千分尺和游标卡尺的原理和读数

千分尺和游标卡尺的读数

千分尺和游标卡尺的读数是高中阶段常用和两种测量长度的仪器，也是实验考查的重点，本文就两种仪器的读数作以系统的介绍。

一、游标卡尺

1、游标卡尺的工作原理：游标卡尺的种类较多，常用的有十分度、二十分度和五十分度三种，但其工作原理是相同的，下面就以十分度为例作以介绍。

⑴游标卡尺的构造：卡尺结构如图1—1所示主要由两部分组成，即可移动的游标部分A和主尺部分B组

成。

⑵测量原理：游标卡尺的主尺的最小刻度为1mm，

游标上共有10个等分刻度，全长为9mm，也就是每个刻度为0.9mm，比主尺上刻度小0.1mm。

当量爪并拢时游标的零刻度线与主尺的零刻度对齐，此时示数为0。

当游标向右移动0.1mm，这时游标的1刻度与主尺的1刻度对齐。

同理当游标向右移动0.2mm，这时游标的2刻度与主尺的2刻度对齐

游标向右移动0.3mm，这时游标的3刻度与主尺的3刻度对齐

游标向右移动0.9mm，这时游标的9刻度与主尺的9刻度对齐

游标向右移动1mm，这时游标的10刻度与主尺的10刻度对齐

游标向右移动1.1mm，这时游标的0刻度线过了主尺的1mm刻度，且游标1刻度与主尺2刻度对齐。

依此类推右移动n.kmm，这时游标的0刻度线过了主尺的n mm刻度，且游标0.k/m刻度与主尺n+0.k/m刻度对齐。(0.k指小数部分，m指游标卡尺的精度10分度的为0.1，20分度的为0.05，50分度的为0.02，这种方法对20、50分度的游标卡尺同样适用。)

例1：用一10分度的游标卡尺测量一长度为6.8mm的物体，则游标的哪个刻度与主尺的哪个刻度对齐？解析：由上面的规律可知，对齐的应是游标的第0.8/0.1=8个刻度与主尺上6+8=14mm处对齐。

⑶游标卡尺的读数：由上面的分析不难理解，

用S表示物体的长度，n表示游标0刻度线前整毫米数，k表示与主尺对齐的游标刻度数，m为游标卡尺的精度，则S=n+km

例2 如图1-1所示中卡尺的读数是少？

解析：由图可知游标的零刻度线前整毫米数为6mm，与主尺对齐的是游标的第4个刻度，该尺的精度为0.1，所以S＝6+4*0.1＝6.4mm

⑷理解了10分度的对20和50分度的就不难理解，它们的游标他别是19mm和49mm，游标上的每个刻度比主尺最小分度分别小了0.05mm 0.02 mm，在读数时方法与10分度的相同，只是S=n+km中m分别为0.05mm 和0.02mm。

⑸游标卡尺不要求估读，如游标上没有哪个刻度与主尺刻度线对齐的情况，则选择最近的一根读数，有效数字要与精度对齐。

例3：用50分度的卡尺在金属丝三个不同的部位分别进行测量数据如下

2..02mm 2mm 2.020mm，其中有误的是哪组，造成错误的原因是什么？

解析：从数据上看2mm 2.020mm这两组有误，在测量时所使用的是50分度的卡尺，它的精度应达到0.02mm，我们所读出的数据要与卡尺的精度对齐，即使正好是2mm，我们也应写成2..00mm，数据2.020mm 的错误是出在了估读上，用卡尺测量是不用估读的。

二、螺旋测微器

1、螺旋测微器的构造原理：螺旋测微器的构造如图2—1所示它的刻度由固定刻度A和可动刻度B两部分

构成。

0 0 45

固定刻度又分整刻度和半刻度，每个刻度为1mm.

可动刻度部分每旋转一周测微螺杆前进或后退0.5mm ，而每一周又分了50个刻度，所以每旋转一个刻度测微螺杆前进或后退0.5/50=0.01mm ，所以螺旋测微器测量长度时可以精确到0.01mm. 2、螺旋测微器的读数

当用螺旋测微器测量好物体时我们要读出所显示的示数，这时所测物体的长度可表示为：L=n*0.1+k*0.01 单位为mm

注：L 为物体的长度，n 表示固定刻度所显示的刻度数(注意半刻度)，k 为与固定刻度线所对齐的可动刻度数(在这里k 要估读)。

例：读出图2-1中螺旋测微器的示数。

由图可知固定刻度所显示的刻度数为2mm, 可动刻度所示的刻度数为13个多，这里我们估读为13.6所以物体长为2mm+13.6*0.01=2.136mm

读数练习：

mm cm cm

cm

cm

cm

mm mm

cm

mm mm mm

mm mm mm

（新型题）有一种新式游标卡尺，它的刻度与传统的游标卡尺明显不同．新式游标卡尺的刻线看起来很“稀疏”，使得读数显得清晰明了，便于使用者正确读取数据．通常游标卡尺的刻度有10分度、20分度、50分度三种规格；新式游标卡尺也有相应的三种，但刻度却是：19mm 等分成10份，39mm 等分成20份，99mm 等分成50份，以“39mm 等分成20份”的新式游标卡尺为例，如图所示． (a)它的准确度是____________mm ；

(b)用它测量某物体的厚度，示数如图所示，正确的读数是___________mm ．

3 4 5 6 7cm

主尺 0 5

10

15

20

游标尺

01234567890

10 11 12 cm

0 0 45

读数练习参考答案：

0.900 mm 1.240 cm 0.3995 cm

2.37 cm

3.03 cm 10.295mm

5.015 cm 5.694 mm

3.617 mm

10.07 cm 100.55mm 50.2mm

10.95mm 6.042mm 33.10mm

01234567890 10 11 12

cm