比较测量

百分表(测杆式)Dial indicator / Mechanical dial gauge

别名:指示表(Dial indicator)、Digimatic 指示表(数显)、数显指示表

使用百分表的示意图

≡标准、测量范围、精度

标准
  • JIS B 7503:2017 百分表
  • JIS B 7563:2021 数显指示表
  • ISO 463:2006 mechanical dial gauges
  • ASME B89.1.10M Dial Indicators
[1][2][3][4][5][6]
测量范围
  • 通用 标准品为 1~10 mm。量程短的机型为 0.08 mm,长的机型为 100 mm(TECLOCK 最大可达 150 mm)
  • byMaker
    • 三丰 2044A 5 mm(分度值 0.01 mm)
[7][6][12]
最小显示量、分度值
  • 通用 以 0.01 mm 和 0.001 mm 最具代表性。TECLOCK 有 0.0005~0.1 mm 共 6 种
  • 数显 0.001 mm 等
[7][6][8]
精度(示值误差、最大允许误差)
  • 思路
    • 在 JIS B 7503:2017 中,1/10 圈、1/2 圈、1 圈和全测量范围的指示误差,以及回程误差、重复精度、测量力,分别用最大允许误差(测量力用允许极限)来规定
    • 指示误差的测定方法:压入测杆的同时按规定间隔读数(前 2 圈每 1/10 圈读一次,等),回程方向也在相同的点读数
    • MPE 为标准温度 20 ℃ 下的值
    • 三丰、TECLOCK 均在垂直姿态(测头朝下)下检验并保证精度
  • byMaker
    • 三丰 2044A(0.01 mm,5 mm) 1/10 圈 5 µm,1/2 圈 9 µm,1 圈 10 µm,全量程 12 µm,回程误差 3 µm,重复性 3 µm,测量力 1.4 N 以下
[5][10][12][6]

▦种类

标准型(分度值 0.01 mm、0.001 mm)

[7][8][6]

不足 1 圈型、长行程型、置针式、大型、小型

[7][6]

背置测杆型

[7][9]单一资料·仅供参考

数显(Digimatic 指示表)

[7][10][9]单一资料·仅供参考

表盘类型:平衡刻度(左右对称)、连续刻度、反向连续刻度、单圈刻度

[9]单一资料·仅供参考

◎各部分名称与作用

#名称英文作用
1测杆Spindle / Plunger与测头一起上下移动的轴。上面刻有齿条。[6][8][5]
2测头Contact point装在测杆前端。螺纹统一为 M2.5×0.45。[6][8][5]
3装夹套筒Stem安装到夹具或表架上的轴(ø8 mm,公制品)。[6][5]
4表耳(Lug)、后盖Lug / back从背面安装时使用。方向可转 90°。[6][10]
5长针、短针(转数计)Pointer, revolution counter长针读取细小的量,短针读取圈数(mm)。[6][5]
6表盘、外框(表圈)Dial face, bezel转动外框,使表盘的 0 对准长针。[6][5][8]
7限位器(公差指针)Limit pointers设置在公差上下限位置的标记。[6][11]
8盖板、表帽、内框Crystal, cap, inner frame[6][8]
9齿条、小齿轮、齿轮系(内部)Rack, pinion, gear train将测杆的直线运动转换为旋转,经齿轮放大后传递给指针。[8][6]

◷刻度读法

  1. 短针读 mm,长针读 0.01 mm,然后相加例:短针 2,长针 37 格(分度值 0.01 mm)→ 2 + 0.37 = 2.37 mm(根据资料中的规则计算的示例)[13][7]
  2. 比较测量时,以 +、− 号读取相对基点(调零位置)的压入量和回退量[7][6]
  3. 从正面读取表盘(斜视会产生视差)[6]
百分表的读法(以分度值 0.01 mm、1 圈 1 mm 为例)
010203040506070809002468

