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测量长度

外径千分尺Outside micrometer

别名：千分尺、Micro、标准外径千分尺、Digimatic 数显千分尺

使用外径千分尺的插图

≡标准、测量范围、精度

标准
  • JIS B 7502 产品几何技术规范（GPS）－尺寸测量仪器－千分尺（JSA 现行版为 2026 年版。三丰的解说针对 2016 年版）
  • ISO 3611:2023 Design and metrological characteristics of micrometers for external measurements
  • ASME B89.1.13 Micrometers
[1][2][3][4]
测量范围
  • 通用 测微螺杆的移动量为 25 mm。以 0–25、25–50、50–75 mm … 每档 25 mm，最大到 0–2000 mm
  • 选择示例 测量 95 mm 左右时，使用 75–100 mm 的
  • byMaker
    • 三丰 103-137/103-138 0〜25 / 25〜50 mm
    • TECLOCK SSM-750/850 0–30 / 30–66 mm（数显，10 mm/转）
[6][7][9][5][12]
最小显示量、分度值
  • 标准 分度值 0.01 mm（刻线宽度约为间距的 1/5，因此可目测估读到 0.001 mm）
  • 带游标 0.001 mm
  • 数显 0.001 mm（也有 0.0001 mm 的机型）
  • 螺纹 标准为螺距 0.5 mm 的螺纹。微分筒每转 1 圈，测微螺杆前进 0.5 mm。也有螺距 2 mm、可快速进给的机型
[3][6][7][10]
精度（示值误差、最大允许误差）
  • 思路
    • JIS B 7502（2016）中“器差”（示值误差）改称“指示误差”，最重要的指示误差是“全测量面接触误差 J”。以最大允许误差 J_MPE 确定上限
    • J 的求法：在最小测量长度处使用定压装置对好基点后，用 JIS B 7506 的 0 级或 1 级量块夹住整个测量面，用示值减去量块尺寸
    • 决定精度的主要因素是螺纹精度、测量面平面度、测量面平行度和尺架刚性
  • byMaker
    • 三丰 103-137（0–25 mm，0.01 mm） J_MPE ±2 µm、平行度 2 µm、平面度 0.6 µm、测量力 5–10 N
    • TECLOCK SSM-750（0–30 mm，0.001 mm 数显） 示值误差 ±2 µm
[3][9][5][12][1]

▦种类

标准外径千分尺（模拟式，分度值 0.01 mm）

[5][6][7]

带游标（分度值 0.001 mm）

固定套管基准线上方有游标刻度，可直读 0.001 mm[3][8]单一资料·仅供参考

带机械计数器（Digit）

[3][9]单一资料·仅供参考

数显式（Digimatic，最小显示值 0.001 mm，也有 0.0001 mm 的高精度品）

[10][9][11][12]

定压装置的区别：棘轮（ratchet stop）/摩擦式微分筒（F 型）/棘轮式微分筒

棘轮靠声音和手感判断，但会有“咔嗒”的微小冲击，不适合单手操作。摩擦式微分筒既无声音也无冲击，可单手使用。棘轮式微分筒可单手使用，并能通过声音确认[3][9][7][6]

专用千分尺：尖头式、刀片式、花键式、单球面和球面（管壁厚）、U 形钢板、盘式（齿厚）、螺纹（换测头式）、V 形测砧、球齿厚、卡钳式内径等

[3][9][7][11]

换测砧式（大范围）

[9]单一资料·仅供参考

◎各部分名称与作用

#名称英文作用
1尺架FrameU 形本体。保持测砧和测微螺杆。刚性影响精度。[13][6][11]
2测砧Anvil固定侧的测量面。多数带硬质合金测头。[13][6][11]
3测杆Spindle通过螺纹前后移动的可动侧测量面。与测砧位于同一轴线上。[13][6][11]
4测量面Measuring faces平面度和平行度决定精度。一般为硬质合金，成本优先时用淬火钢。[13][9]
5锁紧装置（测微螺杆锁紧）Spindle clamp锁定测微螺杆。保管时松开。[13][6]
6固定套管（外套筒）、基准线与套管刻度Sleeve, index (fiducial) line, sleeve scale基准线上侧为 1 mm 刻度，下侧为 0.5 mm 刻度。[13][6][11]
7微分筒与微分筒刻度Thimble, thimble scale将圆周 50 等分的刻度。每格 0.01 mm。[13][6][11]
8棘轮（定压装置）Ratchet stop超过一定测量力时空转，使测量力保持一致。[13][6][11]
9隔热板（隔热罩）Heat insulating plate抑制手的热量传到尺架。握持此处。[13][9][11]
10快速进给装置（Speeder）Speeder用于快速推进测微螺杆的部件。[9][3]
11ZERO/ABS、ORIGIN、HOLD 按钮，显示部（数显式）Buttons and display原点设定、相对零位、保持。[13][9][11]

