游標卡尺檢定中常見故障處理

摘" 要：作為通用的測量工具，游標卡尺以其測量操作簡單、測量結果準確度高等優勢，成為測量物體長度、直徑、深度等屬性測量中應用度較高的工具。從使用的角度看，在經過一段時間的使用后，游標卡尺會因為磨損等情況而出現測量結果不精準的問題，需要通過定期的檢定工作來判斷工具使用的效果。實踐表明，在游標卡尺檢定中對于故障問題應進行有效處理，如果檢定中的故障沒有得到及時消除，就會使檢定效果受到影響，無法保證游標卡尺測量結果的準確性。基于此，該文在介紹游標卡尺的構成及工作原理的基礎上，對影響游標卡尺使用結果的因素進行梳理，并明確游標卡尺檢定的內容和要求，以及對檢定過程中常見的故障與處理措施進行分析研究，為游標卡尺的科學檢定提供相關內容參考。

關鍵詞：游標卡尺；檢定；常見故障；故障處理；屬性測量

中圖分類號：TG813" " " 文獻標志碼：A" " " " " 文章編號：2095-2945（2023）28-0145-04

Abstract： As a universal measuring tool， the Vernier caliper has become a widely used instrument for measuring the length， diameter， depth， and other attributes of objects due to its advantages of simple measurement operations and high accuracy of measurement results. From the perspective of usage， after a period of use， the Vernier caliper may produce inaccurate measurement results due to wear and tear， among other factors. Therefore， regular calibration work is needed to assess the effectiveness of the tool's use. Practice has shown that in the calibration of the Vernier caliper， any problems encountered should be dealt with effectively. Failure to do so will affect the calibration results and the accuracy of the measurement results cannot be guaranteed. Based on this， this paper first introduces the composition and working principle of the Vernier caliper， then sorts out the factors that affect the accuracy of the Vernier caliper's results， and clarifies the content and requirements of the Vernier caliper calibration， as well as analyzing and researching the common faults and handling measures encountered in the calibration process， providing relevant content references for the scientific calibration of the Vernier caliper.

Keywords： Vernier caliper; verification; common faults; fault handling; attribute measurement

在當前的測量工具中，游標卡尺的應用范圍比較廣泛，可在不同的環境下用于測量作業。例如，在機械加工、精密加工等加工領域，游標卡尺普遍應用于長度、寬度、深度等尺寸的測量方面。近年來，計量檢定機構不斷完善游標卡尺的檢定方法和技術，以提高檢定的精度和有效性。但是，在實際檢定中，仍然存在一些游標卡尺不合格或誤差較大的情況，這可能與操作不當、檢定設備不準確、環境條件不穩定等因素有關。因此，在當前的情況下，仍需加強對游標卡尺的檢定工作，以確保游標卡尺的測量精度和可靠性[1]。

1" 游標卡尺的構成及工作原理

游標卡尺中包括了底尺及游標刻度，游標刻度可結合被測對象的實際尺寸來設置，將螺絲固定在主刻度上，主刻度及游標刻度可根據功能來劃分成內測爪及外測爪，前者可用于測量物體的寬度及內徑，外測爪可進行物體厚度及外徑的測量[2]。深度標尺及游標可用在測量物體深度上。使用卡尺獲得結果為主刻度數量及主刻度線間的距離、游標刻度線間的距離差。在使用過程中需要將分度值及精度確定，以保證獲得的數據的準確性。比如，一個刻度為0.02 mm的精密卡尺，從1到9的數字分別表示內測爪、框架、固定螺絲、外殼、主刻度、深度計、深度測量面、游標刻度和外測爪[3]。其中主刻度及輔助刻度作為主要的部分，主刻度是固定的，輔助刻度可結合測量的要求來移動。主刻度的單位為mm，因此一個刻度為1 mm，總長度為49 mm。附加刻度的刻度是使主刻度的總長度劃分為50等份，附加刻度的刻度與主刻度相差0.02 mm，可知精度為0.02 mm。在測量過程中應將主尺及輔尺的零刻度對準，在2條刻度線相交時，可獲得測量的結果。其中主尺測量整數及輔助尺測量的分數是校準塊的總和，即待測工件的總尺寸。

作為一種常見的測量工具，游標卡尺有精度高、可靠性好、適用范圍廣、讀數方便和易于使用的特點。其中，精度高指的是游標卡尺的精度通常可以達到0.02 mm或更高，能夠滿足大部分需要高精度測量的場合，如機械制造、電子制造等。可靠性好指的是游標卡尺采用了優質的材料和精密的工藝，具有較高的耐磨性、耐腐蝕性和抗變形性，使用壽命長。適用性強指的是游標卡尺的測量范圍通常從幾毫米到幾十厘米不等，同時還可以進行內徑、外徑、深度等多種測量，能夠滿足不同行業的需求。讀數方便指的是游標卡尺具有清晰的刻度線和可調節的游標，讀數方便，誤差較小。易于使用指的是游標卡尺結構簡單、操作方便，不需要額外的電源或其他設備，便于在不同場合進行測量。

