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技术支持

外径千分尺的结构和用法

外径千分尺

  外径千分尺常简称为千分尺,它是比游标卡尺更精密的长度测量仪器,常见的一种如图2.4-1所示,它的量程是0-25毫米,分度值是0.01毫米。外径千分尺的结构由固定的尺架、测砧、测微螺杆、固定套管、微分筒、测力装置、锁紧装置等组成。固定套管上有一条水平线,这条线上、下各有一列间距为1毫米的刻度线,上面的刻度线恰好在下面二相邻刻度线中间。微分筒上的刻度线是将圆周分为50等分的水平线,它是旋转运动的。

  根据螺旋运动原理,当微分筒(又称可动刻度筒)旋转一周时,测微螺杆前进或后退一个螺距──0.5毫米。这样,当微分筒旋转一个分度后,它转过了1/50周,这时螺杆沿轴线移动了1/50×0.5毫米=0.01毫米,因此,使用千分尺可以准确读出0.01毫米的数值。

外径千分尺的零位校准

  使用千分尺时先要检查其零位是否校准,因此先松开锁紧装置,清除油污,特别是测砧与测微螺杆间接触面要清洗干净。检查微分筒的端面是否与固定套管上的零刻度线重合,若不重合应先旋转旋钮,直至螺杆要接近测砧时,旋转测力装置,当螺杆刚好与测砧接触时会听到喀喀声,这时停止转动。如两零线仍不重合(两零线重合的标志是:微分筒的端面与固定刻度的零线重合,且可动刻度的零线与固定刻度的水平横线重合),可将固定套管上的小螺丝松动,用专用扳手调节套管的位置,使两零线对齐,再把小螺丝拧紧。不同厂家生产的千分尺的调零方法不一样,这里仅是其中一种调零的方法。

  检查千分尺零位是否校准时,要使螺杆和测砧接触,偶而会发生向后旋转测力装置两者不分离的情形。这时可用左手手心用力顶住尺架上测砧的左侧,右手手心顶住测力装置,再用手指沿逆时针方向旋转旋钮,可以使螺杆和测砧分开。

外径千分尺的读数

  读数时,先以微分筒的端面为准线,读出固定套管下刻度线的分度值(只读出以毫米为单位的整数),再以固定套管上的水平横线作为读数准线,读出可动刻度上的分度值,读数时应估读到最小刻度的十分之一,即0.001毫米。如果微分筒的端面与固定刻度的下刻度线之间无上刻度线,测量结果即为下刻度线的数值加可动刻度的值;如微分筒端面与下刻度线之间有一条上刻度线,测量结果应为下刻度线的数值加上0.5毫米,再加上可动刻度的值,如图2.4-2读数为8.384毫米,图2.4-3读数为7.923毫米。

        

  有的千分尺的可动刻度分为100等分,螺距为1毫米,其固定刻度上不需要半毫米刻度,可动刻度的每一等分仍表示0.01毫米。有的千分尺,可动刻度为50等分,而固定刻度上无半毫米刻度,只能用眼进行估计。对于已消除零误差的千分尺,当微分筒的前端面恰好在固定刻度下刻度线的两线中间时,若可动刻度的读数在40-50之间,则其前沿未超过0.5毫米,固定刻度读数不必加0.5毫米;若可动刻度上的读数在0-10之间,则其前端已超过下刻度两相邻刻度线的一半,固定刻度数应加上0.5毫米。

外径千分尺的零误差的判定

  校准好的千分尺,当测微螺杆与测砧接触后,可动刻度上的零线与固定刻度上的水平横线应该是对齐的,如图2.4-4甲所示。如果没有对齐,测量时就会产生系统误差──零误差。如无法消除零误差,则应考虑它们对读数的影响。若可动刻度的零线在水平横线上方,且第x条刻度线与横线对齐,即说明测量时的读数要比真实值小x.100毫米,这种零误差叫做负零误差,如图2.4-4乙所示,它的零误差为-0.03毫米;若可动刻度的零线在水平横线的下方,且第y条刻度线与横线对齐,则说明测量时的读数要比真实值大y.100毫米,这种零误差叫正零误差,如图2.4-4丙所示,它的零误差为+0.05毫米。

  对于存在零误差的千分尺,测量结果应等于读数减去零误差,即物体长度=固定刻度读数+可动刻度读数-零误差。

使用千分尺注意事项

  1.千分尺是一种精密的量具,使用时应小心谨慎,动作轻缓,不要让它受到打击和碰撞。千分尺内的螺纹非常精密,使用时要注意:①旋钮和测力装置在转动时都不能过分用力;②当转动旋钮使测微螺杆靠近待测物时,一定要改旋测力装置,不能转动旋钮使螺杆压在待测物上;③当测微螺杆与测砧已将待测物卡住或旋紧锁紧装置的情况下,决不能强行转动旋钮。

  2.有些千分尺为了防止手温使尺架膨胀引起微小的误差,在尺架上装有隔热装置。实验时应手握隔热装置,而尽量少接触尺架的金属部分。

  3.使用千分尺测同一长度时,一般应反复测量几次,取其平均值作为测量结果。

  4.千分尺用毕后,应用纱布擦干净,在测砧与螺杆之间留出一点空隙,放入盒中。如长期不用可抹上黄油或机油,放置在干燥的地方。注意不要让它接触腐蚀性的气体。

选自:《高中物理学生实验》

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