◷刻度读法

  1. 在固定套管上，读取微分筒端部左侧可见的最大刻度（上侧的 1 mm 刻度和下侧的 0.5 mm 刻度都要看）示例：看得到 7 mm 的线，看不到 7.5 mm 的线 → 7.0 mm[6][7][3]
  2. 在微分筒刻度上，读取与固定套管基准线对齐的刻线。如未对齐，则读取基准线下侧的刻线示例：微分筒的 37 与基准线对齐 → 0.37 mm[7][6][3]
  3. 两者相加示例：7.0 + 0.37 = 7.37 mm（三丰）。新潟大学的示例是目测估读到半格，7.000 + 0.375 = 7.375 mm，若看得到 0.5 mm 线，则 7.5 + 0.375 = 7.875 mm[3][6]
  4. 带游标（0.001 mm）：按固定套管 → 微分筒 → 游标对齐线的顺序相加示例：套管 6 mm ＋ 微分筒 0.21 mm（基准线在 21 与 22 之间）＋ 游标 0.003 mm ＝ 6.213 mm[3]
  5. 带机械计数器：计数器的 4 位数字加上游标的 0.001 mm示例：2.99 mm（计数器）＋ 0.004 mm（游标）＝ 2.994 mm[3]
  6. 目测估读到 1 µm 时的要点：刻线宽度约为 2 µm。根据基准线与微分筒刻线的重叠程度判断 1 µm、2 µm[13][3][14]
  7. 刻度要从正面，在基准线与微分筒刻线对齐点的正上方读数[7][13][3]
外径千分尺的读数方法（套管＋微分筒）
固定套管（上＝1 mm，下＝0.5 mm）05微分筒（每格 0.01 mm）303540← 与基准线对齐

套管 7.0 mm ＋ 微分筒 0.37 mm（37 格）＝ 7.37 mm

套管上侧为 1 mm 刻度，下侧为 0.5 mm 刻度。微分筒将每转 0.5 mm 分为 50 等分（每格 0.01 mm）。

✋使用步骤

  1. 选择：确认类型、测量范围和精度后再选[3][7]
  2. 温度适应：让千分尺和工件充分适应室温[7][3]
  3. 清洁：在测砧和测微螺杆的测量面之间夹入白纸（不掉纤维的纸），轻轻抽出以去除灰尘。同时擦去测微螺杆外周的切屑[7][13][3][6]
  4. 动作确认：将微分筒在全行程内转动，检查有无卡滞或不均匀[13]
  5. 基点（零点）确认：缓慢转动棘轮使测量面接触，检查微分筒的零线与套管基准线是否对齐三丰建议转动棘轮 1.5–2 圈，施加 3–5 次定压来确认（0–25 mm 的型号）。超过 25 mm 的型号使用千分尺校对棒。若有偏差，用钩形扳手转动套管来对齐，或将偏差量作为修正值使用[7][13][6]
  6. 装在支架上时，夹住尺架中央，不要夹得过紧。固定在刻度上下均匀可见的角度[7][3]
  7. 测量：以与基点确认相同的姿势和条件，使两测量面轻触工件，缓慢转动棘轮 3–5 次后读数接近工件时必须转动棘轮。直接转动微分筒会使测量力过大，螺纹磨损，精度下降[7][6]
  8. 读数：从正面读。读完后，如使用了锁紧装置要松开[7][13]
  9. 长时间使用时，为应对热膨胀，要定期确认基点[13][14]

打印自 Kezuriba（kezuriba.net/zh/gauges/outside-micrometer/）

!常见测量失误与对策

手的热量

原因长时间徒手握住尺架会因受热膨胀，基点发生变化（三丰的实验曲线）。校对棒也会因手的温度而伸长

对策握持隔热板。校对棒要戴手套握持，或在隔热部位轻轻支撑。伸长了的校对棒需要一段时间才能恢复原长[3][7]

千分尺与校对棒的温差

原因存放位置不同，两者温度不同，会使基点对不准

对策把两者在同一地方至少放几个小时，再对基点[3]

测量力过大、直接转动微分筒

原因会损伤螺纹，也会使工件变形。粗暴转动会过度压向测砧侧

对策正确使用定压装置。缓慢接触[6][7][3]

视差

原因视线位置不同，刻度的对齐位置看起来会变

对策从基准线与微分筒刻线对齐点的正上方读数[7][3][13]

漏读 0.5 mm

原因漏看套管下侧的 0.5 mm 线是否可见，就会差 0.5 mm

对策上下刻度都要确认（1 mm 螺距的测微头可避免这种误读）[6][3]

大型千分尺的姿势与支承方式

原因支承方式和姿势会使尺架挠曲，基点变化几 µm 到几十 µm

对策用与实际测量相同的姿势和支承方式对基点[13][3]

点接触、线接触造成的工件压陷

原因用平面夹持球或圆柱时，会在测量力下发生弹性变形，读数偏小（赫兹公式）

对策必要时估算变形量。选用测量力小的器具[3]

✓保养、存放与检查、校准

保养、存放

检查、校准

千分尺遵循阿贝原则（被测物与标准尺（螺纹）位于测量方向的同一直线上），因此比游标卡尺测得更精确（三丰）。螺纹中径的三针法（E = M − 3d + 0.866025P，最佳量针直径 0.577P）也用千分尺进行。

⇄相关器具

游标卡尺量块内径千分尺深度千分尺齿厚千分尺

📚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 7502:2026 产品几何技术规范（GPS）－尺寸测量仪器－千分尺（书目）”
  2. ISO「ISO 3611:2023 Design and metrological characteristics of micrometers for external measurements」
  3. 三丰“Quick Guide to Precision Measuring Instruments（Catalog No. E11003(7)，截至 2024 年 8 月）”
  4. ASME「ASME B89.1.13 Micrometers」
  5. 三丰“标准外径千分尺 M110 103-137 规格”
  6. 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”
  7. 三丰“千分尺的正确使用方法与注意事项”
  8. 三丰“外径千分尺 M310/M320 102-301 规格”
  9. 三丰“Mitutoyo Product Fundamentals（Bulletin No. 2180，Mitutoyo America）”
  10. 三丰“什么是测量？测量与计测的区别”
  11. 新潟精机（SK）“数显千分尺 QEM29 系列 使用说明书”
  12. TECLOCK“综合目录 5 千分尺”
  13. 三丰“Check Points for Measuring Instruments（Catalog No. E12024）”
  14. 三丰“换杆式深度千分尺的使用方法”