千分尺:長度測量儀器-中文百科頻道

定義

千分尺，又叫螺旋測微器，它是比遊标卡尺更精密的長度測量儀器，用它測長度可以準确到0.01mm，測量範圍為幾個厘米。外徑千分尺的結構由固定的尺架、測砧、測微螺杆、固定套管、微分筒、測力裝置、鎖緊裝置等組成。

原理

螺旋測微器是依據螺旋放大的原理制成的，即螺杆在螺母中旋轉一周，螺杆便沿着旋轉軸線方向前進或後退一個螺距的距離。因此，沿軸線方向移動的微小距離，就能用圓周上的讀數表示出來。螺旋測微器的精密螺紋的螺距是0.5mm，可動刻度有50個等分刻度，可動刻度旋轉一周，測微螺杆可前進或後退0.5mm，因此旋轉每個小分度，相當于測微螺杆前進或後退這0.5/50=0.01mm。可見，可動刻度每一小分度表示0.01mm，所以以螺旋測微器可準确到0.01mm。由于還能再估讀一位，可讀到毫米的千分位，故又名千分尺。測量時，當小砧和測微螺杆并攏時，可動刻度的零點若恰好與固定刻度的零點重合，旋出測微螺杆，并使小砧和測微螺杆的面正好接觸待測長度的兩端，那麼測微螺杆向右移動的距離就是所測的長度。這個距離的整毫米數由固定刻度上讀出，小數部分則由可動刻度讀出。

使用方法

⒈根據要求選擇适當量程的千分尺。

⒉清潔千分尺的尺身和測砧。

⒊把千分尺安裝于千分尺座上固定好然後校對零線。

⒋将被測件放到兩工作面之間，調微分筒，使工作面快接觸到被測件後，調測力裝置，直到聽見“咔、咔、咔”聲時停止。

零位校準

使用千分尺時先要檢查其零位是否校準，因此先松開鎖緊裝置，清除油污，特别是測砧與測微螺杆間接觸面要清洗幹淨。檢查微分筒的端面是否與固定套管上的零刻度線重合，若不重合應先旋轉旋鈕，直至螺杆要接近測砧時，旋轉測力裝置，當螺杆剛好與測砧接觸時會聽到喀喀聲，這時停止轉動。如兩零線仍不重合（兩零線重合的标志是：微分筒的端面與固定刻度的零線重合，且可動刻度的零線與固定刻度的水平橫線重合），可将固定套管上的小螺絲松動，用專用扳手調節套管的位置，使兩零線對齊，再把小螺絲擰緊。不同廠家生産的千分尺的調零方法不一樣，這裡僅是其中一種調零的方法。

檢查千分尺零位是否校準時，要使螺杆和測砧接觸，偶而會發生向後旋轉測力裝置兩者不分離的情形。這時可用左手手心用力頂住尺架上測砧的左側，右手手心頂住測力裝置，再用手指沿逆時針方向旋轉旋鈕，可以使螺杆和測砧分開。

讀數方法

讀數時，先以微分筒的端面為準線，讀出固定套管下刻度線的分度值（隻讀出以毫米為單位的整數），再以固定套管上的水平橫線作為讀數準線，讀出可動刻度上的分度值，讀數時應估讀到最小刻度的十分之一，即0.001毫米。如果微分筒的端面與固定刻度的下刻度線之間無上刻度線，測量結果即為下刻度線的數值加可動刻度的值；如微分筒端面與下刻度線之間有一條上刻度線，測量結果應為下刻度線的數值加上0.5毫米，再加上可動刻度的值，如圖2.4-2讀數為8.384毫米，圖2.4-3讀數為7.923毫米。

有的千分尺的可動刻度分為100等分，螺距為1毫米，其固定刻度上不需要半毫米刻度，可動刻度的每一等分仍表示0.01毫米。有的千分尺，可動刻度為50等分，而固定刻度上無半毫米刻度，隻能用眼進行估計。對于已消除零誤差的千分尺，當微分筒的前端面恰好在固定刻度下刻度線的兩線中間時，若可動刻度的讀數在40-50之間，則其前沿未超過0.5毫米，固定刻度讀數不必加0.5毫米；若可動刻度上的讀數在0-10之間，則其前端已超過下刻度兩相鄰刻度線的一半，固定刻度數應加上0.5毫米。

