通用(万能)量具

通用（万能）量具
——基础理论部分
1.几个基本概念


1.1计量器具(测量器具) 计量器具是计量仪器(量仪)、计量工具(量具)和其它用 于测量目的的技术装置的总称。 分成：基准计量器具（长度基准是碘饱和吸收He-Ne 激光波长，如：基准米尺、基准量块、激光光电比长 仪等，是国家一级量值依据）、标准计量器具（如： 量块、线纹尺、接触式干涉比较仪等，用于检定较低 等级的计量标准和工作用计量器具）和工作用计量器 具（如：卡尺千分尺、指示表、工具显微镜、三坐标 测量机等，只能用于现场测量，通用性较强）。
1.2计量器具的主要度量指标


1.2.1刻度间距 计量器具标尺上相邻刻线中心线之间的距离(或圆周弧长)称为刻 度间距。常以眼睛能估读出其1/10为宜，人眼在250mm距离处 观察的极限分辨线量为0.073mm，故一般在0.75~2mm内选用， 多为1mm左右。如：卡尺的主尺就是毫米刻度尺。 1.2.2分度值（数字式称为分辨率或分辨力） 计量器具标尺上每一格所代表的量值或相邻两刻线所代表的量 值之差称为分度值。是计量器具所能读出的最小读数值，一般 来说，分度值小说明仪器的准确度高。如：千分尺的分度值为 0.01mm，三用游标卡尺的分度值为0.1mm、0.05mm、 0.02mm等。

游标卡尺读数举例：例2
游标卡尺读数举例：例3
2.4其它类型的游标量具

高度划线游标卡尺
深度卡尺
齿厚卡尺
万能角度尺（规）
3.螺旋测微量具（千分尺）





3.1千分尺的种类 按用途不同分成：外径千分尺、内径千分尺、深度千分尺、 壁厚千分尺、板厚千分尺公法线千分尺、螺纹千分尺等， 用以测量零件的外径、内径、长度、宽度、厚度、高度、 深度、外螺纹中径、齿轮的公法线长度及形位误差等，应 用范围非常广泛。 3.2外径千分尺的结构、用途和规格 传统的外径千分尺和数字千分尺。 用途：主要用于测量外尺寸及形位误差等。 分度值有：0.01mm； 分辨力（数字）0.001mm、0.0001mm。
3.2.2千分尺的细分原理


千分尺的细分原理：是借助于螺旋副传动原理设计而成。 通过螺纹传动，将被测尺寸转换成丝杠的轴向位移和微 分筒的圆周运动，并以微分筒上的刻线对圆周位移进行 计量的。 一般螺距为0.5mm，微分筒一周均分为50等分。当微分 筒旋转一周，测微螺杆移动一个螺距，则微分筒转一格， 测微螺杆移动量为：
4.2.1百分表的外观及结构

表体 表圈 转数（小）指针 刻度盘 大指针 装夹套筒 测杆 测头
4.2.２百分表的工作原理

百分表的工作原理：是将测杆的直线位移经过齿条—齿轮 传动，转变为指针的角位移。
百分表的工作原理

百分表的传动是二级传动。 百分表结构设计上最大的优点是：无原理误差。 百分表结构设计上最大的缺点是：存在较大的回程误差。 为消除齿轮传动中由齿侧间隙引起的回程误差，百分表内 装有游丝，以保证在测杆的正反行程中使齿轮实现单面啮 合。
1.尺身 2.上（刀口外）量爪 3.尺框 4.紧固螺钉 5.微动 装置 6.主尺 7.微动螺母 8.游标尺 9.下量爪（平面外量 爪、圆弧内量爪） 测量范围主要是：0~500mm、0~1000mm
单面量爪游标卡尺外观


