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    技術支持

    外徑千分尺的結構和用法

    外徑千分尺

      外徑千分尺常簡稱為千分尺,它是比游標卡尺更精密的長度測量儀器,常見的一種如圖2.4-1所示,它的量程是0-25毫米,分度值是0.01毫米。外徑千分尺的結構由固定的尺架、測砧、測微螺桿、固定套管、微分筒、測力裝置、鎖緊裝置等組成。固定套管上有一條水平線,這條線上、下各有一列間距為1毫米的刻度線,上面的刻度線恰好在下面二相鄰刻度線中間。微分筒上的刻度線是將圓周分為50等分的水平線,它是旋轉運動的。

      根據螺旋運動原理,當微分筒(又稱可動刻度筒)旋轉一周時,測微螺桿前進或后退一個螺距──0.5毫米。這樣,當微分筒旋轉一個分度后,它轉過了1/50周,這時螺桿沿軸線移動了1/50×0.5毫米=0.01毫米,因此,使用千分尺可以準確讀出0.01毫米的數值。

    外徑千分尺的零位校準

      使用千分尺時先要檢查其零位是否校準,因此先松開鎖緊裝置,清除油污,特別是測砧與測微螺桿間接觸面要清洗干凈。檢查微分筒的端面是否與固定套管上的零刻度線重合,若不重合應先旋轉旋鈕,直至螺桿要接近測砧時,旋轉測力裝置,當螺桿剛好與測砧接觸時會聽到喀喀聲,這時停止轉動。如兩零線仍不重合(兩零線重合的標志是:微分筒的端面與固定刻度的零線重合,且可動刻度的零線與固定刻度的水平橫線重合),可將固定套管上的小螺絲松動,用專用扳手調節套管的位置,使兩零線對齊,再把小螺絲擰緊。不同廠家生產的千分尺的調零方法不一樣,這里僅是其中一種調零的方法。

      檢查千分尺零位是否校準時,要使螺桿和測砧接觸,偶而會發生向后旋轉測力裝置兩者不分離的情形。這時可用左手手心用力頂住尺架上測砧的左側,右手手心頂住測力裝置,再用手指沿逆時針方向旋轉旋鈕,可以使螺桿和測砧分開。

    外徑千分尺的讀數

      讀數時,先以微分筒的端面為準線,讀出固定套管下刻度線的分度值(只讀出以毫米為單位的整數),再以固定套管上的水平橫線作為讀數準線,讀出可動刻度上的分度值,讀數時應估讀到最小刻度的十分之一,即0.001毫米。如果微分筒的端面與固定刻度的下刻度線之間無上刻度線,測量結果即為下刻度線的數值加可動刻度的值;如微分筒端面與下刻度線之間有一條上刻度線,測量結果應為下刻度線的數值加上0.5毫米,再加上可動刻度的值,如圖2.4-2讀數為8.384毫米,圖2.4-3讀數為7.923毫米。

            

      有的千分尺的可動刻度分為100等分,螺距為1毫米,其固定刻度上不需要半毫米刻度,可動刻度的每一等分仍表示0.01毫米。有的千分尺,可動刻度為50等分,而固定刻度上無半毫米刻度,只能用眼進行估計。對于已消除零誤差的千分尺,當微分筒的前端面恰好在固定刻度下刻度線的兩線中間時,若可動刻度的讀數在40-50之間,則其前沿未超過0.5毫米,固定刻度讀數不必加0.5毫米;若可動刻度上的讀數在0-10之間,則其前端已超過下刻度兩相鄰刻度線的一半,固定刻度數應加上0.5毫米。

    外徑千分尺的零誤差的判定

      校準好的千分尺,當測微螺桿與測砧接觸后,可動刻度上的零線與固定刻度上的水平橫線應該是對齊的,如圖2.4-4甲所示。如果沒有對齊,測量時就會產生系統誤差──零誤差。如無法消除零誤差,則應考慮它們對讀數的影響。若可動刻度的零線在水平橫線上方,且第x條刻度線與橫線對齊,即說明測量時的讀數要比真實值小x.100毫米,這種零誤差叫做負零誤差,如圖2.4-4乙所示,它的零誤差為-0.03毫米;若可動刻度的零線在水平橫線的下方,且第y條刻度線與橫線對齊,則說明測量時的讀數要比真實值大y.100毫米,這種零誤差叫正零誤差,如圖2.4-4丙所示,它的零誤差為+0.05毫米。

      對于存在零誤差的千分尺,測量結果應等于讀數減去零誤差,即物體長度=固定刻度讀數+可動刻度讀數-零誤差。

    使用千分尺注意事項

      1.千分尺是一種精密的量具,使用時應小心謹慎,動作輕緩,不要讓它受到打擊和碰撞。千分尺內的螺紋非常精密,使用時要注意:①旋鈕和測力裝置在轉動時都不能過分用力;②當轉動旋鈕使測微螺桿靠近待測物時,一定要改旋測力裝置,不能轉動旋鈕使螺桿壓在待測物上;③當測微螺桿與測砧已將待測物卡住或旋緊鎖緊裝置的情況下,決不能強行轉動旋鈕。

      2.有些千分尺為了防止手溫使尺架膨脹引起微小的誤差,在尺架上裝有隔熱裝置。實驗時應手握隔熱裝置,而盡量少接觸尺架的金屬部分。

      3.使用千分尺測同一長度時,一般應反復測量幾次,取其平均值作為測量結果。

      4.千分尺用畢后,應用紗布擦干凈,在測砧與螺桿之間留出一點空隙,放入盒中。如長期不用可抹上黃油或機油,放置在干燥的地方。注意不要讓它接觸腐蝕性的氣體。

    選自:《高中物理學生實驗》

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