遊標卡尺原理及讀數方法
離開中學時代已經很久遠了,記不清最後一次在實驗課上用到遊標卡尺是什麼時候,或許是在大學物理實驗課上用到過。今天我要用它來量一個元器件的尺寸,於是溫故一下。
遊標卡尺的主尺的刻度最小單位為1mm,那麼我們很多時候需要精確測量到更小比如0.1mm怎麼辦?
這就是遊標卡尺的副尺所起的作用。用過遊標卡尺的人,應該記得,用遊標卡尺測量出的尺寸的讀數是兩部分的加和:主尺的毫米部分加上副尺與主尺刻度重合的位置的讀數,副尺每個刻度表示0.02mm。
這個結論,相必知道後就會用了,但很多人可能並沒有去思考其所以然。這裡分析如下:
把遊標卡尺的卡口合攏,即副尺的最左邊刻度0與主尺的最左邊刻度0,相重合了。再看看副尺的最右邊刻度的0與主尺的哪個刻度重合了沒有?你會發現與主尺的49mm處相重合。我們知道,副尺一共有50個刻度。可以這樣來理解,副尺走了50個刻度,比主尺走了50個刻度,結果慢了1mm,這就是說,副尺的刻度每個都比主尺的刻度小1mm/50=0.02mm。
好了,下面最重要的來了,在測量的時候,副尺的最左邊刻度往往介於主尺的一個刻度之間,它與主尺的那個刻度之差就是我們要求的距離,這裡設為x。當主尺走了N個刻度,副尺也走了N個刻度,它們相遇了。於是有下面的方程:
N * 1 = x + N * 0.98
這裡x是副尺領先於主尺的距離;0.98是副尺的長度,單位毫米。
這就是說,x = 0.02 * N
哦!副尺每5個刻度原來等於0.02 * 5 = 0.1mm,難怪副尺每5個刻度就標記一個大的刻度。當我們讀到副尺的重合的那個刻度與大的刻度餘出來的個數就是要乘以0.02後讀出來的,這是百分位。
總結:遊標卡尺的讀數最小隻能精確到0.02,並且這個也是估算出來的,誤差不超過0.02mm。除非碰巧遊標卡尺的最左邊刻度與主尺的刻度重合,這種情況是很少的,通常的情況是,遊標卡尺的副尺上只有一次機會與主尺的某個刻度重合。