2" 影響游標卡尺使用結果的因素

游標卡尺是一種精密測量工具，其使用結果的準確性受以下多個因素的影響。一是測量環境。測量環境的溫度、濕度、振動等因素都會對游標卡尺的測量結果產生影響。在使用游標卡尺進行測量時，應該盡量在穩定、無風、無振動的環境中進行。二是使用方法。使用游標卡尺時，必須保證正確的使用方法，如正確地放置和夾持物體，正確的讀數方法等。三是游標卡尺的精度。游標卡尺的精度是影響測量結果的主要因素之一，通常游標卡尺的精度越高，測量結果的準確性越高。四是被測物體的形狀和表面質量。被測物體的形狀和表面質量也會影響游標卡尺的測量結果。如果被測物體表面不平整或有凹凸不平的地方，需要特別注意。五是操作人員的經驗和技能。操作人員的經驗和技能也是影響游標卡尺使用結果的重要因素。操作人員需要具有正確的使用方法和技能，同時要注意避免人為誤差。

3" 游標卡尺檢定概述

游標卡尺檢定是對游標卡尺進行精度測量和誤差修正的過程。下面重點對游標卡尺檢定的內容和意義等情況，進行相應的分析說明。

3.1" 游標卡尺檢定的內容

游標卡尺檢定是一項綜合性的工作，需要嚴格按照相關的標準，并結合使用的情況，進行科學組織和設施。下面分別從檢定周期、檢定內容和檢定要求3個方面，對游標卡尺檢定情況進行分析介紹。

3.1.1" 游標卡尺檢定的周期

游標卡尺檢定，是在游標卡尺使用過程中出現明顯的磨損甚至損壞時，為保證測量的準確性而采取的工作。在當前情況下，通常需要根據游標卡尺使用的頻率、使用的方式及游標卡尺本身的磨損程度等因素，確定相應的檢定周期。一般情況下，使用頻率較高且磨損情況嚴重的游標卡尺對應的檢定周期要短一些，而對于使用頻率較低且無明顯磨損情況的游標卡尺，則會設置相對較長的檢定周期，但是大部分檢定周期均設置在1年以內[4]。

3.1.2" 游標卡尺檢定的內容

游標卡尺檢定的內容主要包括外觀、卡尺、量爪和零值誤差等。其中，外觀檢定主要是對游標卡尺外觀是否存在劃傷或者壓傷等情況進行細致的檢查。在檢定前，需要先將游標卡尺的構件拆分開，并使用汽油對各構件進行清洗，然后再觀察各構件的表面是否有劃傷或者壓傷的情況。如果存在外觀損傷或者破壞的情況，可以使用細銼對傷痕進行打磨，消除傷痕[5]。對卡尺的檢定主要是判斷卡尺表面尤其是刻度面是否存在劃傷的情況。對于存在劃傷的刻度面，要用砂布對游標卡尺的刻度面進行打磨。量爪的檢定主要是對內量爪的檢定。在這方面，要重點按照檢定的內量爪類型選擇合適的檢修方法。當內量爪為刀口型時，主要是對刀口內爪磨損情況進行檢查，并對出現磨損的地方進行打磨修齊，同時，對螺桿、螺母等零件進行調試和更換；當內量爪為圓柱形時，主要是對量爪的磨損度進行檢查，并對出現磨損的地方使用鍍鉻或者焊接的方法進行修理。對零誤差的檢定，主要是對游標卡尺的零刻度進行校準，目的是保證主尺與游標尺的示數精準。在檢定前，需要先將主尺與游標尺進行合并，觀察兩者的零刻度是否對位準確，如果存在對位不準確的情況，要使用小錘等工具，對游標尺進行校準，使兩者保持一致[6]。如果卡尺上的零刻度線因為長時間使用而出現模糊現象，并且無法通過修磨方式進行處理時，可以對卡尺上的圓形孔洞進行拓寬加長，或者調整卡尺的基孔位置，通過零值校正的方式來進行處理。

