游标卡尺

游标卡尺（英文：verniercaliper），是工业上常用的测量长度的仪器，可直接用来测量精度较高的工件，如工件的长度、内径、外径以及深度等，游标卡尺作为一种被广泛使用的高精度测量工具，它是由主尺和附在主尺上能滑动的游标两部分构成。如果按游标的刻度值来分，游标卡尺又分0.1、0.05、0.02mm三种。

中文名称：游标卡尺

外文名称：verniercaliper

工具类型：量具

工具组成：由主尺和副尺组成

主要用途：测量精度较高的工件

读数方法：利用主尺刻度间距与副尺刻度间距读数

1、简介

游标卡尺

游标卡尺，是一种测量长度、内外径、深度的量具。游标卡尺由主尺和附在主尺上能滑动的游标两部分构成。若从背面看，游标是一个整体。游标与尺身之间有一弹簧片，利用弹簧片的弹力使游标与尺身靠紧。游标上部有一紧固螺钉，可将游标固定在尺身上的任意位置。主尺一般以毫米为单位，而游标上则有10、20或50个分格，根据分格的不同，游标卡尺可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。游标卡尺的主尺和游标上有两副活动量爪，分别是内测量爪和外测量爪，内测量爪通常用来测量内径，外测量爪通常用来测量长度和外径。深度尺与游标尺连在一起，可以测槽和筒的深度。

在形形色色的计量器具家族中，游标卡尺作为一种被广泛使用的高精度测量工具，它是刻线直尺的延伸和拓展，它最早起源于中国。古代早期测量长度主要采用木杆或绳子，或用“迈步”“布手”的手法，待有了长度的单位制以后，就出现了刻线直尺。这种刻线直尺在公元前3000年的古埃及，在公元前2000年的我国夏商时代都已有使用，当时主要是用象牙和玉石制成，直到青铜刻线直尺的出现这种“先进”的测量工具较多的应用于生产和天文测量中。

中国汉代科学技术发达，发明了大量的领先当时世界的先进仪器和器具，如浑天仪，地动仪、水排等，这些圆轴类零件的诞生，都昭示这刻线直尺在中国的诞生。在北京国家博物馆中珍藏的“新莽铜卡尺”，经过专家考证，它是全世界发现最早的卡尺，制造于公元9年，距今年1900多年。与我国相比，国外在卡尺领域的发明晚了1000多年，最早的是英国的“卡钳尺”，外形酷似游标卡尺，但是与新莽铜卡尺一样，也仅仅是一把刻线卡尺，精度和使用范围都较低。

最具现代测量价值的游标卡尺一般认为是由法国人约尼尔·比尔发明的。他是一名颇具名气的数学家，在他的数学专著《新四分圆的结构、利用及特性》中记述了游标卡尺的结构和原理，而他的名字Vernier变成了英文的游标一词沿用至今。而这把赫赫有名的游标卡尺至今没有见到，因此有人质疑他是否制成了游标卡尺。19世纪中叶，美国机械工业快速发展，美国夏普机械有限公司创始人与1985年秋，成功加工出了世界上第一批四把0-4英寸的游标卡尺，其精度达到了0.001毫米。1854年荷、法、德、英、都普遍用上了游标卡尺，1856年日本也普及了游标卡尺，游标卡尺的制造技术逐渐更新迅速提高，使之成为了通用性的长度。

2、特点

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。

3、基础知识

游标卡尺是科研和工程技术上常用的的比较精确的长度测量工具。10等分的游标尺长度为9毫米，20等分的游标尺长度为19毫米，50等分的游标尺长度为49毫米，其中的n分之一毫米就是该种游卡尺的准确度，所以游标卡尺读数的小数部分就等于刻度线乘以该游标卡尺的精确度。

正确的游标卡尺的测量长度是主尺零刻度到游标尺零刻度之间的长度。游标卡尺的读数结果一般先以毫米为单位，然后再换算成所需要的单位。游标卡尺的读数一般不用估读。游标卡尺的读数等于主尺上的整毫米数加上游标尺上的毫米以下的小数部分。

