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千分表和百分表工作原理
閱讀：6545 發布時間：2010-8-13
百分表和千分表利用精密齒條齒輪機構制成的表式通用長度測量工具。圖為百分表（千分表）的結構。當量桿移動1毫米時，這一移動量通過齒條、軸齒輪1、齒輪和軸齒輪2放大后傳遞給安裝在軸齒輪2上的指針，使指針轉動一圈。若圓刻度盤沿圓周印制有 100個等分刻度，每一分度值即相當于量桿移動0.01毫米，則這種表式測量工具常稱為百分表。若增加齒輪放大機構的放大比，使圓表盤上的分度值為0.001毫米或0.002毫米（圓表盤上有200個或100個等分刻度），則這種表式測量工具即稱為千分表。二者的原理是相同的。百分表（千分表）是美國的B.C.艾姆斯等于1890年制成的。它常用于形狀和位置誤差以及小位移的長度測量。百分表的示值范圍一般為0～10毫米，大的可以達到100毫米。改變測頭形狀并配以相應的支架,可制成百分表的變形品種,例如厚度百分表、深度百分表和內徑百分表（見孔徑測量）等。如用杠桿代替齒條則可制成杠桿百分表和杠桿千分表，其示值范圍較小，但靈敏度較高。此外，它們的測頭可以在一定角度內轉動，能適應不同方向的測量，結構也緊湊。它們適用于測量普通百分表難以測量的外圓、小孔和溝槽等的形狀和位置誤差。
1.概述
百分表是利用齒條齒輪或杠桿齒輪傳動,將測桿的直線位移變為指針的角位移的計量器具。主要用于測量制件的尺寸和形狀、位置誤差等。分度值為0.01mm,測量范圍為0-3、0-5、0-10mm。
百分表的結構較簡單,傳動機構是齒輪系,外廓尺寸小,重量輕,傳動機構惰性小,傳動比較大,可采用圓周刻度,并且有較大的測量范圍,不僅能作比較測量,也能作測量。
百分表的工作原理,是將被測尺寸引起的測桿微小直線移動,經過齒輪傳動放大,變為指計在刻度盤上的轉動,從而讀出被測尺寸的大小。
百分表的構造主要由3個部件組成：表體部分、傳動系統、讀數裝置。
百分表已實施出口產品質量許可制度，未取得出口質量許可證的產品不準出口。
2.檢定條件
檢定前受檢的百分表在檢定室內平衡溫度的時間及檢定百分表的室內溫度要求如表6—10—35。
表6—10—35檢定百分表溫度要求
室溫（℃） 每小時溫度變化不大于（℃） 平衡溫度時間不少于（h）
20±10 1 2
3.檢驗項目、技術要求
（1）外觀：百分表的表蒙應透明潔凈,不應有氣泡和明顯的劃痕；表盤刻線應清晰平直,無目力可見的斷線和粗細不勻；測頭上不應有碰傷、銹跡、斑點和明顯的劃痕。其它表面上不應有脫漆、脫鉻和毛刺及影響外觀質量的其它缺陷。表上必須有制造廠名、分度值和出廠編號。使用中和修理后的百分表,允許有不影響使用準確度的外觀缺陷。
（2）各部分相互作用：
①表圈轉動應平穩,靜止應可靠,與表體的配合應無明顯的松動。
②測桿的移動及指針回轉應平穩、靈活,不得有跳動、卡住和阻滯現象。
③指針應緊固在軸上,測桿移動時,指針不應松動。
④緊固百分表裝夾套筒后,測桿應能自由移動,不得卡住。
（3）指針與表盤的相互位置。①百分表的測桿處于自由狀態時,調整表盤零刻線和測桿軸線方向重合,此時指針位置應符合表6—10—36的要求。
表6—10—36指針位置要求（分度）
表盤刻度型式 指針在距零刻度左上方
50 4～12
100 8～25
200 16～50
②百分表測桿行程應超過工作行程終點,超過的行程應滿足表6—10—37的要求。
表6—10—37超行程要求
測量范圍（mm） 表盤刻度型式（分度） 超過終點的行程不少于（mm）
0-3 50 0.3
0-5，0-10 100 0.5
③轉動指針對準任何整轉數時,指針位置偏離零位應不大于15μm。
④指針末端與表盤刻線方向應一致,無目力可見的偏斜,指針末端上表面至表盤之間的距離應不超過表6—10—38的要求。
表6—10—38指針末端上表面至表盤距離
表盤刻度型式（分度） 指針末端上表面至表盤距離（mm）
50、100 0.9
⑤指針末端應蓋住短刻線長度的30～80%。
（4）指針末端及表盤刻線寬度：應不超過表6—10—39的要求。
表6—10—39指針末端及表盤刻線寬度
測量范圍（mm） 表盤刻度型式（分度） 表圈直徑（mm） 指針末端及表盤刻線寬度（mm）
0～3 50 42 0.10～0.20
0～5,0～10 100 ＞42 0.15～0.25
（5）測頭測量面的表面粗糙度：應不超過表6—10—40的要求。
表6—10—40測頭測量面表面粗糙度
測頭材料 鋼 硬質合金 寶石
測頭測量面表面粗糙度 Ra 0.1 Ra 0.2 Ra 0.05（6）
裝夾套筒直徑：直徑為Φ800-0.015。
（7）測力：測力應不超過表6—10—40的要求。
正行程中的zui大測力值即為百分表的zui大測力。單向行程中的zui大測力值與zui小測力值之差即為表的單向行程測力變化,各點的正行程測力值與反行程測力值之差,即為同一點正反向測力變化,均不應超過表6—10—41的要求。
表6—10—41測力要求
測量范圍（mm） zui大測力 單向行程測力變化 同一點正反向測力變化
0～3,0～5,0～10 1.5 0.5 0.4
（8）示值變動性：應不超過表6—10—42的要求。
（9）測桿徑向受力對示值的影響不應超過表6—10—42的要求。
表6—10—42示值變動性
測量范圍（mm） 示值變動性（μm） 測桿徑向受力對示值影響（μm）
0級 1級 0級 1級
0-3,0-5,0-10 3 5 3 5
（10）示值誤差：百分表的示值誤差不得超過表6—10—43的要求。
表6—10—43百分表示值誤差
準確度
等級 百分表示值誤差（μm） 回程誤差
（μm）
任意0.1mm 任意1mm 0～3mm 0～5mm 0～10mm
0 5 8 10 12 14 3
1 7 10 15 18 20 5
（11）回程誤差：百分表的回程誤差應不超過表6—10—43的要求。