游标卡尺的使用一节实验课之我见

刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器是高中物理实验中进行长度测量的重要仪器，其读数方法是高考的热点，但往往学生对游标卡尺读数感到困惑，要提高这一节课的效率，需要把握三点：

一、实验目的

１、学习游标卡尺的使用方法

２、掌握游标卡尺的读数方法

要达到这两个目的，学生必须真正理解实验原理，并重视注意事项。

二、实验原理

１、游标卡尺是将一微小量加以放大，然后进行读数的。

２、游标卡尺是工业上常用的对机械零件进行多种测量的一种精密仪器。

游标卡尺的结构

如右图1所示

图1

游标卡尺由两个主要部分构成：一根主尺和一个套在主尺上可以沿着主尺滑动的游标尺，主尺和游标尺都附有测量爪，上边是内测量爪，用来测槽宽和管的内径；下边是外测量爪，用来测量物体的厚度、管的外径、球的直径等。有些游标卡尺在主尺背后嵌着一根窄片是深度尺，它和游标尺固定在一起，随着游标尺沿主尺滑动，用来测量槽或孔的深度。

３、游标卡尺的精确度

常见的刻度尺有毫米刻度尺如图2，它的精确度就是最小刻度1mm,也有厘米刻度尺如图3，它的精确度也是最小刻度1cm，

图2

图3

而游标卡尺，主尺是毫米刻度尺，主尺最小刻度是1mm，游标尺上有n个刻度，它的总长度与主尺上n个刻度的差值是1mm，因此游标尺上最小刻度与主尺最小刻度不同，游标卡尺的精确度，既不是主尺的最小刻度，也不是游标尺的最小刻度，而是：

（1）游标卡尺的精确度=主尺最小刻度（1mm）－游标尺的最小刻度

常见的游标卡尺如下表：

规格	游标刻度总长	游标最小刻度	精确度(i)
10分度	9 mm	( ) 0.9 mm	( ) 0.1 mm
20分度	19 mm	( ) 0.95 mm	( ) 0.05 mm
50分度	49 mm	( ) 0.98 mm	( ) 0.02 mm

可见:

(2)游标卡尺的精确度(i)就是游标尺分度值的倒数.

4、游标卡尺的读数方法（无零误差的游标卡尺）

图4

主尺

游标尺

游标卡尺的读数原理以10分度的游标卡尺为例来说明，如图4所示，两测量爪合并时，两尺的零刻度线对齐，游标尺的第十条刻度线与主尺的9 mm刻度线对齐，其余刻度线均不对齐，游标尺第一条刻度线在主尺1mm刻度线左边0.1 mm处，游标尺的第二条刻度线在主尺2 mm刻度线左边0.2 mm处,依次类推，若在两测量爪间放一张厚0.1 mm的纸片，游标尺就向右移动0.1 mm，这时它的第一条刻度线与主尺1 mm刻度线对齐，其余刻度线与主尺刻度线均不对齐，同样，在两测量爪间放一张0.6 mm的薄片,游标尺的第六条刻线将与主尺的6mm刻度线对齐,其余刻度线与主尺上的刻度线均不对齐,即

被测长度 =

0.1 mm =

0.6mm =

可见在被测长度 <1 mm，游标尺的第几条（n）刻度线与主尺的某一刻度线对齐，被测长度就是零点几毫米（ni），如果被测长度 >1 mm时，读数方法，以毫米为单位读数，分两部分完成：

图5

主尺

20分度游标卡尺