游标卡尺的原理及使用时注意事项

张强

游标卡尺是一种常用的测量长度的仪器，具有结构简单、使用方便、精度中等和测量尺寸范围大等特点，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。在历年高考及大型调考中有关游标卡尺的测量原理及读数的试题出现频率非常高。

一、结构组成

图1 游标卡尺的结构型式

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。

游标卡尺的主要部分是一条主尺和一条可以沿着主尺滑动的游标尺，也称游标。左测量爪固定在主尺上并与主尺垂直；右测量爪与左测量爪平行，固定在游标尺上，可以随同游标尺一起沿主尺滑动。利用主尺上方的一对测量爪可以测量槽的宽度和管的内径，利用主尺下方的一对测量爪可以测量零件的厚度和管的外径，利用固定在游标尺上的深度尺可以测量槽和筒的深度。一般游标尺最多可以测量十几个厘米的长度。

二、游标卡尺的分类

游标卡尺一般分为10分度、20分度和50分度三种，10分度的游标卡尺可精确到0.1mm，20分度的游标卡尺可精确到0.05mm，而50分度的游标卡尺则可以精确到0.02mm。

三、游标卡尺的读数原理和读数方法

以10分度游标卡尺为例：

如图2（a）所示，主尺刻线间距（每格）为1mm，当游标零线与主尺零线对准（两爪合并）时，游标上的第10刻线正好指向等于主尺上的9mm，而游标上的其他刻线都不会与主尺上任何一条刻线对准。

游标每格间距为9mm÷10=0.9mm。

主尺每格间距与游标每格间距相差为1mm-0.9mm=0.1mm。

0.1mm为此游标卡尺上游标能读出的最小数值，再也不能读出比0.1mm小的数值。

当游标向右移动0.1mm时，则游标零线后的第1根刻线与主尺刻线对准。当游标向右移动0.2mm时，则游标零线后的第2根刻线与主尺刻线对准，依次类推。若游标向右移动0.5mm，如图2（b），则游标上的第5根刻线与主尺刻线对准。由此可知，游标向右移动不足1mm的距离，虽不能直接从主尺读出，但可以由游标的某一根刻线与主尺刻线对准时，该游标刻线的次序数乘其读数值而读出其小数值。例如，图2（b）的尺寸读数即为：5×0.1=0.5（mm）。

图2 游标读数原理

四、卡尺的读数注意事项

1.不要从游标尺的尺子边缘读取毫米整数。

例一：

学生出错的原因是从游标尺的尺子边缘读数，将主尺读为1cm，正确读数应从游标尺的“0”刻度线与尺身相对的刻度线读出，即从主尺读得的整毫米数为11mm。

2.读数时要注意，主尺上刻的数字是厘米数，例如主尺上刻13是表示13cm，即130mm。

例二：

从图中看到，整数是100mm，因为主尺的第100根线挨近游标尺的“0”线的左边；小数是0.1mm×6=0.6mm，因为游标尺的第6根线与主尺上的一根线对齐。所以两次读数之和为100.6mm。

3.先判断游标尺的规格，分为10分度、20分度和50分度三种，看游标尺上第几条刻度线与主尺上的刻线对齐，将对齐的游标尺刻线与游标尺零线间的格数乘以卡尺的精确度，若没有正好对齐的线，则取最接近对齐的线进行读数，就是所测长度以毫米为单位的小数部分。

4.有效位数的确定。

游标卡尺常见的三种类型，分别是游标尺有10个小的等分刻度精确度0.1mm的尺子，以毫米为单位读数只能读到十分位；游标尺有20个小的等分刻度精确度为0.05mm的尺子，以毫米为单位读数需要读到百分位，百分位上只可能出现0和5两个数字，百分位上的0是有效数字，不能舍去；游标尺有50个等分刻度精确度为0.02mm的尺子，以毫米为单位读数需要读到百分位，百分位上只能出现0、2、4、6、8五个数字，百分位上的0是有效数字，不能舍去。读数时常见的错误是读10分度的尺子时画蛇添足地在百分位上添0，读20分度、50分度的尺子时将百分位上0舍去。

例三：

从图中看到，整数是10mm，小数是0.05×8=0.40mm，末位0不能省略。

以上四种情况是游标卡尺读数中最易出错且在考试中出现频率最高的几种情况。如果教师在教学过程中注意仔细剖析、讲解，在复习时注重有针对性地训练，发展学生的思维，培养学生细致耐心的品质，那在以后测试中错误就会逐渐减少。