3.1.3" 游標卡尺檢定的要求

游標卡尺檢定主要包括研磨、拋光、換件等，考慮到游標卡尺屬于精密儀器，對精度要求比較高的情況，在實際的檢定中，需要嚴格按照相關操作標準進行細致、規范的操作。在環境方面，要保證檢定場所溫度、濕度等情況處于最為合適的狀態，避免因為這些因素而導致檢定的結果出現誤差。當然，除了對檢定場所環境因素的控制，還需要對實際檢定的行為進行標準化的規范，在這方面主要參照JJG 30—2012《通用卡尺檢定規程》中關于游標卡尺檢定的相關要求進行操作。實際檢定中，需要重點關注外量爪合并間隙以及卡腳測量面與工件表面的平行或者垂直狀況。其中，外量爪合并間隙主要指的是通過控制游標卡尺外量爪的合并間隙降低測量誤差，從而保證測量精準度。這是因為如果檢定中量爪上端接觸，下端有縫隙，則容易造成較大的測量誤差[7]。在卡腳測量面與工件表面位置關系的檢定中，要對上量爪與游標卡尺尺身的垂直度進行檢驗，確保兩者之間保持垂直狀態。如果使用的游標卡尺有上、下量爪的情況，則要分別對上量爪和下量爪進行誤差方面的檢定，以提高整個游標卡尺的精準度。

3.2" 游標卡尺檢定的意義

游標卡尺檢定是對游標卡尺的精度和測量準確性進行驗證的過程。對游標卡尺進行定期檢定主要有4個方面的意義。一是確保測量的準確性。定期檢定可以確保游標卡尺的精度和測量準確性符合標準要求，保證測量結果的準確性。二是提高產品質量。游標卡尺在制造業、機械加工等行業中被廣泛應用，其精度和測量準確性直接影響產品的質量。通過定期檢定游標卡尺，可以提高產品質量。三是減少測量誤差。由于游標卡尺是一種精密測量工具，其精度容易受到外界因素的影響，比如使用頻繁、運輸過程中的振動等。定期檢定可以減少測量誤差，提高測量準確性。四是滿足質量管理要求。在一些行業中，如汽車制造、電子制造等，對產品的精度和質量要求非常高，要求對測量工具進行定期檢定，以確保產品符合質量管理要求。

4" 游標卡尺檢定中常見的故障及其處理措施

結合上述分析可以看出，游標卡尺檢定的技術要求比較高，并且，需要檢定的內容也比較多。雖然相關人員能夠按照檢定規則，開展游標卡尺的檢定工作，對工具中存在的問題進行及時發現和處理，但是，在實際的檢定中仍然會出現一些故障和問題，影響檢定的進度和效果。具體來說，游標卡尺檢定中主要存在以下幾方面常見的故障。

4.1" 主尺常見的故障問題及處理措施

4.1.1" 主尺出現彎曲的故障處理

在使用應用游標卡尺過程中會突然出現主尺彎曲的情況，在該情況下對其進行分析，引起問題的原因較多。比如，在使用過程中工作人員對其用力過猛，或者游標卡尺與其他的物品之間撞擊，這會使游標卡尺的主尺出現彎曲。為了使該問題得到解決，通常可將主尺放在平面臺上對其進行敲擊，可使其恢復到原來的狀態。而當主尺的彎曲程度比較大，需要使用特定工具來進行敲打處理[8]。同時，修理人員在處理過程中需要將游標卡尺保護工作做好，避免造成游標卡尺及其他方面出現故障的問題。

4.1.2" 主尺基準面平直度與平行度失準的故障處理

一般游標卡尺在高校實驗室或者計量單位中使用比較廣泛，在該情況下，應考慮到使用中產生的影響。比如其使用頻率比較高，主尺及量尺之間會產生摩擦，導致主尺基準面平直度與平行度之間出現失準的情況。在主尺與量尺不斷摩擦時，因其不處于同一平行面上，量尺的兩端位置出現偏移的情況，會使測量結果產生較大的誤差。為了使該問題得到解決，修理人員可使用粗石油對兩尺間的間隙打磨處理，可使其平直度及平行度符合同一平面的要求，有效解決該問題，為測量的準確提供保障。

4.2" 使用方法不當引起的故障問題及處理措施

4.2.1" 量爪損壞的故障處理

游標卡尺產生故障問題時，其中一個常見的情況是工作人員在對實際長度測量時使用方法不恰當，使其受到影響。游標卡尺的使用需要將2個尺端卡在目標測量物的兩端，而在實際使用中由于相關人員不了解使用的要點，在準備測量時操作不恰當，造成了量爪損壞的問題，難以保證其質量及性能。通過對實際情況的分析，量爪損壞多由于相關人員在測量中力度過大，這使其在閉合過程中出現了縫隙。在產生量爪損壞問題時，修理人員應對游標卡尺的精確度進行明確，使用專門的工具來開展量爪的擠壓及研磨，可使游標卡尺校零。同時，修理后還需對測量兩端卡尺的間隙進行測量，使游標卡尺在兩尺合并的過程中不會出現縫隙，進而使量尺的使用得到保障，保證測量的準確性[9]。

