带表卡尺的优缺点与使用中应注意的几个问题

　　1 带表卡尺的工作原理与优缺点

　　表卡结构如图1 所示，与游标卡尺(以下简称游卡)不同的是在主尺尺身正面开一条通槽，装有一根齿条，其工作原理是采用齿轮与齿条进行传动，将两测量面的相对位移转换为指针回转运动的一种测量工具。在尺框上方有一个分度值为0.01 mm 或0.02 mm 的指示表，尺框尾部装有滚轮，通过滚轮在主尺基面棱角上的摩擦力，带动尺框前后移动。

　　表卡是通过齿轮与齿条的传动比，将读数值放大。最常用的表卡分度值为0.02 mm，其读数值放大倍数为：

式(1) 中，k 为表卡分度值放大倍数，倍;d 为表卡刻度盘的直径，mm;n 为表卡刻度盘一周刻线数;i 为表卡分度值，mm。游卡的读数原理则是利用游标刻线间距，与主尺刻线间距之差，形成游标分度值，通过眼睛的二线重合差识别能力进行测量。如游卡的分度值0.02 mm，就是主尺刻线间距1 mm 与游标刻线间距0.98 mm 之差得到，没有读数放大功能。

　　由式(1)的计算可知表卡的读数值放大倍数是游卡的58 倍，因此表卡读数直观、准确、快捷方便、省时省力、减少眼疲劳，与电子卡尺相比也具有不怕水、不怕油等优点，被广泛应用于机械工业中。表卡与游卡相比，在测量面磨损相同的情况下，表卡的示值超差率却远远大于游卡的示值超差率，这是因为表卡在磨损的同时，齿轮与齿条传动系统也在磨损，并迅速转化为示值误差，严重的会导致示值的超差。

　　2 表卡使用中应注意的几个问题

　　2.1 示值误差检定时应注意的问题

　　JJG30-2002 通用卡尺检定规程，对300 mm 以下表卡和游卡的示值误差，规定了不少于均匀分布的3 个检定点。但表卡与游卡示值误差产生的基础是不同的，游卡的示值误差靠主尺与游标的刻线精度来保证，而表卡则是靠齿轮、齿条、加工和安装等精度来保证。游卡有上百年的制造历史，工艺简单可靠，示值误差一般都能保证，因此用均匀分布的3 个检定点，检定合格就能保证全行程合格。而表卡是近几十年才上市的新型计量器具，由于表卡是齿轮与齿条结构，从制造、安装、使用、磨损、变形等方面都会产生误差，因此采用均匀分布的3 个检定点是不能全面控制表卡示值误差的。

　　在每年检修的500 件表卡中，发现大多数表卡在靠近零位前端的齿条磨损特别严重，磨损多的部位示值就会超差。有一个0~150 mm 的表卡，最大的超差值竟达到-0.12 mm，而该尺允许的示值误差为±0.02 mm。因此为了全面控制表卡的示值误差，特将检定点增加到10 个，这样发现超差的比例增加了30%，主要是由于齿轮与齿条的磨损、变形等原因产生了误差。使用者一定要注意这个问题，通过增加检定点来克服表卡的缺点。以下设置的检定点，可供量仪检修人员和使用者参考，见表1。