短针 2(mm)+ 长针 37 格(0.37 mm)= 2.37 mm

短针(圈数)读 mm,长针读 0.01 mm,二者相加。表盘结构因机型而异(也有 1 圈 0.2 mm、0.5 mm 的机型)。

✋使用步骤

  1. 动作检查:长针、短针、测杆的动作是否顺滑,静止点是否稳定;测头和后盖(表耳)有无松动[7][6][11]
  2. 安装:只通过装夹套筒或表耳固定,并使用刚性足够的夹持器。在测头抵住工件的状态下,用手指从上下轻压内框(表壳),看长针能否回到设定位置,以判断安装是否良好用螺钉夹紧装夹套筒时:安装孔 ø8G7,M4~M6,位置距套筒下端 8 mm 以上,M5 单点紧固时最大 150 N·cm。拧得过紧会使测杆动作变差(三丰)[6][11]
  3. 方向:安装时使测杆与测量方向平行(与测量面垂直)。若发生倾斜,相对于实际位移 L1,读数 L2 会成为不同的值[7][10][11]
  4. 基点调整:考虑预计的尺寸范围(公差+α),在测量范围中央附近调零。这样即使尺寸出乎预料,也能在量程内读数[7]
  5. 数显型的原点和预置,应在测杆从静止端抬起 0.2 mm 以上的位置进行(距端部 0.2 mm 的范围不在精度保证范围内)[10][5][11]
  6. 测量:读取与标准件的差值(比较测量)、回转体的跳动、平面度等。宜使工件沿着靠块移动,并沿能从正面看到表的方向移动[7][8][6]
  7. 不要突然移动测杆,也不要施加横向力[6][11]
  8. 在温度变化的场所,要经常用标准件确认长针的设定位置[6]

!常见测量失误与对策

余弦误差(安装倾斜)

原因测杆相对测量方向倾斜时,读数与实际位移不符。长行程产品受影响尤其大

对策使测杆与测量方向正确对齐。同时注意基准面的凹凸[7][11][9]

姿态不同

原因横置、朝上时的测量力比朝下时小

对策在实际使用的姿态下检查动作和回程[10][5]

夹持器变形

原因

对策使用在通常使用中不会变形的刚性夹持器[11][6]

视差

原因

对策从正面读取表盘[6]

给测杆加油

原因油会固化或裹进灰尘,导致动作不良

对策不要加油。污物用干布或略蘸酒精的布擦拭[10][6][7]

✓保养、存放与检查、校准

保养、存放

检查、校准

百分表不能单独测量,是需与表架、磁性表座、夹具组合使用的比较测量器具(三丰、TECLOCK)。

⇄相关器具

📚出处

未作标注的内容,均为两份以上不同发行方的资料所一致的内容。步骤和注意事项依据资料用 Kezuriba 自己的话整理,图为 Kezuriba 绘制。精度数值并非取自 JIS 数表,而是厂商公布的数值。

  1. 日本规格协会“JIS B 7503:2017 百分表(文献信息)”
  2. 日本规格协会“JIS B 7563:2021 数显指示表(文献信息)”
  3. ISO「ISO 463:2006 Design and metrological characteristics of mechanical dial gauges」
  4. ASME「ASME B89.1.10M Dial Indicators (for Linear Measurement)」
  5. 三丰“Quick Guide to Precision Measuring Instruments(Catalog No. E11003(7),截至 2024 年 8 月)”
  6. TECLOCK“综合目录 1 百分表(含使用注意事项、JIS B 7503 零件图)”
  7. 三丰“百分表的正确使用方法、读法与注意事项”
  8. 新潟大学“新潟大学工学部 技术职员 实习教材 第 1 章 加工测量”
  9. 三丰“Mitutoyo Product Fundamentals(Bulletin No. 2180,Mitutoyo America)”
  10. 三丰“Digimatic 指示表、百分表、杠杆表的基础知识”
  11. 三丰“Check Points for Measuring Instruments(Catalog No. E12024)”
  12. 三丰“百分表 标准型 2044A 规格”
  13. 新潟精机(SK)“标准内径百分表 WCDI-35 使用说明书”