作者:Lance 时间:2022-11-08 来源:互联网
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游标卡尺是利用了微分的思想,把读数放大为容易识别的刻度对准,从而实现高精度的测量。
游标卡尺由于结构简单、操作方便、并拥有一定的测量精度,成为工业中重要的测量工具,在中学就要求我们能熟练掌握游标卡尺的使用,通常有十分度游标卡尺、二十分度游标卡尺和五十分度游标卡尺,不同的使用方式可以测量长度、深度和内外径。
游标卡尺的设计非常巧妙,我们就以*简单的十分度游标卡尺,来学习游标卡尺的测量原理,下面为五十分度游标卡尺的实物图:
游标卡尺在结构上可分为主尺和游标尺,主尺上拥有正常的刻度,单位刻度为1mm;而在游标尺上,刻度有所不同,单位刻度的实际长度为0.9mm,比主尺上的单位刻度少了0.1mm;当游标尺上的零刻度线与主尺上某个刻度X重合时,游标尺的10刻度将和主尺上的X+9重合。
测量原理:游标卡尺上的**条刻度比主尺少了0.1mm,第二条累计少了0.2mm,第三条累计少了0.3mm,……,第十条累计少了1mm,当游标尺上的零刻度线在主尺上没有刻度重合时,就需要在游标尺上读出误差值Δx,也就是说整个游标尺与主尺前一个刻度相差Δx,这个误差值正好能补偿掉游标尺与主尺之间的误差,由于十分度游标尺精度设计就是0.1mm,所以我们一定能在游标尺上找到一个和主尺刻度重合的读数,这个读数就可以给出Δx的值。
我们也可以理解为,游标尺把主尺上的每个1mm,放大为9mm的长度,从而方便我们对读数的识别,二十分度游标卡尺和五十分度游标卡尺的原理也是一样的;由于游标尺上的读数本身就是误差值,所以十分度游标卡尺的测量精度就是0.1mm。
卡尺的发明非常早,早在汉朝王莽时期,就有了青铜卡尺,但是青铜卡尺没有游标,只能借助刻度线靠目测估出读数,和现代游标卡尺相差甚远;而游标的概念,*早是1631年法国工程师Pierre Vernier发明的,并用于测量角度,比如用在象限仪上,后来应用在长度测量中,就有了游标卡尺。
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