[其他]分度值0.01mm游标量具原理及设计

说明书

分度值0.01mm游标量具系机械制造工业长度测量通用工具，目前国内外游标量具最小分度值为0.02mm。

查阅文献

〔1〕中华人民共和国计量器具检定规程汇编，长度部份（一）

1980统一书号1520.91

〔2〕通用量具手册（中）（下）上海市计量技术研究所上海市第一机电

工业局计量管理站    1978年12月

〔3〕DIN量具1984德意志联邦共和国标准

机械工业部成都工具研究所

〔4〕“特萨”长度测量仪器    1979by    TESA    S.A.Renens    1979年版

应用本发明中的放大型游标读数原理，能制造出分度值0.01mm的普通卡尺、深度尺、高度尺等游标量具，还能设计出制造容易的内测游标卡尺、公法线游标卡尺、螺纹游标卡尺、V形砧游标卡尺等新颖结构游标量具，替代目前微分量具的某些领域。

本发明中的枪式放大型分度值0.01mm游标卡尺，是应用放大型游标读数原理所设计的一种新颖款式的游标卡尺。

本发明中的V型分度值0.01mm游标卡尺，是另一种独特结构的游标卡尺，应用普通游标卡尺的读数原理就能进行设计制造，如果结合放大型游标读数原理，则能够设计制造出分度值0.005mm的游标卡尺。

一、概述

游标量具结构简单、易于制造、使用方便，它是机械制造工业中应用十分广泛的一类测量工具。

自1850年美国人发明游标卡尺以来，游标读数原理沿用至今已有一百多年历史。近年来国内外虽有电子数字显示卡尺问世，但相对来说价格昂贵並且有示值误差较大的不足之处。从应用价值的角度来衡量，电子数字显示卡尺的出现並没使原来的一般卡尺退居左右，传统的游标量具，由于其本身所具有的独特优点，依然是机械工业生产中的主要测量工具。因此提高它们的使用价值，依然是当今的研究课题。

游标量具的读数精度目前最高为0.02mm。随着机械加工另件精度的提高，对通用量具的精度相应提出了更高的要求。除电子数字显示、带表卡尺外，国内外在改进结构以消除读数视差方面发展了很多新品种，但是都没有从根本上进行改革。

在提高通用量具的精度及读数效率方面，除数字显示外，各国都有所改进。带指示表的游标卡尺在很多国家都有生产。据资料报导比普通卡尺提高读数效率50%;其它如英国生产的一种精密钢球高度尺，在高度尺测头上装有千分尺测头，精度达0.01mm;日本三丰厂生产的一种数字高度尺，读数部份由数字指示器和百分表组成，示值也为0.01mm;国内有苏州长风机械厂等单位生产的带表游标卡尺，读数示值为0.02mm。这类量具实质上由二类量具组合而成，增加了一项结构必然就增添了一项误差，並且导致造价高与制造复杂的因素。

从以上情况可知，目前要制造出分度值0.01mm的游标量具，在制造技术上已不成为问题，关键问题是要在读数方法上要有新的突破。

为什么目前游标读数精度最高以0.02mm为极限呢？以游标卡尺为例，主要有以下二点原因：

1.由于受到本身结构的限制，如不符合阿贝原理等原因。

2.受到眼睛对两条刻线的对准程度，即分辨能力的限制。眼睛的鉴别率不会小于0.006mm，若游标读数值小于0.02mm就不易分辨尺杆刻线与游标刻线是否对准。所以至今为止，认为游标的读数精度不能再提高了。

本发明的读数方法，具有0.01mm的读数能力，与V型结构结合具有0.005mm的读数能力。本发明提高了游标量具的测量精度，扩大了使用范围，按照这种原理能生产出具有普遍实用意义的新颖游标量具。

二、放大型分度值0.01mm游标读数原理及应用设计

以0～50mm规格测量范围的枪式放大型分度值0.01mm游标卡尺（以下简称抢卡）为例进行设计，参照图1A、图1B、图1C、图2。

图1A、图1B、图1C，为枪式放大型分度值0.01mm游标卡尺缩小比率的总图，弓架〔1〕硬质合金片〔2〕尺杆〔3〕游标片〔4〕锁紧放松按钮〔5〕锁紧装置〔6〕抢把手〔7〕测力机构〔8〕。

枪卡应用放大型分度值0.01mm游标读数原理，透明材料具有纵向放大镜片的游标片〔4〕刻线与尺杆〔2〕刻线重合的读数方式，设计有可调节的测力机构〔8〕、锁紧装置〔6〕等结构，可实行单手测量，完成：测力、锁紧、与解除锁紧的测量动作。因为式样有些象枪，所以简称枪卡，枪卡外型参照图2。

表1为枪卡的某些特点，与目前市场上所供应的电子数字显示卡尺、分度值0.02mm游标卡尺、普通外径千分尺作一比较，从中可看出枪卡的优越性。

表1