卡尺内量爪刃口厚度及侧隙对孔径测量的影响

　　游标卡尺是一种常用的检测量具,用途十分广泛,用它既可测量外尺寸,又可测量内尺寸。在测量内尺寸、特别是在测量孔的直径时,由于内量爪刃口厚度、侧面间隙的影响,会产生测量误差,从而使所测孔的直径变小。下面对测量孔径中卡尺内量爪刃口厚度和侧面间隙对孔径的影响进行简单的探讨。

　　1 分析

　　以下分析均假设被测孔的直径为D,用δ表示测量误差。

　　1.1 假设内量爪刃口厚度为h,侧面间隙为0

　　从图1中可看出,孔的实际直径为AB,而测得的直径为BC。假设,于是可得

　　1.2 假设内量爪刃口厚度为0,侧面间隙为a

　　由图2中可看出,孔的实际直径为AB,而测得的直径为BC。假设,于是可得

　　1.3 假设内量爪刃口厚度为h,侧面间隙为a

　　从图3中可看出,孔的实际直径为AB,而测得的直径为BC。假设,于是可得

　　1.4 内量爪刃口厚度和侧面间隙对孔径的综合影响

　　从(3)式中可以看出,用卡尺去测量内孔的直径时,由于其刃口厚度和侧面间隙的影响,将使内孔直径变小了一些。为了对这一测量结果进行修正,游标卡尺检定规程规定用量块检定内量爪的示值误差,且规定偏差为正值,从而使测量误差减小,这样更接近于内孔的真实尺寸。

　　2 实际运用

　　在实际测量中,若要定量分析卡尺内量爪刃口厚度和侧面间隙对测量孔径的影响,则可先测得其刃口厚度和侧面间隙的值,然后再用(3)式计算出它们引起的误差。

　　假设先用该卡尺去测量某直径δ=10mm的三等标准环规,测量结果为9.98 mm,即δ=-0.02 mm(如果该卡尺内量爪的偏差经检定为Δ=+0.02mm,则该环规的尺寸应为δ=9.98mm+Δ=10mm。环规尺寸得到了修正,这也是规定内量爪尺寸偏差为正值的原因);然后用(3)式便可求出如果用该卡尺去测量直径为4mm的内孔时,将其代入便可知其刃口厚度和侧面间隙所引入的误差若要对其进行修正,则应加上内量爪的偏差值Δ,即测量误差δ=-0.03 mm。

　　表1数据给出了卡尺内量爪刃口厚度和侧面间隙对孔径的影响(注:表中误差值未修正)。

　　从表中可以看出,被测孔的直径越小,卡尺内量爪刃口厚度和侧面间隙对孔径的影响越大;随着被测孔直径的增大,它对孔径的影响将减小。所以在测量精度较高的小孔直径时,不宜用卡尺测量。

　　参考文献

　　[1] JJG30-2002,通用卡尺检定规程[S].

　　[2]李小亭,等.几何量计量[M].北京:中国计量出版社, 1998.

　　作者简介:赵纯林(1972-),男,工程师,从事长度计量测试工作