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摘要：针对游标卡尺与千分尺这两种线度测量工具展开讨论。介绍游标卡尺与千分尺在计量实验操作中应用的原理，分别阐述测量工具在线度测量中的应用，最后总结线度测量时运用游标卡尺和千分尺需要注意的问题，总结丰富的线度测量工具操作经验与要领，而且在计量实验中也有非常成熟的测量工具应用技巧，为今后游标卡尺与千分尺等测量工具的使用夯实基础。
关键词：线度测量；游标卡尺；千分尺；线度微量放大器
线度测量时比较常用的测量工具是游标卡尺与千分尺，线度测量中应用这两种工具，往往是完成相关实验的重要条件。游标卡尺与千分尺作为两种计量实验操作的关键工具，在实操中需要注意的问题比较多，当然这也关系到最终读数是否准确。但是在游标卡尺与千分尺操作时，很多工作人员并不了解具体的操作要领，从而在计量实验中面临问题。下文针对游标卡尺与千分尺这两种线度测量工具的实际应用展开分析，帮助了解线度测量工具的使用要领。
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一、游标卡尺与千分尺测量原理
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北京新圆明职业学院作为常见的线度测量工具，游标卡尺与千分尺均属于线度微量放大器范畴，但是区别是游标卡尺为直线型微量线度放大器，而千分尺则属于曲线型微量线度放大器。实际应用时游标卡尺与千分尺存在比较明显的差别，主要表现在精度、物体测量、特性三方面。精度方面，千分尺也被称为螺旋测微器，精度可以从0.01mm预估至0.001mm；游标卡尺有10分度、20分度、50分度三种类型，精度分别为0.1mm、0.05mm、0.05mm。测量物体方面，千分尺一般在金属线外径、板材厚度等的测量中比较常见，千分尺类型比较多，将千分尺测量面形状、尺架等调整之后，还可以制作成为不同用途的千分尺，例如可以用于内径、螺纹中径、齿轮公法线、深度等的测量，最常见的是游标卡尺测量形状规则长度。特性方面，千分尺支持测量最大长度与游标卡尺相比较小，对于部分管件的测量而言，游标卡尺在测量内外径时往往更加便捷，如果使用千分尺测量内径却存在一定难度。基于上述游标卡尺与千分尺的特性与差别，在计量实验操作中应用游标卡尺，要求副尺、主尺为平行关系，千分尺副尺、主尺则为正交状态。两种测量工具的共同特征都是通过副尺放大主尺最小刻度单位的长度，而且在副尺的所有等分刻度上均匀分配，使线度测量更具精度，也保障线度测量结果的准确性[1]。
二、游标卡尺与千分尺在线度测量中的运用
（一）游标卡尺的运用
根据计量实验线度测量的经验，游标卡尺主要按照其精确度有几种类型，包括0.1mm、0.05mm、0.02mm，每种精度的游标卡尺都有不同的适用范围。（1）0.1mm精度游标卡尺。主尺共有9个最小刻度，平均划分副尺为10个分度，即1mm经过均匀分配之后划分到10个分度。副尺最小分度可以用9/10mm=0.9mm来计算，对比主尺最小分度1mm一般会少0.1mm，可以在最小长度的测量中应用，测量结果也可以保证准确性，也就是对应的精确度[2]。（2）0.05mm精度游标卡尺。主尺共有19个分度，其长度为19mm，副尺被均匀分为20个分度，即1mm经过均匀划分之后成为20个分度。副尺最小分度的计算公式极为19/20mm=0.95 mm，与主尺1mm的最小分度相比会少0.05mm。当然这也是可以精准测量的最小长度，其精度为0.05mm。（3）0.02mm精度游标卡尺。主尺共有49个分度，在副尺上均匀划分为50个分度，其原理是1mm在50个分度中均匀分配。副尺最小分度经过计算后得出49/50mm=0.98mm，与主尺1mm的最小分度相比少0.02mm，即最小测量长度的精度为0.02mm。
在计量实验操作中应用游标卡尺，通过调整游标卡尺精度，如果游标卡尺和主尺0线对齐，那么游标尺最后一条刻度线需要和主尺长度相同的读数线对齐。线度测量过程中，游标0线位置在主尺x线、x+l线的中间位置，如果游标的1线与主尺的x+1线对齐，小数的△x 为主副尺的分度差。若游标1线、尺x+2线为对齐状态，此时便有△x=2 ，同样是主副尺分度差。所以，副尺n线、主尺x+n线为对齐状态，此时小数△x=n ，读数则是N=x+n 。
