螺旋测微器，又称千分尺、螺旋测微仪、分厘卡，是比游标卡尺更精密的测量长度的工具，测量精度可达0.01mm，测量范围通常为几个厘米。它基于螺旋放大原理工作，通过旋转可动刻度使测微螺杆沿轴线移动，实现对微小长度的精确测量。螺旋测微器分为机械式和电子式两类，广泛应用于机械制造、航空航天及科学研究领域。使用时需注意零误差校正，避免过大的测量压力，并定期进行清洁和校准，以确保测量精度。

发展简史

发明背景

约1600年，随着望远镜和显微镜的发明，科学家们对更精确的计量工具产生了需求。葡萄牙科英布拉大学天文学和数学教授佩德罗·努涅斯在16世纪初叶发明了游标，为航海和天文的读数提供一度的分数。这种游标后来被改进为游标卡尺。

发明与演进

• 1639年：盖斯科因最早发明了螺旋测微器，但当时并未得到重视和推广。
• 1666年：艾德里安·奥佐特为提高天文学的精确度，重新发明了螺旋测微器，采用细金属丝进行判读，用螺杆达到精密控制，测量结果能达到一毫米的1/10弱。
• 1772年：瓦特制造出利用螺纹副原理测长度的瓦特螺旋测微器。
• 1848年：法国技师伯马获得“螺旋式卡尺”的专利。
• 1867年：美国的布朗和夏普制造出一种新的螺旋测微器，运用了伯马和维尔莫特的方法，从此螺旋测微器进入实用化阶段，并得到广泛推广。

关键改进

• 1849年：惠特沃斯改进了瓦特的螺旋测微器，发明了能够准确测量物体长度和厚度的测量器。
• 1850年：美国的布朗建立布朗·夏普公司，生产各种测量仪器，包括游标卡尺。
• 1867年：布朗和夏普在巴黎万国博览会上看到法国的伯马螺旋测微器后，制造出一种新的螺旋测微器，采用伯马的分度读法和维尔莫特的尺寸方法。
• 1868年：布朗·夏普公司以“小型金属板测量仪器”的商品名开始在市场上公开出售这种螺旋测微器，新安装了固定用夹紧机构和测量面磨损时的补偿用螺纹机构，测量精度达到万分之四英寸。

工作原理

螺旋测微器依据螺旋放大原理制成，即螺杆在螺母中旋转一周，螺杆便沿着旋转轴线方向前进或后退一个螺距的距离。螺旋测微器的精密螺纹螺距为0.5mm，可动刻度有50个等分刻度，旋转每个小分度相当于测微螺杆前进或后退0.01mm，因此螺旋测微器可准确到0.01mm，并能估读到毫米的千分位。

结构组成

螺旋测微器由以下主要部分组成：

• 尺架：弓形支架，基础件，其它各部分都安装在它的上面。尺架还起着基准作用，对测量精确度有较大影响。
• 测砧：与测微螺杆共同构成测量面，测量工件外径时，通过固定测砧与测微螺杆之间夹紧被测工件。
• 测微螺杆：一部分被加工成螺距为0.5 mm的螺纹，作为测量的基准量。
• 螺母套管：固定套筒，上有毫米刻度和半毫米刻度，作为主尺。
• 微分套筒：圆周上有50个分度，每旋转一周，螺杆前进或后退0.5mm，每转动一个分度，螺杆移动0.01mm。
• 棘轮：测力装置，控制恒定的测量力，减少测量误差。
• 锁紧装置：测量读数时锁紧测量螺杆，防止螺杆移动。
• 绝热板：覆盖在尺架两侧面，防止人体热量影响测量精度。

产品分类

按结构型式分

• 固定式测砧螺旋测微器
• 可调式或可换式测砧螺旋测微器

按工作原理分

• 机械式螺旋测微器：简称千分尺，改变测量面形状和尺架等可以制成不同用途的螺旋测微器。
• 电子螺旋测微器：也叫数显螺旋测微器，应用了光栅测长技术和集成电路。

按测量用途分

• 外径螺旋测微器
• 内径螺旋测微器
• 深度螺旋测微器
• 螺纹螺旋测微器
• 内测螺旋测微器
• 杠杆螺旋测微器
• 杠杆式卡规
• 公法线螺旋测微器
• 三爪螺旋测微器
• V形砧螺旋测微器

使用方法

测量

• 校正零点：新出厂的螺旋测微器当测砧和螺杆密接时，微分套筒前圆周上的0刻度线应与螺母套管上的横线重合。
• 放置工件：工件的测量表面要擦拭干净，并准确放在螺旋测微器的测量面间，不得偏斜。
• 读取数值：半毫米的倍数部分从微分套管上的毫米刻度和半毫米刻度线读出，不足0.5mm的部分从微分套筒的圆周刻度上读出，可以准确到0.01毫米，不足0.01毫米可以估读一位。

读数

• 固定刻度：先读固定刻度。
• 半刻度：其次读半刻度，若半刻度线已露出，记作0.5mm；若未露出，记作0.0mm。
• 可动刻度：然后再读可动刻度，注意估读，记作n×0.01mm。

• 最终读数：固定刻度+半刻度+可动刻度+估读。

应用领域

螺旋测微器主要用于测量物体的外径、宽度、厚度，以及各种外形尺寸和形位偏差、槽宽和两个内端面之间的距离、盲孔或阶梯孔的深度、键槽深度、台阶高度、螺纹中径和齿轮底径尺寸等。

标准规范

按照GB/T 1216-2018、GB/T 8061-2022、GB/T 22093-2018、GB/T 36175-2018、GB/T 20919-2018等标准，对不同型号的螺旋测微器的术语和定义、型式与基本参数、要求、检验方法以及标志与包装进行了规定。该标准适用于分度值为0.01mm、0.001 mm、0.002 mm、0.005mm，测量范围上限至1000mm的螺旋测微器。

基本参数

维护保养

清洁润滑

• 使用完毕后，将测量面、测微螺杆圆柱部分以及校对用量杆测量面擦拭清洁，并涂抹一薄层工业凡士林。
• 如有切削液浸入，要立即用溶剂（汽油或航空汽油）进行清洗，并在螺纹轴套内注入高级润滑油，如透平油。

校对零位

• 对于老式结构的千分尺，不准拧松后盖，如果后盖松动了必须校对“0”位后再使用。
• 千分尺万一掉在地上或者硬物上时，应立即检查各部位的相互作用是否符合要求，并校对其“0”位。

入盒保存

• 涂敷防锈油后置入专用盒内，不允许放置其他物品，如钻头等。
• 禁止重压、弯曲千分尺，且两砧端不得接触，以免影响精度。

日常管理

• 防止油石、砂布等硬物损伤测量面、测微螺杆等部位。
• 轻拿轻放，不要放在有灰尘、液体的地方。
• 不准把千分尺当作卡钳使用。
• 不准拿着微分筒快速转动，以防止测微螺杆加速磨损或两测量面相互猛撞。
• 不要企图调整千分尺，除非对于调整已接受培训。
• 在测微螺杆和测砧之间应留有一定间隙。

• 千分尺要实行周期检查，检查周期长短视使用情况而定。

相关事件

2009年误差事件：河北邢台市某轧辊厂负责人拿着一把千分尺到市质监局计量测试所申请检定，结果显示误差为0.04mm，超过检定规程允许误差的4倍，导致该厂损失100万元。

注：词条内容部分参考文献来源：^[1][2]

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螺旋测微器(图1)

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螺旋测微器(图2)

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螺旋测微器(图3)

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螺旋测微器(图4)

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