4.2.2" 游框與主尺間隙故障處理

在使用游標卡尺時，還存在一種常見的故障問題，即游標卡尺的游框及主尺之間存在間隙，部分人員在使用的過程中用大拇指對游標卡尺進行控制，不斷地摩擦游標卡尺側面。在這樣長時間的摩擦影響下，會使游標卡尺出現讀數不準確問題，也會使游框與主尺之間的間隙變大，無法保證測量結果的準確性。在出現了該故障后，修理人員應對游標卡尺進行評估，經過檢查明確其情況，觀察游標卡尺表面及間隙是否存在比較顯著的磨損問題。對于磨損程度輕的游標卡尺，修理人員應以墊補的方式進行維修。當出現較大程度的磨損問題時，需要采取更換游框的方式來處理，以保證游標卡尺使用的效果，從而使測量的準確性達到要求[10]。

4.3" 深測部位故障問題及處理措施

4.3.1" 主尺磨損故障處理

測深尺及主尺配合的深測槽如果產生了磨損問題，會使其在測深中發生測深尺擺動的情況。為了有效處理該問題，應對尺子的直線性進行分析，當發現了其直線性不合理，需要進行校對處理。在發現側面尺子存在著比較明顯的竄動問題時，需要使用沖子來進行沖緊處理。在測深尺出現了磨損問題時，可使用鉆孔打銷釘，并且鉚緊測深尺尾部與尺槽的中央處。當主尺的高度相比測深尺的高度高，可使用木槌來敲擊，經過敲打測深尺頂部可使其延伸性地帶來對測深尺的修磨余量，之后再使用油石來實施研磨。當深測尺的端面與主尺測量基面不在同一個平面時，通常可使用平面磨床來處理，但是應注意在處理的過程中需要使用專門的夾具，以保證定位的準確性，從而使游標卡尺的使用效果得到保障，避免磨損問題帶來不良的影響。

4.3.2" 卡尺磨損故障處理

使用游標卡尺來測量深度的過程中測量桿的測量面比較窄，在測量過程中會使周圍的卡尺受到磨損。使用者雖然在測量過程中比較謹慎，但因時間積累也會造成磨損。對于該故障問題，要求修理人員使用敲擊工具來敲擊深度測量桿的測量面，在側拉桿產生了變形情況后，使用特定的摩擦工具來進行磨砂處理，使其能夠恢復原狀。在長期使用下產生了磨損問題的游標卡尺，需要將尺框卸下，同時重新更換新的測桿，以實現處理的目的，保證游標卡尺在使用過程中的可靠性[11]。

5" 結束語

在游標卡尺使用中需要對故障問題進行準確分析，根據其原因采取有效的處理措施，保障測量結果的準確性。應對常見的故障進行明確處理，比如主尺出現彎曲的故障處理、主尺基準面平直度與平行度失準的故障處理、量爪損壞的故障處理、游框與主尺間隙故障處理、主尺磨損故障處理以及卡尺磨損故障處理等，以保證故障問題順利解決，避免對其使用產生影響。通過對故障的有效處理，可使游標卡尺的使用得到規范及優化，發揮出其作用，為測量的進行提供相應條件。

參考文獻：

[1] 姜曉周.游標卡尺檢定中常見故障的處理[J].品牌與標準化，2022（3）：118-120.

[2] 陳文鈺.游標卡尺的常見誤差分析和故障調修[J].現代制造技術與裝備，2021，57（10）：153-156.

[3] 張慧.長度計量中游標卡尺檢定前常見故障的修理方法[J].輕工標準與質量，2021（3）：90-92.

[4] 謝愛能.游標卡尺的檢定——調試及修理[J].科技與企業，2015（6）：194.

[5] 周文斌.淺談游標卡尺的檢定與修理[J].計量與測試技術，2017，44（11）：116-117.

[6] 鮑承德，徐志玲，王鵬峰，等.游標卡尺示值檢定裝置設計[J].中國計量學院學報，2016，27（2）：138-143.

[7] 徐珊，肖志偉.分析游標卡尺檢定檢修的處理方法[J].工業設計，2015（7）：119-120.

[8] 王夢斐，余厚云.游標卡尺示值誤差自動檢定方法研究[J].機械制造與自動化，2020，49（6）：203-205.

[9] 肖燕萍.分析游標卡尺檢定檢修的處理方法[J].科技展望，2017，27（3）：42.

[10] 艾小麗.長度計量中游標卡尺檢定前故障的修理分析[J].科學與財富，2019（19）：230.

[11] 張攀.長度計量中游標卡尺檢定前常見故障的修理方法[J].中國標準化，2019（20）：204-205.