游标高度尺快速调零装置的研究与应用

贺敏超班兰美唐建芳

（1.广西水利电力职业技术学院，南宁530023；2.广西柳州五菱汽车工业公司，柳州545007）

游标高度尺快速调零装置的研究与应用

贺敏超1班兰美1唐建芳2

（1.广西水利电力职业技术学院，南宁530023；2.广西柳州五菱汽车工业公司，柳州545007）

游标高度尺因其价格相对低廉、示值稳定可靠在生产实践中被广泛应用，但其调零工作十分费时费力。本文将介绍一种游标高度尺快速调零装置，可满足日常检定测量中高效精准的要求，方法简便、实用。

游标高度尺；快速调零；装置

0 引言

高度尺是一种常用的量具，在生产实践中广泛应用。高度尺按其读数分主要有三种形式：游标高度尺、带表高度尺和数显高度尺。带表高度尺和数显高度尺都能实现快速调零，但由于价格相对较高等因素，大部分厂矿企业、科研院所使用的高度尺依然是游标高度尺。然而游标高度尺也有其不足之处，即调零过程十分费时费力。本文介绍一种新型装置，以解决游标高度尺调零过程繁琐且不够精确的难题。

1 现状及问题

带表高度尺和数显高度尺可以通过其自身装置的调零旋钮或调零按钮实现调零功能，比较方便，但其价格相对游标高度尺要高出不少，这使其应用普及性受到限制。带表高度尺是通过齿轮齿条原理实现读数的，其读数精度、稳定性受到一定的影响；数显式高度尺是通过电路芯片显示实现读数，其稳定性也不如游标高度尺。由于以上种种原因，目前广泛使用的还是游标高度尺。但是游标高度尺在使用一段时间后，尺身与游标上的“0”位可能不对齐，这样就造成有可能读数不准确（即存在零位误差），可能导致误读，需要对其修正。通常的应急解决办法是，在无测量工件的情况下，把划线量爪压至贴紧检验平台平面（注：高度尺底座也平置于该平面），记下读数值（即零位误差值），然后与测量工件的读数求代数差，得出工件测量值。

对于存在零位误差的游标高度尺，目前常用的修正、调整方法：

1）将尺身与底座的紧固机构稍微松开，微调尺身上下移动，达到修正调零的目的；

2）在游标与划线量爪的连接框的上槽或下槽垫薄铜片；

3）将划线量爪与游标配合的平面放在磨床上磨削，磨削量t＝零位误差值，即去除零位误差。

先读出零位误差值再求代数差的应急办法虽然可以得出测量值，但是过程不仅繁琐，而且会出现错漏现象。上述方法1）比较可靠，但是费时费力；方法2）一方面准确度很难掌握，另外一方面还得准备各种规格的薄铜片；方法3）虽然准确度较高，但也会有加工误差，另外操作实现比较困难，不一定每个单位都会有磨床，而且实现过程不可逆。总之，这些工作都需要专业人员才能进行调整修正，还不一定能精确修正。

2 分析与对策

游标高度尺不对零的难题，在于修正、调整过程非常繁琐，其精确性控制很难。理想的解决办法是：划线量爪能快速、精确上下微调。

通过对市场上主流的游标高度尺进行结构性分析：发现其微调装置可以克隆到测量爪上，用于精确控制、快速调节划线量爪的上下移动，其微调形式如图1、图2示。

如图1所示，通过改变划线量爪的形状，增加连接架，其与尺框及游标的连接方式依然与原来的一样（注：连接架可安装在悬臂之上或下，图1为在悬臂之上的情形），通过锁紧框连接，连接架的下端通过微调装置与划线量爪连接，微调螺母通过其微调螺钉与划线量爪连接。微调装置的背后增加两个制动螺钉，其中的一颗是用于将微调装置紧紧地固定在连接架上；另一颗用于固定划线量爪。当游标高度尺出现零位误差时，稍微松开用于固定划线量爪的制动螺钉，然后轻轻扭转划线量爪上微调装置的微调螺母，即可对划线量爪上下微调进行精确控制，这与尺身上微调装置的操作方法一样。当然，这些修正调整工作均需要在标准的检验平台上进行。当将划线量爪微调至“0”位对齐后，将制动螺钉拧紧，调整修正工作结束。