分類

1.遊标讀數外徑千分尺用于普通的外徑測量

2.小頭外徑千分尺适用于測量鐘表精密零件

3.尖頭外徑千分尺它的結構特點是兩測量面為45°椎體形的尖頭。它适用于測量小溝槽，如鑽頭、直立銑刀、偶數槽絲錐的溝槽直徑及鐘表齒輪齒根圓直徑尺寸等。

4.壁厚千分尺特點是有球形測量面和平側量面及特殊形狀的尺架，适用于測量管材壁厚的外徑千分尺。

5.闆厚千分尺闆厚千分尺是指具有球形側量面合平側兩面及特殊形狀的尺架，适用于測量闆材厚度的外徑千分尺。

6.帶測微表頭千分尺它的結構特點是，由測微頭代替普通外徑千分尺的固定測砧。用它對同一尺寸的工件進行分選檢查很方便，而且示值比較穩定。測量範圍有0-25mm、25-50mm、50-75mm和75-100mm四種。它主要用于尺寸比較測量。

7.大平面側頭千分尺其測量面直徑比較大（12.5mm），并可以更換，故測量面與被測工件間的壓強較小。适用于測量彈性材料或軟金屬制件，如金屬po箔片、橡膠和紙張等的厚度尺寸。

8.大尺寸千分尺其特點是可跟換測砧或可調整測杠，這對減少千分尺數量、擴大千分尺的使用範圍是有好處的。

9.翻字式讀數外徑千分尺在微分筒上開有小窗口，顯示0.1mm讀數

10.電子數字顯示式外徑千分尺是指利用電子測量、數字顯示及螺旋副原理對尺架上兩測量面間分隔的距離進行讀數的外徑千分尺。

測量方法

傳統測量方法：當前工廠内部品質檢查的方法為測量一個數據後，由測量人員人工記錄在紙張中，或者由一個人測量，另一個人進行記錄的操作方式，當需要進行分析時，由操作人員錄入到電腦的EXCEL表格中；目前方式導緻的問題是效率低，數據容易記錯，同時有些操作人員由于不清楚産品的測量規格，對于産品超過規格的情況，操作人員不能及時采取措施，而且對于需要進行數據分析時，還需要重複錄入電腦中。

利用數據采集儀連接千分尺測量法：直接用數據采集儀連接千分尺來進行測量。數據采集儀會自動采集測量數據并計算分析、自動判斷結果，這種測量方法可以提高測量效率，減少由于人工測量所造成的誤差，效果結構示意圖：

優勢：

1、機械加工的現場檢測；

2、提高測量的準确度；

3、提高檢測效率；

4、自動數據采集，實現無紙化；

5、提高數據的準确性，更加實時；

6、實現品質數據的實時、遠程監控；

7、方便移動，實現移動數據采集；

8、解決現場數據記錄問題；

9、不占用生産現場空間；

10、實現無線傳輸。

零誤差判定

校準好的千分尺，當測微螺杆與測砧接觸後，可動刻度上的零線與固定刻度上的水平橫線應該是對齊的，如果沒有對齊，測量時就會産生系統誤差──零誤差。如無法消除零誤差，則應考慮它們對讀數的影響。若可動刻度的零線在水平橫線上方，且第x條刻度線與橫線對齊，即說明測量時的讀數要比真實值小x.100毫米，這種零誤差叫做負零誤差，如圖2.4-4乙所示，它的零誤差為－0.03毫米；若可動刻度的零線在水平橫線的下方，且第y條刻度線與橫線對齊，則說明測量時的讀數要比真實值大y.100毫米，這種零誤差叫正零誤差，它的零誤差為＋0.05毫米。

對于存在零誤差的千分尺，測量結果應等于讀數減去零誤差，即物體長度＝固定刻度讀數＋可動刻度讀數－零誤差。

使用注意事項

1．千分尺是一種精密量具，使用時應小心謹慎，動作輕緩，不要讓它受到打擊和碰撞。千分尺内的螺紋非常精密，使用時要注意：①旋鈕和測力裝置在轉動時都不能過分用力；②當轉動旋鈕使測微螺杆靠近待測物時，一定要改旋測力裝置，不能轉動旋鈕使螺杆壓在待測物上；③當測微螺杆與測砧已将待測物卡住或旋緊鎖緊裝置的情況下，決不能強行轉動旋鈕。