4、结构组成

游标卡尺

游标卡尺由主尺和副尺（又称游标）组成。主尺与固定卡脚制成一体；副尺与活动卡脚制成一体，并能在主尺上滑动。游标卡尺有0.02、0.05、0.1mm三种测量精度。

5、工作原理

游标卡尺是工业上常用的测量长度的仪器，它由尺身及能在尺身上滑动的游标组成。若从背面看，游标是一个整体。游标与尺身之间有一弹簧片，利用弹簧片的弹力使游标与尺身靠紧。游标上部有一紧固螺钉，可将游标固定在尺身上的任意位置。尺身和游标都有量爪，利用内测量爪可以测量槽的宽度和管的内径，利用外测量爪可以测量零件的厚度和管的外径。深度尺与游标尺连在一起，可以测槽和筒的深度。

尺身和游标尺上面都有刻度。以准确到0.1毫米的游标卡尺为例，尺身上的最小分度是1毫米，游标尺上有10个小的等分刻度，总长9毫米，每一分度为0.9毫米，比主尺上的最小分度相差0.1毫米。量爪并拢时尺身和游标的零刻度线对齐，它们的第一条刻度线相差0.1毫米，第二条刻度线相差0.2毫米，第10条刻度线相差1毫米，即游标的第10条刻度线恰好与主尺的9毫米刻度线对齐。

当量爪间所量物体的线度为0.1毫米时，游标尺向右应移动0.1毫米。这时它的第一条刻度线恰好与尺身的1毫米刻度线对齐。同样当游标的第五条刻度线跟尺身的5毫米刻度线对齐时，说明两量爪之间有0.5毫米的宽度，依此类推。

在测量大于1毫米的长度时，整的毫米数要从游标“0”线与尺身相对的刻度线读出。

6、使用方法

游标卡尺

将量爪并拢，查看游标和主尺身的零刻度线是否对齐。如果对齐就可以进行测量：如没有对齐则要记取零误差：游标的零刻度线在尺身零刻度线右侧的叫正零误差，在尺身零刻度线左侧的叫负零误差（这种规定方法与数轴的规定一致，原点以右为正，原点以左为负）。

测量时，右手拿住尺身，大拇指移动游标，左手拿待测外径（或内径）的物体，使待测物位于外测量爪之间，当与量爪紧紧相贴时，即可读数。

7、应用范围

游标卡尺作为一种常用量具，其可具体应用在以下这四个方面：

1、测量工件宽度

2、测量工件外径

3、测量工件内径

4、测量工件深度

8、注意事项

游标卡尺

游标卡尺是比较精密的量具，使用时应注意如下事项：

1．游标卡尺是比较精密的测量工具，要轻拿轻放，不得碰撞或跌落地下。使用时不要用来测量粗糙的物体，以免损坏量爪，避免与刃具放在一起，以免刃具划伤游标卡尺的表面，不使用时应置于干燥中性的地方，远离酸碱性物质，防止锈蚀。

2.测量前应把卡尺揩干净，检查卡尺的两个测量面和测量刃口是否平直无损，把两个量爪紧密贴合时，应无明显的间隙，同时游标和主尺的零位刻线要相互对准。这个过程称为校对游标卡尺的零位。

3.移动尺框时，活动要自如，不应有过松或过紧，更不能有晃动现象。用固定螺钉固定尺框时，卡尺的读数不应有所改变。在移动尺框时，不要忘记松开固定螺钉，亦不宜过松以免掉了。

