测量长度

游标卡尺Vernier caliper / Calliper

别名：卡尺、游标卡尺、M 形卡尺、数显卡尺、带表卡尺

≡标准、测量范围、精度

标准

JIS B 7507:2022 产品几何技术规范（GPS）—尺寸测量设备—卡尺（以 ISO 13385-1:2019 为基础修订）
ISO 13385-1:2019 Design and metrological characteristics of callipers
ASME B89.1.14 Calipers

^[1][2][3][4]三丰的解说同时涉及 JIS B 7507:2016 中术语由“器差”改为“示值误差”的变更，以及 2022 年的修订（依据 ISO 13385-1:2019）

测量范围

通用 0–150 / 0–200 / 0–300 mm 为标准规格。长尺可达 0–1000 mm 以上（三丰 M 形最大到 0–1000 mm，长尺型最大到 2000 mm）
byMaker
- 三丰 530 系列（M 形） 0〜100、0〜150、0〜200、0〜300、0〜600、0〜1000 mm
- TECLOCK SSC-650/750/850（数显） 0〜150、0〜200、0〜300 mm

^[5][6][9]

最小显示量、分度值

游标最小读数值 0.05 mm（常见）或 0.02 mm
表盘分度值 0.01 mm 或 0.02 mm
数显最小显示量 0.01 mm
游标的构造
- 0.05 mm：取主尺 39 mm 分成 20 等分（长游标）。旧式的是取 19 mm 分成 20 等分
- 0.02 mm：取主尺 49 mm 分成 50 等分
- 主尺刻度为 0.5 mm 时：12 mm 分成 25 等分（0.02 mm），24.5 mm 分成 25 等分（0.02 mm）
原理游标 n 格的长度与主尺 (n−1) 格对齐时，每一格相差 1/n。通过读取对齐的刻线来读出这个差值

^{[11][12][3][5][7]}

精度（示值误差、最大允许误差）

思路
- JIS B 7507（2016 年修订以后）将“器差”改为“示值误差”，并以最大允许误差 MPE（＝允许值）规定上限
- 将外测量面上的误差规定为“局部测量面接触误差 E”，将内侧、深度、台阶等外测量面以外的误差规定为“标尺偏移误差 S”，分别加以规定
- 2019 年的 ISO 13385-1 和 2022 年的 JIS 对试验点的数量和位置作了具体规定。150 mm 的卡尺试验点不少于 5 个，须包含最大、最小附近以及量爪根部和尖端
- E 和 S 的求法：夹住量块（或精度更高的量规），用示值减去量规的尺寸
byMaker
- 三丰 530-101（M 形 0–150 mm，0.05 mm） E_MPE ±0.05 mm、S_MPE ±0.07 mm
- 三丰 530-109（M 形 0–300 mm） E_MPE ±0.08 mm、S_MPE ±0.10 mm
- TECLOCK SSC-650（数显 0–150 mm，0.01 mm）示值误差 ±0.02 mm（0–100 mm），±0.03 mm（100–150 mm）
注意未照搬 JIS 的数值表。所列数值为厂商公布值

^[3][6][9][1]

▦种类

M 形（标准卡尺）

可用于外径、内径、台阶、深度 4 种测量的最常见形式。内测量爪（刀口）位于上方。用 M 形测量小孔时，会因内测量爪的厚度和爪间间隙产生结构上的误差^[5][6][3]单一资料·仅供参考

CM 形、C 形

内测量面位于量爪尖端的形式。尺框上下都有刻度，可直接读出内侧尺寸和外侧尺寸。比内测量面厚度之和更小的孔无法测量。由于是用尖端测量，要注意测量力^[6][3]单一资料·仅供参考

数显式（Digimatic 等）

最小显示量 0.01 mm。有些带有原点按钮（ORIGIN）、ZERO/ABS 按钮和数据输出接口。也有防水型（IP65–IP67）^[5][7][8][9]

带表式（带表卡尺）

通过表盘指针读取主尺上齿条的位移。公制的分度值为 0.01 mm 或 0.02 mm，指针转 1 圈为 1 mm 或 2 mm^[8][3][10]单一资料·仅供参考