2．有些千分尺為了防止手溫使尺架膨脹引起微小的誤差，在尺架上裝有隔熱裝置。實驗時應手握隔熱裝置，而盡量少接觸尺架的金屬部分。

3．使用千分尺測同一長度時，一般應反複測量幾次，取其平均值作為測量結果。

4．千分尺用畢後，應用紗布擦幹淨，在測砧與螺杆之間留出一點空隙，放入盒中。如長期不用可抹上黃油或機油，放置在幹燥的地方。注意不要讓它接觸腐蝕性的氣體。

保養

1.檢查零位線是否準确；

2.測量時需把工件被測量面擦幹淨；

3.工件較大時應放在V型鐵或平闆上測量；

4.測量前将測量杆和砧座擦幹淨；

5.擰活動套筒時需用棘輪裝置；

6.不要擰松後蓋，以免造成零位線改變；

7.不要在固定套筒和活動套筒間加入普通機油；

8.用後擦淨上油，放入專用盒内，置于幹燥處。

檢定規程

1.目的：　指導和規範檢定人員正确的從事千分尺的檢定修理工作。

2.适用範圍：　适用于計量室檢定人員在其崗位上從事的千分尺量具的檢定修理工作。

3.人員要求

該項操作人員應具有高中及以上文化程度，并經上級計量管理部門考核合格，取得"千分尺量具"計量檢定員證書的計量檢定人員。

4.工裝量具

杠杆千分尺、杠杆百分表或百分表、平闆、專用測力儀、塞尺、表面粗糙度樣闆、二級平晶、一級刀口尺、平行平晶、四等五等量塊、剛球檢具、光學計、測長機，以及相應的修理工具，汽油、麂皮等工具用品。

5.準備工作

(1）根據被檢遊标量具的量程選取相應的量塊，檢查量塊證書是否再有效期内。

(2)觀察檢定室内溫、濕度是否達到檢定規程的要求即（20±2）℃。應把溫濕度實測值填入《标準裝置使用記錄》和《千分尺量具檢定記錄》。

6.檢定與修理

(1)外觀檢查用目力觀察，千分尺應有分度值、制造廠名、工廠标志和出廠編号。

(2.)各部分相互作用應适應檢定規程中4.1、4.2的要求。

(3)測微螺杆的軸向串動和徑向擺動均不大于0.01mm。

(4)測砧與測微螺杆工作面相對偏移量應不大于《千分尺量具檢定規程》中表3的規定。

(5)千分尺的測力應在6-10N範圍内，用分度值不大于0.2N的專用測力機檢定。

(6)微分筒錐面的斷面棱邊至固定套管刻線面的距離應不大于0.4mm。檢定時應用塞尺與固定套管刻線表面用比較法檢定，微分筒轉動一周内不少于三個位置上進行。

(7)微分筒錐面的端面與固定套管毫米刻線的相對位置應适合《千分尺量具檢定規程》中表11.1、11.2的規定。

(8)工作面的表面粗糙度：外徑千分尺和校對量杆的工作面的表面粗糙度Ra應不大于0.05μm。用粗糙度比較樣闆以比較法檢定。

(9)工作面的平面度應适應《千分尺量具檢定規程》中13.1、13.2的規定。

(10)工作面的平行度，當外徑千分尺鎖緊裝置緊固與松開時的千分尺兩工作面的平行度應不大于《千分尺量具檢定規程》中表4和14.2的規定。

(11)示值誤差應不超過檢定規程中15.1、16.1的要求。

(12)各項檢定結果均填入《千分尺檢定記錄》。

(13)檢定結果符合規程技術要求的未檢定合格填寫計量合格标簽，粘貼在被檢千分尺的絕熱闆上。

(14)檢定不符合規程技術要求的量具要對不合格項目進行反複的修理和檢定。

(15)對損壞嚴重的确實無法修複的應填寫《計量報廢通知單》經計量室負責人審批後給予報廢。被檢量具粘貼"禁用"标簽。

7.收尾工作檢修完畢後，把量塊和配套設備擦拭幹淨，塗上防鏽油放回原處妥善保管。把檢定合格的量具放在已檢合格區域擺放整齊。

8.現執行《JJG21-95千分尺計量檢定規程》

9.記錄

檢定操作

1.使用本标準器組時，被檢千分尺應清洗，擦拭幹淨，其側面應光潔無劃痕。

2.使用本标準器組時，應帶手套，不得對标準器組及配套設備講話，以免手汗或唾液造成标準器鏽蝕。

3.測量前量塊、刀口尺應擦拭幹淨，平晶用高度酒精和乙醚混合液或乙醚清洗後方可使用。

4.使用量塊或平行平晶檢定示值時，用力要适當，防止擠傷工作面或脫落。

5.使用平晶檢定測量面不平度時，應緩慢的使平晶邊緣與測量面接觸，逐漸傾斜平晶，直到正面接觸，然後調正平晶與被測面之間的夾角，直到出現清晰、幹涉帶為止。禁止把平晶壓在被測量面上硬推，以免拉傷平晶的工作面。