与双面量爪游标卡尺比较无上（刀口外）量爪 ，其它结 构完全相同 测量范围主要是：0~1000mm、0~2000mm
1.1.2量仪



量仪：将被测得量转换成可直接观察的指示值或等效 信息的计量器具。按用途也可分成：标准量仪、通用 量仪和专用量仪等。 特点是：结构较复杂，有传感、转换放大（细分）、 显示等几个主要环节，操作较复杂，测量参数较多。 如：卡尺、千分尺、指示表、比较仪、测长仪、测长 机、投影仪、干涉仪、工具显微镜、三坐标测量机、 激光光电比长仪、圆度仪、角度仪、表面粗糙度测量 仪、线纹比长仪等等。 主要用在计量室做测量、检定工作。
游标细分原理


当尺框右移0.1mm，游标尺零刻线后第1条刻线与主尺刻线对齐；当 尺框右移0.2mm，游标尺零刻线后第2条刻线与主尺刻线对齐。即游 标尺零刻线后第1条刻线代表的被测量为0.1mm，第2条刻线代表的被 测量为0.2mm，以此类推。 因此，相邻两刻线所代表的量值之差为0.1mm，即分度值为0.1mm。 可根据下式设计游标卡尺：
2.游标量具的种类、结构、原理和读数




2.1游标量具的种类 按用途不同分成：通用游标卡尺、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、齿轮的齿厚及形位误差等，应用范围非常广 泛。 2.2通用游标卡尺的结构、用途和规格 国产通用游标卡尺的主要结构形式有：三用游标卡尺、二 用游标卡尺、双面量爪游标卡尺、单面量爪游标卡尺。包 括带表和数字卡尺。 用途：主要用于测量内、外尺寸及深度。 分度值有：0.02mm、0.05mm、0.10mm； 分辨力（数字）0.01mm。
3.2.1外径千分尺的外观及结构


结构：弓形保持架、测砧、测微螺杆、锁紧装置、固定套筒、微分筒、 测力装置、隔热装置 分度值：0.01mm
外径千分尺规格



规格：测量范围至500mm，主要有0~25mm、 25~50mm、…、475~500mm，示值范围为 25mm； 测量上限大于500~1000mm,如： 600~700mm、…、900~1000mm，示值范围为 100mm； 测量上限大于1000~3000mm，如： 1200~1400mm、…、2800~3000mm，示值范围 为200mm。




千分尺读数举例1
千分尺读数举例2
千分尺读数举例3
千分尺读数举例4
千分尺读数举例5
千分尺读数举例6
千分尺读数举例7
3.4其它类型的千分尺

杠杆千分尺
内径千分尺
内测千分尺
公法线千分尺
壁厚千分尺
板厚千分尺
尖头千分尺
螺纹千分尺
深度千分尺
数字千分尺
4.指示表

三用游标卡尺外观及结构
1.主尺 2.刀口内量爪 3.尺框 4.紧固螺钉 5.深度尺 6.游标尺 7.外量 爪 测量范围主要有0~125mm、0~150mm、0~200mm、0~300mm、 0~500mm等。 分度值有：0.02mm、0.05mm、0.10mm。


双面量爪游标卡尺外观及结构


2.3游标细分原理及读数方法

游标细分原理：利用主尺和游标尺的刻度间距之差来读出毫米小数。 主尺和游标尺的刻度间距之差即反映了分度值。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
游标细分原理



主尺刻线间距（每格）为1mm，若在游标尺上9mm的范 围内刻上10条均匀刻线，则 游标每格间距为：9mm/10=0.9mm； 刻度间距差为：1/10=0.1mm。 当游标零刻线与主尺零刻线对齐（两爪合并）时，主尺零 刻线后第1条刻线与游标尺零刻线后第1条刻线相距0.1mm， 主尺零刻线后第2条刻线与游标尺零刻线后第2条刻线相距 0.2mm，以此类推，则主尺零刻线后第9条刻线与游标尺 零刻线后第9条刻线相距0.9mm，游标上的第10条（尾） 刻线正好与主尺上的9mm对齐。
0 . 5 mm 50

