应为 12.80mm,见本文例 1)。
成品的游标卡尺在设计时已考虑到使读数更为方便，通常将刻度线直接标成毫米以下的读数 (而不是刻度线的序数 )，如图 2(a)、 (b)所示 (十分游标的刻度线序数与毫米以下的读数是一致的，再未图示 )。
所以，在使用中要读出游标零线前的主尺刻度所示的毫米整数，加上游标上跟主尺上某一刻度线重合的刻度线标号所代表的毫米小数即可 (标号“ 1”代表 0.10mm，“ 2”代表 0.20mm，……“ 9”代表 0.90mm)。
在今年高考物理第 22题中，游标上所标出的三个数字 (0、 10、 20)是刻度线序数 (如本文图 4所示 )，应按游卡尺读数的一般表达式［ (3)式］读数，若按使用成品游标卡尺的方法去读数显然就会出错 (这也许是该题得分率较低的原因之一 )。
3、误差与估读
游标卡尺的误差与估读问题历来争议比较大。
这里我们从有效数字的含义、测量仪器读数的一般原则、读数误差与仪器误差之间的关系等几个方面来加以讨论。
根据有效数字的含义，测量结果必须且只须带有一位估读数字，可见，测量仪器读数的一般原则是：测量读数(有效数字)的最后一位是读数误差所在的一位。
有效数字的位数取决于仪器的绝对误差(有些书上称之为测量误差，笔者认为不妥)，其最后一位一定要同误差所在的一位取齐。
由差示法原理再知，仪器的最大绝对误差应为该仪器精确度的一半。
有了以上这几点，当我们根据 (3)式读出结果之后，就可以分别正确处理游标卡尺的估读问题了。
对于十分游标，精确度为 0.1mm，其最大绝对误差为 0.1mm×1/2=0.05mm。
误差出现在毫米的百分位。
用这种游标卡尺进行测量，如果游标上有一刻度线跟主尺上的某一刻度线重合得很好，则毫米的百分位应估读为“ 0”；如果无法判断游标上相邻的两条刻度线哪一条跟主尺上的某一刻度线重合或更接近，则毫米的百分位可以估读
为“ 5”。
这里的“ 0”、“ 5”表示误差出现在毫米的百分位上。
对于二十分游标和五十分游标，精确度分别为 0.05mm、 0.02mm,其最大绝对误差分别为 0.05mm× 1/2=0.025mm、 0.02mm× 1/2=0.01mm，误差都出现在毫米的百分位，即在仪器精确度的位数上。
用这两种游标卡尺进行测量，应直接读到毫米的百分位，无需再估读一位，因为其读数的最后一位 (二十分游标不是“ 0”就是“ 5”；五十分游标一定是 0、 2、 4、 6、 8这五个数字中的某一位 )已是误差所在的一位。
因此，对于各种游标卡尺，误差都出现在毫米的百分位，读数时应读到毫米的百分位。
中学物理课本在介绍十分游标时，没有要求估读，不是不应估读，而是对中学生暂不作要求，对此，高中物理 (甲种本 )教参第一册第 19页已有说明。
4、读数举例
例 1 如图 1所示，被测物长度的正确读数应为 12.80mm,中学阶段可读作 12.8mm。
例 2 1985年高考题：图 3中表示用一零点准确的游标卡尺 (主尺上每一小格等于 0.1厘米 )测量一圆柱体的直径，从放大了插图中读出的测量结果为直径 D= 厘米。
高考答案是 2.22厘米，这是按中学阶段要求读的。
高考答案还补充说：答作 2.220厘米 (这是严格按读数规则读的 )的同样给分，这种处理是十分妥当的。
例 3 1993年高考题：有一游标卡尺，主尺的最小分度是 1毫米，游标上有 20个小的等分刻度。
用它测量一工件的长度，如图 4所示。
图示的读数是毫米。
分析：由 (2)式得该游标卡尺的精确度为 i=y/m=1/20mm=0.05mm。
图中 0线前的整毫米数为 104毫米，游标上第 1条刻度线与主尺上的一刻度线重合，由 (3)式得该工件的长度为 L=104mm+1× 0.05mm=104.05mm。
根据读数规则“ 5”后面不能再多估读一位。
成品的游标卡尺应如图 5所示，我们看到游标上标号“ 1” (代表 0.01mm)前面的那条刻度线与主尺上一刻度线重合，它表示毫米小数为0.05mm。
由此可直接读出工件长度为 104.05mm。
原载于《中学物理》 (中国教育学会物理教学研究会会刊 )1994年第 1期。