6.使用刀口尺時應手持絕緣熱闆，避免溫度變化影響測量示值。

7.立式光學計的操作：

A.測試前應将電源接上6V.15W低壓變壓器上，将投影燈的燈絲調至離燈泡270mm處，調節燈絲軸向位置、橫向位置，使投影屏上獲得均勻的照明。

B.測帽及工作台的選擇應根據被測工件的形狀使其測量面接近與點或線，以減少測量誤差。

C.校正工作台時，先把量塊擦拭幹淨，放在工作台的中間并在光學計管下端的測量杆上裝上平面測帽，使量塊與測帽接觸，并使投影屏中看到分劃闆的刻線像。然後将量塊先後4次放入測帽的相互垂直的四個邊緣位置上，觀察投影中分劃刻闆線示值的變化。并調整工作台的四個調正螺絲，使分劃刻闆線的示值變化最小，及工作台與測帽平面調正完畢。

D.當工作台的平面校正後，先松開緊固螺絲，轉動偏心手輪使刻線零位與指标線重合，當緊固螺絲緊固後，零位有所偏移。此時可調整零位微動螺絲使刻線零位再次與指标線重合，并多次撥動測帽提升器确認無疑後，方可進行測量。測量時可旋動微動托圈和偏心手輪，以調正投影光學計管位置，以使測帽剛好與被測工作件接觸，然後緊固橫臂，微動圈和固定測管緊固螺釘，就可以進行量工作。

8.萬能測長儀的操作：

A.測帽的選擇應使測件與測帽的接觸面為最小，即接近與點和線。本裝置測量平面物體較多，故使用R20球型測帽。

B.調正測帽時，使一對測帽分别裝在尾管和測頭上，并使兩測帽接觸，與此同時在投影窗裡見到測微标尺的像，調正尾管十字方向駐螺中的一個，使像自左向右移動，并在某一位置改變其運動方向，将駐螺釘停留在通常改錯的轉折點上用同樣的方法調正另一螺釘。通過兩次調正，使測帽在水平和垂直方向彼此平行。

C.被測件安放時，利用萬能工作台各向可能的運動方向找出被測件在測量時的正确位置即"轉折點"外尺寸測量時應找出測量最小值，内尺寸反之。

D.調正零位時應在主軸和尾管上分别裝上兩個所需要形狀的測帽，移動測座為尾座時兩帽接觸，使屏的讀數大緻在一定的刻度上，這時尾動尾管主标尺上零線被0雙線套住，這就是儀器的零位。

E.調正燈絲的位置時，應松開螺母拉動#4，将将調燈透鏡J推入光路中，松開#2，前後拉動燈頭#1，時燈絲清晰的成像在投影屏上，緊固#2在調節#3，時燈絲在投影屏中上下左右對稱。

測量特點

内徑千分尺

1）内徑千分尺在測量及其使用時，必需用尺寸最大的接杆與其測微頭連接，依次順接到測量觸頭，以減少連接後的軸線彎曲。

2）測量時應看測微頭固定和松開時的變化量。

3）在日常生産中，用内徑尺測量孔時，将其測量觸頭測量面支撐在被測表面上，調整微分筒，使微分筒一側的測量面在孔的徑向截面内擺動，找出最小尺寸。然後擰緊固定螺釘取出并讀數，也有不擰緊螺釘直接讀數的。這樣就存在着姿态測量問題。姿态測量：即測量時與使用時的一緻性。例如：測量 75～600/0.01mm的内徑尺時，接長杆與測微頭連接後尺寸大于 125 mm 時。其擰緊與不擰緊固定螺釘時讀數值相差 0.008 mm 既為姿态測量誤差。

4）内徑千分尺測量時支承位置要正确。接長後的大尺寸内徑尺重力變形，涉及到直線度、平行度、垂直度等形位誤差。其剛度的大小，具體可反映在“自然撓度”上。理論和實驗結果表明由工件截面形狀所決定的剛度對支承後的重力變形影響很大。如不同截面形狀的内徑尺其長度 L 雖相同，當支承在（2/9）L 處時,都能使内徑尺的實測值誤差符合要求。但支承點稍有不同，其直線度變化值就較大。所以在國家标準中将支承位置移到最大支承距離位置時的直線度變化值稱為“自然撓度”。為保證剛性，在我國國家标準中規定了内徑尺的支承點要在（2/9）L 處和在離端面 200 mm 處，即測量時變化量最小。并将内徑尺每轉 90°檢測一次，其示值誤差均不應超過要求。