先看看王莽长什么样?像不像一个穿越者?
说王莽是一个穿越者,是因为考古时在他的时代发现了一种现代的测量工具,新莽铜卡尺,就是现代的游标卡尺, 它是这样的。
新莽铜卡尺由固定尺和活动尺两部分组成,两尺通过导槽、导销、组合套等部件嵌合在一起,后者可以在前者上平行滑动。两尺上都有刻度,且在一端都有一个L型的卡爪。
这是现代的游标卡尺,看看一样吗?
是不是很像?
今天我们来看看游标卡尺的原理和使用方法。
游标卡尺是现代工业中不可缺少的测量工具之一。
据英国在1973年出版的《英国百科全书》第10卷402页记述游标卡尺是法国数学家Pierre Vernier在1631年发明的。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。
但是,我国出土的新莽时期的铜卡尺却证明,我们在公元一世纪初就有了游标卡尺,难道真是王莽从现在带过去的?
关于新莽铜卡尺的最早著录,见于清末吴大澂《权衡度量实验考》。书中称:”是尺年月一行十二字及正面所刻分寸皆镂银,成文制作甚工,近年山左出土,器藏潍县故家。旁刻比目鱼,不知何所取义。正面上下共六寸,中四寸有分刻,旁附一尺作丁字形,可上可下,计五寸,无分刻,上有一环可系绳者,背面有篆文年月一行,不刻分寸。”
现代游标卡尺是一种中等精密通用量具,它可以直接测量加工件的内径、外径、宽度、长度、厚度、深度及中心距等。
游标卡尺结构
看一下结构示意图。
其中,1-尺身;2-内测量爪;3-尺框;4-紧固螺钉;5-深度尺;6-主尺;7-游标尺;8-外测量爪。
主尺:是一般以毫米为单位的刻度尺。
游标尺:可以在主尺上移动;不同种类的游标尺上的刻度线的条数不同,我们就是通过游标尺来精确读数的。
外测量爪:是用来测量物体的长度、管的外径、管壁的厚度等的尺寸的;用法是将物体,吏在两个外测量爪之问加紧。
内测量爪:是用来测量管的内径、槽的内部的宽度等的尺寸的;用法是将物体卡在两个内测量爪外,把游标尺尽量向外拉紧。
深度尺:是用来测量管、槽的深度等的尺寸的;用法是将深度尺插入管、槽内,直到不能再往里插为止。
紧固螺钉:固定游标卡尺用;用法是测量完物体之后,把它拧紧,把物体从游标卡尺上取下,这样游标卡尺在主尺上就不会动了。
游标卡尺的精度
一般根据游标尺的不同,分为三种:十分度、二十分度、五十分度游标卡尺。
分别对应游标尺上面有10个,20个,50个分格。
游标为10分度的有9mm长,20分度的有19mm长,50分度的有49mm长。
对于50分度的游标尺,每个小格的宽度是0.98mm,与主尺的最小刻度的差是0.02mm,就称50分度的精度是0.02mm。其他,以此类推,游标卡尺的精度如下。
10分度,精度0.1mm,
20分度,精度0.05mm,
50分度,精度0.02mm。
对应下面这个图就看得很清楚。
下面是50分度游标卡尺。请看看:游标尺是不是总长是49mm,正好有50个分格。
游标卡尺使用的关键在于它的读数方法。
游标卡尺的读数方法
游标卡尺的最终结果有两部分组成:主尺读数和游标尺读数。
可以写成如下公式:
结果(a)=主尺读数(b)+游标尺读数(c) x 精度(d)
我们来看下面这个50分度测量的例子。
从上图可以看出:
1. 游标尺有50个小格,所以是50分度,它的精度 d=0.02mm;
2. 游标尺的0刻度在主尺的13刻度之后,所以主尺读数 b=13;
3. 从游标尺上找与主尺刻度线上下对齐的一条刻度线,在本例中是第21刻度,所以游标尺读数c=21;
4. 根据公式,计算结果如下,
a = b + c x d
结果=13 + 21 x 0.02 = 13.42mm.
所以测量结果是:13.42mm。
看完这个例子,我们可以得出游标卡尺的读数步骤:
1. 看游标尺总刻度确定精确定度(10分度、20分度、50分度的精确度)。
2. 读出游标尺零刻度线左侧的主尺整毫米数。
3. 找出游标尺与主尺刻度线”正对”的位置,并在游标尺上读出对齐线到零刻度线的小格数(不要估读)。
4. 按计算公式算出结果。
精度对测量结果的影响
根据读数公式,你看出游标卡尺的精度对测量结果有什么影响了吗?
下面这张图很形象的表示了他们的不同。
所以,测量时要根据不同的需要,选择不同精度的游标卡尺。
怎么样? 看完之后你会使用游标卡尺了吗?
给你这个例子,你能准确读数它的结果吗?
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