专用卡尺（尖头型、偏置型、刀片型、颈部型、管壁厚度用、长尺型等）

^[5][3][8]单一资料·仅供参考

带微动进给、带自动止动

^[6]单一资料·仅供参考

◎各部分名称与作用

#	名称	英文	作用
1	主尺	Beam / Main scale	刻有刻度（1 mm）的尺身。上有外测量爪、内测量爪的固定侧。^[11][12][3]
2	尺框	Slider	沿主尺移动的部分。带有游标刻度和量爪的活动侧。^[11][12][3]
3	外测量爪（外测量面）	Outside jaws / Outside measuring faces	用两片量爪夹住工件测量外侧尺寸。尖端很薄，可用来测量窄槽。^{[11][12][3][5]}
4	内测量爪（刀口、内测量面）	Inside jaws / Inside measuring faces	插入孔或槽中，向外抵住内壁以测量内侧尺寸。容易磨损。^{[11][12][3][5]}
5	主尺刻度	Main scale	每 1 mm 一格的刻度。以游标零线所指的位置读取 1 mm 单位的数值。^[11][12][3]
6	游标刻度（副尺）	Vernier scale	尺框侧的刻度。通过与主尺刻度对齐的刻线读取不足 1 mm 的部分。三丰的标准品将游标面倾斜 14°，便于读数。^[11][12][3]
7	紧固螺钉	Locking screw	用于固定尺框。存放时要松开。^[11][12][3]
8	拇指推轮（指托）	Finger rest / Thumb-roller	用拇指推动尺框的部位。数显式有些是滚轮形式。^[11][12][3]
9	深度尺杆	Depth bar	与尺框一起从主尺端部伸出，用于测量深度。尖端有避让（倒角）。^[11][12][3]
10	深度基准面（主尺端面）	Depth measuring faces / reference end face	测量深度时抵在工件上表面的主尺端面。^[11][12][3]
11	台阶测量面	Step measuring faces	主尺的左端与尺框的左端。测量台阶时使用。^[5][3]
12	基准面（滑动面）	Reference surface	尺框滑动所在的主尺表面。用蘸有少量千分尺油的布擦拭。^[10][3]
13	ORIGIN／ZERO、ABS 按钮、显示部、输出接口（数显式）	ORIGIN / ZERO-ABS button, display, output connector	设置原点、相对置零、数据输出。更换电池后要用 ORIGIN 重新设定原点。^[10][8]

◷刻度读法

读取游标零线所指的主尺刻度，以 1 mm 为单位例：零线在 73 与 74 之间 → 73 mm^[11][5][12]
找出与主尺刻线完全对齐的游标刻线，读取其数值例：0.05 mm 游标上 0.5 的刻线对齐 → 0.50 mm^[11][5][12]
两者相加即为测量值例：73 + 0.50 = 73.50 mm（新潟精机测量示例 2）。资料中还有 73.00 / 73.55 / 73.52 mm（0.02 mm 游标）的示例^[11][5][12]
取 19 mm 分成 20 等分的游标示例例：零线在 73–74 mm 之间，对齐线为 65（0.65 mm）→ 73.00 + 0.65 = 73.65 mm^[12]
三丰的读数示例（最小读数值 0.05 mm）例：主尺 16 mm ＋游标 0.15 mm ＝ 16.15 mm^[3]
带表卡尺（分度值 0.01 mm）例：主尺 16 mm ＋表盘 0.13 mm ＝ 16.13 mm^[3]
读 0.02 mm 游标时，先用 0.05 mm 一侧估出大致数值再读，会更轻松^[11]
对齐线要从正前方观察判断（斜着看会因视差而偏移）^[5][10][3]

0.05 mm 游标（主尺 39 mm 分成 20 等分）的读法

主尺 73 mm ＋游标 0.65 mm（第 13 条刻线对齐）＝ 73.65 mm

更改读数

红线是与主尺刚好重合的游标刻线。黄色三角形是游标的 0。拖动滑块或点击“练习”改变数值，就可以练习读数。

0.02 mm 游标（主尺 49 mm 分成 50 等分）的读法

主尺 73 mm ＋游标 0.52 mm（第 26 条刻线对齐）＝ 73.52 mm

更改读数

✋使用步骤

准备：擦拭测量面、主尺滑动面和刻度面，除去切屑和杂物滑动面（基准面）用蘸有少量千分尺油的布擦拭（三丰）。新潟精机则写明要在滑动面上涂干净的油^[11][5][10]
动作检查：将尺框移动全部行程，查看有无卡滞、阻力不均、上下晃动^[5][10]
间隙检查：合拢外测量面对着光看，是否不漏光（或漏光均匀且很淡）。内测量面能看到少许光属于正常^[11][5][10]
零点检查：合拢外测量面，确认主尺与游标的零线是否对齐。数显式在更换电池后要用 ORIGIN 重新设定原点^{[11][5][10][3]}
外侧测量：用外测量爪轻轻夹住工件，以适当且均匀的力使其贴合，夹着工件读数使工件的中心线与量爪垂直，并尽量在靠近主尺（量爪根部）的位置夹持工件^[5][12][10]
内侧测量：将内测量爪尽量深地插入，使测量面贴合。测孔时读刻度最大处的值，测槽宽时读最小处的值使连接两测量面的线与孔的直径重合，并与孔的中心线平行^[5][3][12]
台阶测量：使主尺侧的台阶测量面贴紧工件，移动尺框直到尺框侧的台阶测量面抵到台阶面，然后读数使台阶测量面整体贴紧工件。用深度尺杆测量台阶时，接触面积小、姿态不稳定，因此三丰不推荐这种做法^[5]
深度测量：使主尺端的深度测量面紧贴工件上表面，移动尺框直到深度尺杆抵到底面，然后读数卡尺的深度测量面窄而不稳，要垂直抵在工件上，不要倾斜。将深度尺杆尖端带避让的一面朝向工件，即使底角有圆角（R）也能正确测量。深度读取最小值。三丰介绍了深度基座附件（选配）^[5][12][3]
记录：按读取的值原样记录。数显式可以使用数据输出^[8]

