游标卡尺与千分尺：你是否用错了？

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  游标卡尺与千分尺如何把距离变成数字
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  零位检查：在零件之前发现坏工具
• 3
  接触力、温度与零件几何
• 4
  每种工具该用在哪，不该用在哪
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  游标卡尺与千分尺之间怎么选

游标卡尺把一段直线距离变成两把刻度尺互相对读。主尺以 1 mm 为步距，游标板在 49 mm 上分 50 格，因此每格比主尺一格短 0.02 mm。对齐的那一格告诉你，在刚越过的主尺刻度上要加多少个 0.02 mm。原理就这些，一百年没变。

千分尺用精密丝杆代替滑动刻度。公制 0–25 mm 工具的螺距是 0.5 mm，微分筒分 50 格，所以一格等于 0.01 mm。微分筒转一整圈，主轴移动半毫米。从套筒读整毫米和半毫米，再从微分筒读百分位。两个数，加一次。

机构决定了分辨力的上限。卡尺读到 0.02 mm，因为这是人眼能可靠分辨的最小刻度对。千分尺读到 0.01 mm，因为丝杆把大转角变成小位移。分辨力不等于准确度。0.01 mm 的千分尺如果尺架弯了，仍然是弯的千分尺。

除非量爪或测砧正好落在直径线上，两种工具测的都是弦，不是直径。这就是卡尺量圆柱往往偏小的原因：量爪接触的是偏离中心线的两点。在 20 mm 的轴上误差很小，但量爪沿弧面往上爬时误差会变大。千分尺的平测砧和恒定测力能避开大部分问题。

在干净表面上合拢卡尺，看零线。游标零位必须落在主尺零位上。如果差一格，这把工具一整天每次测量都会高或低 0.02 mm。记下偏移量，要么修正，要么送修。不要在心里减掉，因为量到第三个零件就没人记得了。

千分尺有两种零位误差要分开看。用棘轮或摩擦微分筒合拢主轴到测砧，直到打滑三次。套筒零位、微分筒零位和基准线应三者一致。如果测面闭合时微分筒读 0.03 mm，工具需要调整或修理。先在 0 mm 处查，量程覆盖的话再用量块在 25 mm 处查。

量块是发现磨损最便宜的办法。25–50 mm 千分尺里放 25 mm 量块，应读 25.000 mm。从不同方向接近，重复三次。读数之间相差超过 0.005 mm，说明丝杆或测砧面有问题。重复性比单个完美数字更重要。

摩擦微分筒不是可选项。它每次施加的力大致相同，两个操作者能得到相同读数。普通滚花微分筒会让手劲大的人从软铝件上挤出 0.02 mm，手劲小的人则挤不出来。在塑料和薄壁管上，这个差值比公差本身还大。

钢每米每摄氏度约膨胀 11.5 μm，铝件大约是它的两倍。100 mm 的铝支架在 30 °C 下测量，比 20 °C 基准时大约大 0.046 mm。如果图纸公差是 ±0.05 mm，车间又偏热，光温度就几乎用完了全部预算。

解决办法不复杂。让零件和工具在同一房间放足够久，达到同一温度。小零件 15 到 30 分钟，重型铸件可能要几小时。测量、记下数字，读数接近极限时在检测报告里注明温度。

接触力也是同样的道理。卡尺量爪用力压进铝件会留下小压痕，外径读数偏小。在薄壁管上，量爪还会把管壁压凹，读数小于真实自由状态直径。用带摩擦微分筒的千分尺，壁厚约 1 mm 以下时套芯棒测量。

脏污是第三个来源，也最容易漏掉。测砧面下的一颗切屑会给读数加上它自己的厚度。每次装夹前都用干净布擦两个测面，不是每班擦一次。钻孔口的毛刺对内径测量也是同样影响，内测量爪可能爬在毛刺上而不是真实孔壁上。

游标卡尺在混合测量中很有用。外径、内径、台阶深度和槽宽用一把工具，不用换装夹。±0.1 mm 的钣金检验，它快且够用。±0.02 mm 的首件检验就不行，因为量爪几何和操作者的手都会引入误差。

测量单个紧公差的外尺寸，千分尺是正确选择。轴、销、磨削面的厚度、线径。它的平测砧、恒定测力和刚性尺架，使其重复性远非滑动卡爪可比。它只把一件事测好。若用它测内孔，就需要换别的量具。

深度和高度是另外两个问题。卡尺的深度杆从端面量起，而端面往往不是图纸标注的基准。带可换测杆的深度千分尺，从真实表面量深度更可靠。测台阶高度时，平板上的高度规比两者都强。

分界线大约在 ±0.02 mm。高于此值，只要操作者细心，卡尺够用。低于此值，外尺寸改用千分尺，内尺寸改用内径千分表或气动量仪。低于 ±0.005 mm 时，手动量具完全不是答案。那属于三坐标测量机或光学投影仪的范围，且应是有控制、有记录的测量。