游标卡尺测量误差来源分析

　　1 前言

　　在机械制造业中,游标卡尺是用得最普遍的通用量具之一,它用于测量工件的外尺寸和内尺寸等,为了对其正确地使用,保证检测质量,因此对游标卡尺测量误差来源的了解就非常必要。

　　由于测量器具的误差来源分析,是从结构原理和制造质量,以及测量器具本身所产生的随机误差出发,根据误差原理来分析和计算机构的各项误差,并研究这些误差对测量器具准确度的影响。因此影响游标卡尺准确度的主要因素有:由游标卡尺本身引起的误差(包括主尺刻度的误差、游标刻度的误差、零值误差、由基准端面引起的误差、由测量面引起的误差);由使用引起的人为误差(包括由测量力引起的误差、视差引起的误差、由不准确的测量方法引起的误差)等。下面对引起游标卡尺测量误差的主要因素进行分析。

　　2 引起游标卡尺测量误差的主要因素

　　2.1 主尺刻度误差的影响

　　主尺刻度误差直接反映到游标卡尺的示值误差上,若主尺刻度误差为Δ主刻主刻,则对游标卡尺示值误差的影响ΔL1为ΔL1=Δ主刻

　　2.2 游标刻度误差的影响

　　游标刻度误差直接反映到游标卡尺的示值误差上,若游标刻度误差为Δ游标,则对游标卡尺示值误差的影响ΔL2为:ΔL2=Δ游标

　　2.3 刻线宽度误差的影响

　　(1)刻线宽度

　　根据分度准确度的要求,线条愈细愈好,然而刻线最小宽度受眼睛生理的限制。此外,刻线最小宽度还受观察背景的影响,刻度表面质量低劣,实际能见的最小刻线宽度就要增大。因此,根据JJG30-2002通用卡尺检定规程,对游标卡尺刻线宽度的要求见表1。

　　(2)刻线宽度误差的影响

　　如果主尺与游标的刻线宽度差为Δ线宽,则对卡尺示值误差的影响ΔL3为:

　　2.4 视差的影响

　　游标卡尺是由主尺刻度和游标刻度作比较而进行读数的,但一般结构的游标卡尺由于主尺刻度面和游标刻度面不在同一平面上,由此产生了视差Δ视。

　　(1)视差的计算方法

　　对于游标量具,明视距离为d,两眼距离之半为m,主尺与游标两刻度面的距离为h,则视差一般取明视距d=250 ,两眼距离2m=60 ,则

　　(2)视差的影响

　　游标尺标记表面棱边至主标尺标记表面的距离为h,根据公式Δf=mh/d得,视差Δ视对卡尺示值误差的影响ΔL4为:ΔL4=0.12h

　　2.5 主尺基准面平面度误差的影响

　　如图1所示,若主尺基准面相对于游标尺框与主尺配合长度L1的平面度误差为Δ基平,则对卡尺外测量及内测量示值误差的影响分别为: