游标卡尺测量误差原因分析

　　1 引言

　　游标卡尺是一种常用量具，通常用于测量物件的长度、内径、外径、深度等。在各个行业的生产实践或测量得到广泛地应用，因此使用者对卡尺测量误差来源的了解就显得非常必要。本文较全面归纳了游标卡尺测量误差来源，总结了测量误差来源有3种主要因素：结构引起的误差、操作引起的误差、温度引起的误差。

　　2 测量误差原因

　　2.1 结构引起的误差

　　2.1.1 游标卡尺的结构

　　由L型状的钢制尺(简称：主尺)与游标安装在框架上组成的游标尺组件构成，使用时手感推动游标尺组件，使主尺上的测量爪和游标尺组件上的测量爪同时与被测物件接触，调节正确测量位置，从主尺指示器读取数据与游标尺组件指示器读取数据的和，即为被测物件尺寸。但该结构不满足阿贝基本思路，而阿贝基本思路指的是在进行测量过程中，被测物件长度量(即：被测尺寸)与主尺标准量(即主尺读数量)应在同一线上，如钢板尺安放在被测物件长度上直接测量，而游标卡尺无法实现，只能间接应用。

　　2.1.2 游标卡尺的主尺与游标框架尺组件配合

　　由于主尺与游标尺组件在使用过程中为间隙配合，因此主尺与游标尺组件上的两测量爪在对物件进行测量时，物件轴线与两测量爪不在同一直线上，从而形成测量误差，该误差即为阿贝误差(Abbe)。在测量过程中误差大小取决于主尺与游标尺组件间隙配合大小;配合间隙越大，则主尺上的测量爪与游标尺组件上测量爪在测量过程中存在的两爪不平行量就越大。如图1所示。

　　2.1.3 游标卡尺制造缺陷引起的误差

　　归纳起来有7类误差，分别为游标卡尺主尺上刻度的误差、游标尺上刻度的误差、主尺与游标尺上刻度线宽度的误差、主尺与游标尺两测量面平面度的误差、主尺与游标尺两测量面平行度的误差、主尺基准面平面度的误差，主尺基准面与游标尺测量爪平面垂直度的误差，上述这些独立的各项误差都会造成使用过程的测量误差。但游标卡尺独立的各项误差只要符合JJG 30-2002《通用卡尺检定规程》要求，其所造成的测量误差为符合性测量误差。

　　2.2 操作引起的误差

　　由于操作不当引起的误差有多种方式，主要突出在四个方面：测量力方面、测量力对使用外测量爪刀口部位测量方面、零位误差方面、视觉误差方面。

　　2.2.1 测量力引起误差

　　游标卡尺制造时自身没有设计自带标准测量力装置，而测量力途径来源于使用人员手感施加得取，由于手感施加测量力控制能力较难，这就会造成很大的测量误差。试验证明，在相同的环境条件下，不同的使用人员测量相同物件尺寸的数据也不尽相同，这都是施加的测量力大小不等造成的。