4.当测量零件的外尺寸时：卡尺两测量面的联线应垂直于被测量表面，不能歪斜。测量时，可以轻轻摇动卡尺，放正垂直位置，图2-6所示。否则，量爪若在如图2-6所示的错误位置上，将使测量结果a比实际尺寸b要大；先把卡尺的活动量爪张开，使量爪能*地卡进工件，把零件贴靠在固定量爪上，然后移动尺框，用轻微的压力使活动量爪接触零件。如卡尺带有微动装置，此时可拧紧微动装置上的固定螺钉，再转动调节螺母，使量爪接触零件并读取尺寸。决不可把卡尺的两个量爪调节到接近甚至小于所测尺寸，把卡尺强制的卡到零件上去。这样做会使量爪变形，或使测量面过早磨损，使卡尺失去应有的精度。

5.用游标卡尺测量零件时，不允许过分地施加压力，所用压力应使两个量爪刚好接触零件表面。如果测量压力过大，不但会使量爪弯曲或磨损，且量爪在压力作用下产生弹性变形，使测量得的尺寸不准确(外尺寸小于实际尺寸，内尺寸大于实际尺寸)。

6.在游标卡尺上读数时，应把卡尺水平的拿着，朝着亮光的方向，使人的视线尽可能和卡尺的刻线表面垂直，以免由于视线的歪斜造成读数误差。

7.为了获得正确的测量结果，可以多测量几次。即在零件的同一截面上的不同方向进行测量。对于较长零件，则应当在全长的各个部位进行测量，务使获得一个比较正确的测量结果。

9、读数

读数时首先以游标零刻度线为准在尺身上读取毫米整数，即以毫米为单位的整数部分。然后看游标上第几条刻度线与尺身的刻度线对齐，如第6条刻度线与尺身刻度线对齐，则小数部分即为0.6毫米（若没有正好对齐的线，则取最接近对齐的线进行读数）。如有零误差，则一律用上述结果减去零误差（零误差为负，相当于加上相同大小的零误差），读数结果为：

L=整数部分+小数部分－零误差

判断游标上哪条刻度线与尺身刻度线对准，可用下述方法：选定相邻的三条线，如左侧的线在尺身对应线之右，右侧的线在尺身对应线之左，中间那条线便可以认为是对准了

L=对准前刻度+游标上第n条刻度线与尺身的刻度线对齐*（乘以）分度值

如果需测量几次取平均值，不需每次都减去零误差，只要从最后结果减去零误差即可。

7格时是对准（非箭头指示方向）。

1.在主尺上读出副尺零刻度线以左的刻度，该值就是最后读数的整数部分。

2.副尺上一定有一条与主尺的刻线对齐，在副尺上读出该刻线距副尺的零刻度线以左的刻度的格数为12格，乘上该游标卡尺的精度0.02mm，就得到最后读数的小数部分。或者直接在副尺上读出该刻线的读数。

3.将所得到的整数和小数部分相加，就得到总尺寸为33.24mm。

10、精度

常用游标卡尺按其精度可分为3种：即0.1毫米、0.05毫米和0.02毫米。精度为0.05毫米和0.02毫米的游标卡尺。它们的工作原理和使用方法与本文介绍的精度为0.1毫米的游标卡尺相同。精度为0.05毫米的游标卡尺的游标上有20个等分刻度，总长为19毫米。测量时如游标上第11根刻度线与主尺对齐，则小数部分的读数为11/20毫米=0.55毫米，如第12根刻度线与主尺对齐，则小数部分读数为12/20毫米=0.60毫米。

一般来说，游标上有n个等分刻度，它们的总长度与尺身上（n－1）个等分刻度的总长度相等，若游标上最小刻度长为x，主尺上最小刻度长为y

则nx=（n－1）y，

x=y－（y/n）

主尺和游标的最小刻度之差为

Δx=y－x=y/n

y/n叫游标卡尺的精度，它决定读数结果的位数。由公式可以看出，提高游标卡尺的测量精度在于增加游标上的刻度数或减小主尺上的最小刻度值。一般情况下y为1毫米，n取10、20、50其对应的精度为0.1，0.05毫米、0.02毫米。精度为0.02毫米的机械式游标卡尺由于受到本身结构精度和人的眼睛对两条刻线对准程度分辨力的限制，其精度不能再提高。