打印自 Kezuriba（kezuriba.net/zh/gauges/vernier-caliper/）

!常见测量失误与对策

视差

原因游标面与主尺刻度面之间有高度差，斜着看时对齐线会显得错位

对策务必从正前方读数。JIS 规定这个高度差不超过 0.3 mm（三丰的解说）^{[5][3][10][11]}

测量力过大

原因卡尺没有恒测力装置。用力过大时，在反作用力下尺框的量爪会倾斜，使示值改变（因为其结构不符合阿贝原则）

对策以适当且恒定的力接触。JIS 的使用注意事项中也有此要求^[5][3][12]

用量爪尖端夹持

原因工件到主尺的距离 h 越长，量爪倾斜造成的误差越大。例：在 50 mm 处倾斜 0.01 mm 时，在深 40 mm 的量爪尖端处会产生 0.008 mm 的误差

对策尽量在靠近量爪根部（主尺基准端面）的位置夹持工件^[5][12][3]

斜着夹持工件／测量面倾斜接触

原因会因倾斜而读得偏大（内径则读得偏小）

对策外侧测量时使量爪与工件轴线垂直，内侧、深度测量时与孔的轴线平行^[5][10][12]

用 M 形的内测量爪测量小孔

原因由于内测量爪的厚度和爪间间隙，存在使读数比实际直径偏小的结构性误差

对策小孔应使用 Holtest、内径百分表等内径专用测量仪器^[3]

温差

原因卡尺的主尺为不锈钢（线膨胀系数 (10.2±1)×10⁻⁶/K）。工件的材质或温度不同会产生误差

对策让卡尺和工件适应室温后再测量^[3][13]

长尺卡尺的挠曲与支撑方式

原因长卡尺会因支撑方式而挠曲，内测量面离基准面远，所以测量力的影响也更大

对策注意支撑方式，进行内侧测量或使用长量爪时尤其要保持测量力恒定^[3]

✓保养、存放与检查、校准

保养、存放

使用后擦去水分、油和污垢，薄涂防锈油后存放（防水型也要擦拭）^[5][3][10]
存放时将外测量爪张开约 0.2–2 mm，并松开紧固螺钉。不要在完全合拢的状态下存放^[10][3]
避开阳光直射、高温、低温、高湿以及灰尘和油雾多的地方^[5][3][10]
不要跌落或碰撞。量爪锋利，操作时要小心^[11][3]
数显式超过 3 个月不使用时要取出电池。不要用电刻笔在标尺上刻字^[3][10]
在会溅到水溶性切削液的场所使用后，清洁后务必做防锈处理^[10]

检查、校准

日常检查：每次使用都要检查外测量面的间隙（透光）和零点^[11][5][10]
定期检验：夹住量块（或精度更高的量规），用示值减去量规尺寸，求出局部测量面接触误差 E。对内侧、深度、台阶，组合量规求出标尺偏移误差 S^[3]
按 ISO 13385-1:2019 / JIS B 7507:2022，要在测量范围的 90 % 以上范围内进行试验，并在最大、最小附近对量爪根部和尖端也进行试验。150 mm 规格的试验点不少于 5 个^[3]
基准器最好是尺寸精度达到被检器具最小刻度的 10 倍以上者（例：对 0.001 英寸刻度的卡尺，应使用能精确到 0.0001 英寸的基准）^[8]
校准证书中应写明：器具的标识、所用的基准和温度、溯源性、实测值与允许误差、不确定度、合格与否^[8]

卡尺的结构不符合阿贝原则（刻度轴与测量点不在同一直线上）。可用来说明它与千分尺在精度上的差异。三丰解释说，日语名称“nogisu”来自据称发明了游标的努尼乌斯（Nonius）。

⇄相关器具

外径千分尺深度尺高度尺量块内径千分尺

📚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。