卡尺内量爪错位对测量结果的影响

　　用卡尺内量爪测量内圆尺寸时， 由于内量爪错位(或称为侧隙) 与测量部位的磨损造成测量轴线变宽等因素的存在，将影响内圆尺寸的测量准确度。 笔者在对通用卡尺中的游标卡尺、数显卡尺、带表卡尺的计量检修工作中，针对上述因素的影响作了量化分析并提出控制方法，供大家参考。

　　一、测量原理

　　在用卡尺内量爪测量内圆尺寸时，其理想模型图如图1、图2所示。 图1表示用圆弧内量爪测量，图2表示用刀口内量爪测量。 图中，A、B为测量接触点，φ为被测内径。可以看出，在理想状态下，卡尺的测量读数就等于AB，也等于φ。

　　然而，由于内量爪错位(或称为侧隙)与测量部位的磨损造成测量轴线变宽等因素的客观存在，其实际测量模型图如图3、图4所示。 这时卡尺的测量读数为A′B′，A′B′是测量接触点A、B投影在水平测量线上之间的距离，A′B′<AB=φ。

　　二、误差分析

　　内量爪错位与测量轴线宽度对内径的测量究竟有多大的测量偏差，下面以圆弧内量爪卡尺为例，进行量化分析。 如图5所示，C表示圆弧内量爪错位量，H表示测量轴线宽度，φ表示被测物的实际内径，AB表示应测得的内径，A′B表示实测内径值。

　　图6是刀口内量爪卡尺的实际测量图，从图3、图4可看出，刀口内量爪的侧隙量相当于圆弧内量爪的错位量。 根据以上分析，同理可得

　　从式(1)、式(2)可以得出：δ为负值，说明在C和H存在下用卡尺内量爪测量内孔孔径时， 测量值小于实际值，且测量误差和C、H值的大小成正比，和φ成反比。

　　三、控制方法

　　在实际使用中，用卡尺内量爪测量孔径直径时，由于C和H的普遍存在，在检修卡尺内量爪工作中，我们的做法是，将按JJG30-2008《通用卡尺》检定规程要求检定合格后的卡尺再对标准光滑环规进行测量，刀口内量爪卡尺一般用Φ10mm的环规，圆弧内量爪卡尺用Φ18mm的环规。以测量范围为(0～150)mm、分度值为0.02mm的刀口内量爪卡尺为例，若发现测量环规示值误差在-0.02mm之外， 就对卡尺的刀口内量爪的H值进行适当修小，并调小侧隙C来减少测量误差。一般来说，卡尺内量爪经修整后用标准环规进行测量，测量的示值误差一般都能控制在检定规程规定的范围之间，既达到了规程的要求，又解决了实际测量中存在的问题。

　　经过多年的实际操作，我们发现对于刀口内量爪，经检修后，刀口厚度H控制在0.2mm以下，且测量轴线外侧适当修圆(可用刻度放大镜来检测)，侧面间隙C控制在0.1mm以下(可用塞尺检定);对于圆弧内量爪，测量轴线宽度H控制在0.15mm以下(可用刻度放大镜来检测)，量爪错位量C控制在0.2mm以下，那么，用卡尺内量爪来测量内孔直径时，测量误差一般不会超过JJG30-2008的规定。