图1 微调形式1（注：右图为左图的后视图）

图2 微调形式2

图2所示的修正、调整方法与图1所示的方法一样，区别在于：将连接架与尺框做成一体，无需使用锁紧框，相当于减少了两个零件。

3 可行性分析

通过对比目前市场上常用的游标高度尺，本研究有如下优点：

对于微调形式1，需要增加图1中的连接架，其次是将划线量爪的样式（反Z型）改变成如图1的样式——反L型，其上的微调装置直接借用原来尺身上的微调装置（即增加一个微调装置），在其上开两个小螺纹孔，用于装配制动螺钉，其使用的螺钉就直接借用原来装置上的制动螺钉（即增加两个制动螺钉）。以上需要增加的零件要么是借用件，要么是形状简单的零部件。经验证，本方案容易实现。

对于微调形式2，仅需将尺框上的悬臂做成如图2中所示形状即可，划线量爪、微调装置及其微调方法与上述的微调形式1一样。较之少一个零件连接架，相当于将连接架与尺框做成一体。显而易见，该方案亦容易实现。

通过以上改进，游标高度尺的修正调整工作无需依赖专业人员，普通的作业人员即可轻松完成。

4 经济性分析

对于微调形式1，增加新零件有：连接架一个，反L型划线量爪一个；增加借用的零件有：微调装置一个，制动螺钉两颗；减少的零件有：反Z型划线量爪一个。从工艺上看，加工反L型划线量爪明显比加工反Z型划线量爪方便简单得多；单从硬件上看其经济性，单件成本会上涨10～30元左右，但从后期的维护成本和工作效率上看，收获的效益显而易见。

对于微调形式2，增加新零件有：新尺框一个；增加借用的零件有：微调装置一个，制动螺钉两颗；减少的零件有：旧尺框一个，锁紧框一个（含其配的制动螺钉）。新旧两种尺框的加工工艺很类似，新尺框略微复杂，但其减少锁紧框，可以认为单件硬件成本大致持平，但其后期的维护成本和工作效率明显比原来的效益提高很多。

5 推广性分析

通过分析国内外现有的游标高度尺的结构，以上两种微调形式各有它的应用场合：

对于微调形式1，适用于尺框悬臂形状与图1悬臂形状（反L型尺框）相接近的场合。生产企业只需生产反L型划线量爪及连接架，另外在其相应的微调装置上开两个与制动螺钉配合的螺纹孔即可。对用户来说，只需购买一个反L型划线量爪、一个连接架、一个的微调装置及制动螺钉，就可以直接套用到现有的尺框上使用，这样就可以轻松体验本研究带来的便利，而无需购买整套新型高度尺。

对于微调形式2，适用于其尺框悬臂与图2尺框悬臂形状（反Z型尺框）相接近的场合。但有一点不足，即现有的尺框可能都无法使用，需使用全新的尺框。用户无法通过在原有的高度尺上直接套用微调装置和划线量爪方式享受本研究成果，需要企业生产出整套的高度尺提供给用户。

从短期来看，考虑企业的整体利益及高度卡尺类通用性，微调形式1的方案更优，因为企业和用户都无需花大成本；从长期来看，从企业的生产各个环节、检定部门的工作效率及用户的方便性考虑，微调形式2的方案优势更明显，因为企业减少了装配过程中的精确定位，检定部门可以省去了零位误差校正，用户不必担心零位误差导致的误读而提高效率同时可以省去了频繁的送检工作等。

6 结束语

通过对游标高度尺划线量爪上下位移的快速、精确地进行调节，解决了游标高度尺因存在初始零位误差即“0”位不对齐而导致其修正、调整工作繁琐的难题，真正实现简单、快速、精确调零。该方法具有较好的实用性和推广应用价值，将给游标高度尺的加工、装配、使用、检定和维修等带来极大的便利。

［1］国家质量检验检疫总局，国家标准化管委会.GB／T 21390—2008游标、数显、带表高度卡尺.北京：中国标准出版社，2008

［2］国家技术监督局.GB／T 1214.1—1996游标类卡尺通用技术条件

［3］国家质量监督检验检疫总局.JJG 30—2011高度卡尺

［4］谷秀湖.游标高度尺划线量爪的修理.计量技术，1989（10）

［5］高文达.大尺寸游标高度尺出现示值误差的修理.计量技术，1987（7）

［6］王惠忠.游标高度尺量爪测量面的研磨.上海计量测试，1996（2）

10.3969／j.issn.1000－0771.2013.4.10