游标卡尺尺框间隙对示值误差的影响及修理方法

雜海霞著：鱗栋乎又尺锯阄隙对承愷镇羞的影响焱修理方铉107游标卡尺尺框间隙对示值误差的影响及修理方法
张海霞李昕
(中国飞行试验研究院计量中心，陕西西安710089)
摘要:本文重点分析由于使用过程中弹簧片与主尺相互摩擦产生的尺框间隙对游标卡尺测量精度的影响，并提出简单有效的方法来减小这 类误差，保证游标卡尺的正常使用。

关键词：阿贝原理;示值误差
中图分类号:TG81 文献标识码:A国家标准学科分类代码:460. 4030
DOI：10.15988/ki.1004 - 6941. 2018.04. 036
The Impact of Frame Gap of the Vernier Caliper on the
Indication Error and Repair Methods
Zhang Haixia Li Xin
Abstract ：This thesis focuses on the impact of the frame gap on the measuring accuracy of the vernier caliper due to the friction between the spring plate and the main ruler during use,and proposes a simple and effective method to reduce such errors and ensure the right use of the vernier caliper.
Keywords ：abbes principle;indication error
〇引言
游标卡尺是机械制造业中应用十分广泛的量 具，通过游标形式显示尺身和尺框上两量爪之间的 乎行间距，可以测董I件的内外尺寸、宽度 >.淳度、深 度和孔距等。

但其在组成结构上的缺陷影响了测量 结果的准确度，例如:游标刻线面与i s尺刻线面有着 一定的距离，使用者在读取数据时易产生视觉误差 影响准确度;游标尺框与主尺间存在间隙，使用中游 标尺框在受力的情况下发生倾斜从而影响测量精 度;没有遵守阿贝原理,存在阿贝误差等情况。

本文 主要针对尺框与主尺间隙对游标卡尺测量精度的影 响迸行分析并提出修理方法。

1尺框发生倾斜对测量精度的影响
游标卡尺在测量时的受力状态如图1所示a
测羞肘游标尺框相对于主尺进行滑动，而主尺 和尺框两塞面是利用弹簧片的弹力接触的。

正常状 态下，弹簧片与主尺的接触点应与紧固螺钉的紧固位f t—致或对称，这祥才能保证卡尺紧固过程中弹 簧片与主尺在接触点上的压力均衡，但是测量过程 中弹簧片与奎尺相互摩擦不断产生磨损，导致弹簧 片位置不疋确或形状不正确,导致各接触点的压力 不均衡，尺框与主尺配合间隙增大，当游标尺框受力 时，使尺框发生倾斜，从而产生较大的示眞误差s如 图2所示，相应的彳面斜值为。

另外，由于尺框与 主尺间隙过大，测董时尺框松开和紧固两种状态下 示值变化较大，无法保证测量数据的准确可靠#
收稿日期：
2018-.01-04
108《针f与测试欹水》2018年第45糸第4淛
4Z倾+52⑴
=(h-h f)t g〇(2) S2=h f t g+(3)
h/二^L s i n0(4)
B r V J, A l m=h t^〇--
yZvsinftg^ +yLsinftg y(5 )
n A
^e=L(6)
L,
将(6)式带入(5)，因为0很小，得到：
f倾与变量厶近似于线性关系
Li
式中一尺框与尺身宽度方向配合间隙；
a—尺框与尺身配合长度髮
例如:对测量霸围(〇~150).:nwo卡尺，A =30nmi,
/i=0.05mm,i! =54mm:，则 /iZ倾=0.028皿n。

2减小示值误差的方法
由图2可知，尺框间隙过大会产生负值误差。

当尺框发生倾斜时，尺框与尺身宽度方向配合伺隙 (A)、被测物体至尺身的距离（/j)越大，产生的示值
误差也就越大^针对此类误差，修理方法如下：
(1) 用3C业汽油或煤油清洗卡尺缝隙内的油 污、灰尘和加;C碎屑等^肖除滑动阻滞；
(2) 适爾调整弹簧片的弯曲量，使弹簧片上的 中心接触点尽量与紧固螺钉的紧固位置一致，再通
过调整弹簧片的压力使尺框晃动量减小，调整期间
的示值误差变化情况为“负值整个过程采用
调一*■修^捡^^调的步骤；
(3) 若需要更换弹黉片，可以选厚一些的弹簧 片减小间隙，并将弹簧片多段弯曲，呈现波浪形，增
加点的接触，能有效防ifc尺框倾斜；(4)在测量过程中，尽量使被测物体靠近尺身，
也可以大大降低示值误差，从而提高游标卡尺的测董精度。

.
3对该方法有效性的论证（A相同的情况下）以5等量块作标准，对被测游标卡尺的41.20mm、81..50mm J21.80mm这3个受检点进行测量，得到初 始示值误差屯，均为负值,麗超过《JJG3〇—2〇12通 用卡尺检定规程》中最大示值误差的要求。

经过检 查发现尺框与主尺间隙'较大，采用本文的修理方
法后减小尺框与童尺间隙皂,相同条件下再次进行 检定，得到新的测董数据，由表1数据可知，调整 紧固螺钉后，尺框间隙明显减小，被测游标卡尺的示 值误差趋于〇，能够满足检定规程要求。

表1修理前后的测量数据比较
受检点(mm)尺框间隙
A^mm)
初始示值误差
mm)
螺钉紧固后尺
框间隙42(mm)
螺钉紧固后示
值误差52(m m)
41.200.15-0.020.060.00
81.500.14-0.020.060.00
121.800.15-0.040.06-0.01
大量捡定工作的实践证明，在游标卡尺常规检 定工作中，采用以上修理方法能够解决很多示值误 差超差的寒例，确保了游标卡尺的测量精度。

4结束语
游标卡尺故障情况多而复杂，本文针对尺框与 主尺间隙过大对游标卡尺_量精度的影响人手，对 尺框间隙与示偉i吳差的关系分析，提出了用调节尺 框螺钉或调整弹簧片弧度来降低示值误差的方法，并进行了实验，实验结果和理论分析都证明了本方法 是可行的7对量具检/修工作起到有效的措导作用《
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作者简介:张德霞，助理_师t工:作舉f c#.厲飞行试验齋究虜计 量中心
李昕，中_飞翁试验_寒_计量:中心（西安7_1_00.8吟.D。