该现象可以理解为游标0线已经超出主尺x线△x，而游标1线则超出主尺x+1线量，对比两者之间相差量为 ，可用△x- 来表示，游标n线超出主尺x+ 线，公式为△x- ，如果游标n线和主尺x+n线之间对齐，确定超过量是0，此时可以总结公式为△x-n =0， △x=n ，而读数是N=x+n ，可见和上述结论相同。换言之，被测量长度整数主要在实验中通过游标尺0线之前主尺刻度线进行读数，而小数则是和主尺中的任意线对齐游标线序数与游标尺精度相乘之后获得[3]592aa。
（二）千分尺的运用
千分尺也被称为螺旋测微器，在实践中应用螺旋原理达到测微目的。千分尺上的主尺属于轴圆柱，上方镶嵌了比较长的螺母，而柱面则标注了主尺刻度，这是千分尺的固定部分。
另外则是可移动部分，该部分包括精确螺纹丝杆和刻度旋转套，套周围包括分刻度线，共有50个等分刻度线。主尺最小分度值为0.5mm，螺旋套旋转一周之后的前进距离便是螺距，从精度层面考虑，可直接认定为最小分度值，即为0.5mm。如此一来，螺旋套旋转1个分度之后，其在主尺移动距离为0.5/50 mm，计算结果为0.01mm，此时主尺0.5mm在螺旋套圆周50个等分刻度中均匀分配，由此便可确定千分尺支持精确测量最小长度，也可以用精度来表示。考虑到线度测量时读数便捷性，柱面主尺上刻度线主要有两条，其中1条为整数mm刻度，另外一条则是半mm刻度。计量实验在读数时，一般要注意的是螺旋套读数边位于半mm线外部，此时主尺可读数需要以含有0.5mm的数据为准，不能判定为整数mm。另外，螺旋套刻度线中包含小数数值，所以在读数时也非常的便捷[4]。
三、游标卡尺与千分尺应用注意要点
新闻自由与言论自由
线度测量的实验操作过程中，有很多可以使用的测量长度仪器，在测量工具中以游标卡尺和千分尺最为常用。很多计量操作人员有时会夹上工件测量，以此来保证测量结果准确性。当发现这一类状况时，需要重点解决线度测量中的“零误差”问题。定期组织工作人员培训，了解线度测量工具和仪器，正确认知工具初始系统误差，如果在开始操作时直接测
量，可能会使操作人员行为定向思维，认为测量工具不存在问题，可以直接读数。但是根据游标卡尺和千分尺等测量工具的操作要求，在计量实验操作时必须要注意以下几点：（1）必须掌握游标卡尺和千分尺等测量工具的正确操作方法。（2）正确认识计量实验操作中存在的误差。（3）可以灵活使用切实可行的数字表示最终测量结果。
按照以上3点要求，在组织计量实验操作的过程中，工作人员可以正确使用、操作游标卡尺与千分尺，真正达到“零误差”的目的。除了以上三个要点之外，一般游标卡尺与千分尺等测量工具，经过长时间应用之后可能会有系统误差存在。这两种测量工具在读数方面存在共同点，即给予主尺零刻线明确主尺读数，这是操作人员正确理解零误差取正负值的要点。另外，实际工件长度Ls一般用 Lg+Lk-LO来表示，Lg代表的是主尺固定刻度，Lk是可移动部分的游标尺刻度，而LO即零误差。通过该公式在计量实验操作中，可以精准读数，而且真正帮助从操作人员做到零误差，体现出游标卡尺与千分尺这两种测量工具的优势。
结束语：
综上所述，游标卡尺与千分尺是线度微量放大器，一般被应用在计量实验和线度测量等范畴。根据一直以来线度测量经验，发现游标卡尺与千分尺虽然比较常见，但在实操中仍然
存在一些细节方面的问题，需要在测量实操中关注，以免因为读数不准确影响到最终的测量结果。与此同时，科学应用游标卡尺与千分尺，还可以为今后计量实验提供参考，使测量工具实际应用水平得到提升。
参考文献：
[1]俞善敏.非常规游标卡尺和螺旋测微器解析[J].2021(2013-5):33-34.
[2]陈玉军.物理实验思维核心素养的培养与突破——游标卡尺，螺旋测微器的应用和拓展[J].物理教师，2020，41(1):3.
[3]张永富."三清"策略突破游标卡尺和螺旋测微器读数难点[J].中国多媒体与网络教学学报（下旬刊），2019(7).
[4]崔永广，姜景博.除千分尺和游标卡尺外的其他长度测量工具探讨[J].湖北农机化，2019(15):2.