0 . 01 mm
即微分筒的每一格代表0.01mm，亦即分度值为0.01mm。
3.3千分尺的读数方法

千分尺的读数值由：整毫米部分、半毫米部分和小于半毫 米的小数部分组成。 千分尺的整毫米部分：从微分筒锥面端面棱边左边最近的 固定套筒上的整毫米横刻线读出。 千分尺的半毫米部分：若固定套筒上的半毫米横刻线露出， 则应读出半毫米。 千分尺小于半毫米的小数部分：以固定套筒上的纵刻线为 指标，从微分筒上读出。注意：应估读到小数点后第三位。 有半毫米时读数为：整毫米+半毫米+小数 无半毫米时读数为：整毫米+小数
1.1.1量具





量具:以固定形式复现量值的计量器具。分单值量具和 多值量具，按用途也可分成：标准量具、通用量具和 专用量具等。 特点是：结构比较简单，没有指示器和可以运动的测 量元件，无放大比，几乎无细分，操作简单，测量参 数单一。如：量块、量规、线纹尺、角度块、卡规等。 卡尺、千分尺、百（千）分表是量具吗？ 不是。这显然与定义不符，但我们仍称其为量具，是 沿用了我国习惯。 主要在车间使用。
游标刻线数 1 mm 分度值

如： 20 1mm
0 . 05 50 1mm 0 . 02
20格对应19mm，刻线间距差为0.05mm 50格对应49mm，刻线间距差为0.02mm

游标卡尺读数方法
1mm 0 . 01


100
100格对应99mm，刻线间距差为0.01mm
游标卡尺的读数值由：毫米整数部分和小数部分组成。 游标卡尺整毫米部分：从游标零刻线左边尺身上第1条刻线读出。 游标卡尺小数部分：判断游标的哪一条刻线与主尺刻线重合，重合的 游标刻线序号数乘以分度值，即为主尺刻度的小数部分。 游标卡尺读数举例，例1：
计量器具的主要度量指标
1.2.3示值范围 由计量器具所显示或指示的最低值到最高值的范围称为示值范围。如： 千分尺的示值范围为25mm，光学计的示值范围为±100µm。 1.2.4测量范围 在允许误差限内，计量器具的被测量值的范围称为测量范围。测量范围 不仅包括示值范围，而且还包括仪器的悬臂尾座等的调节范围，如：光 学计的示值范围为±100µm，而测量范围为0~180mm。 1.2.5示值误差 计量器具的示值减去被测量的真值所得的差值称为示值误差。它有正、 负之分。如：用尺寸为21.500mm的专用量块检定千分尺，读数值为 21.502mm，示值误差为21.502-21.500=+0.002（mm）；若读数值为 21.502mm，示值误差为21.497-21.500=-0.003（mm）。
带表游标卡尺外观

测量范围主要有：0~150mm、0~200mm、0~300mm等。 分度值有：0.01mm、0.02mm、0.05mm，可估读到小数 点后第三位。
数字（显）游标卡尺外观


测量范围主要有：0~150mm、0~200mm、0~300mm、 0~500mm等。 分辨力为0.01mm。


4.1指示表的种类 按传动方式不同分成：杠杆传动式（如米尼表）、齿轮传 动式（如百分表、千分表）、杠杆齿轮传动式（如杠杆百 分表、杠杆千分表）、弹性元件传动式（如扭簧仪）等， 具有体积小、重量轻、结构简单、价格低廉等特点。一般 示值范围较小，主要用于相对测量，既可单独使用，也可 安装于其它仪器上作测微表头用。 4.2指示表的结构、用途和规格 用途：主要用以测量零件的外径、内径、长度、宽度、厚 度、角度及形位误差等，也可用于检验机床的几何精度或 调整加工工件装夹位置偏差等，应用范围较广泛。 分度值有：0.01mm、0.002mm、0.001~0.0001mm； 分辨力（数字）：0.01mm、0.005mm、0.001mm。