千分尺（又称螺旋测微器）是一种精度达 0.001mm（1μm） 的精密测量工具，核心用于测量工件的外径、内径、深度等尺寸，广泛应用于机械加工、电子、医疗、航空航天等领域。其测量原理基于 “螺旋副传动”（将螺杆的旋转运动转化为直线运动），结合 “固定刻度 + 可动刻度” 实现高精度读数。

一、千分尺的核心类型（按测量对象划分）

不同类型的千分尺结构略有差异，但测量逻辑一致，需根据工件需求选择：


类型核心用途典型结构特点
外径千分尺（最常用）测量工件外部直径、厚度（如轴承、螺栓、金属薄片）固定测砧 + 可动测微螺杆，测头多为平面 / 球面（陶瓷 / 金属材质）
内径千分尺测量工件内部孔径、槽宽（如轴承内圈、圆孔）可换测头（尖头 / 圆头），需通过 “接长杆” 拓展测量范围
深度千分尺测量工件深度、台阶高度（如盲孔、凹槽）基座贴合工件表面，“深度杆” 伸入被测区域，可动刻度带动杆移动
公法线千分尺测量齿轮公法线长度（齿轮加工精度检测）测头为平行平面，需贴合齿轮齿面，避免齿顶 / 齿根干扰

二、千分尺的测量步骤（以 “外径千分尺” 为例，通用流程）

1. 测量前准备：确保精度基础

  • 清洁部件：用无尘布（或酒精棉）擦拭测砧、测微螺杆的测头，避免灰尘、油污导致测量误差（尤其是陶瓷测头，需避免划伤）；

  • 检查零位：将测微螺杆轻轻拧至 “测头与测砧贴合”（无需用力，避免损坏螺纹），观察固定刻度的 “0 线” 与可动刻度的 “0 线” 是否对齐：

    • 若对齐：零位正常，可直接测量；

    • 若错位：需记录 “零位误差”（如可动刻度 0 线在固定 0 线上方，误差为 “-0.002mm”），后续测量结果需叠加该误差修正；

  • 环境适配：千分尺对温度敏感（金属热胀冷缩、陶瓷热膨胀系数低但仍需注意），需将工具与工件在同一环境中放置≥30 分钟（如室温 20±5℃），避免温差导致尺寸偏差。

2. 放置工件：确保测量姿态正确

  • 将工件放在 “固定测砧” 与 “可动测微螺杆” 之间，确保工件被测部位与测头完全贴合（如测直径时，测头需对准工件圆心，避免 “偏心测量”）；

  • 若测量薄片 / 软质工件（如塑料片、金属箔），需轻放轻压，避免工件变形（陶瓷测头硬度高，更易压伤软质工件，需控制力度）。

3. 调节与锁紧：稳定测量状态

  • 粗调：旋转千分尺的 “微分筒”（可动刻度部分），使测头逐渐靠近工件，当测头与工件轻微接触时，停止粗调；

  • 微调：改用 “测力装置”（微分筒末端的棘轮），轻轻旋转直至听到 “咔嗒咔嗒” 声（通常 2-3 声），此时测头对工件的压力为 “标准测力”（约 5-10N），避免压力过大导致工件 / 测头变形；

  • 锁紧固定：旋转 “锁紧装置”（尺架上的旋钮 / 扳手），将测微螺杆锁定，防止读数时螺杆移动（部分电子千分尺无需手动锁紧，自动保持读数）。

4. 读数：关键步骤（机械千分尺 vs 电子千分尺）

千分尺的读数精度核心是 “固定刻度 + 可动刻度” 的叠加，机械款需手动计算，电子款直接显示数字，具体差异如下：

（1）机械千分尺读数（核心掌握）

机械千分尺的刻度分为两部分：


  • 固定刻度（主尺）：刻有 mm 刻度，每 1mm 间有 1 条 “半毫米刻线”（0.5mm），即最小刻度为 0.5mm；

  • 可动刻度（微分筒）：围绕固定刻度旋转，共 50 格，每格对应 0.01mm（因螺杆导程为 0.5mm，50 格即 0.5mm÷50=0.01mm）。


读数公式：测量值 = 固定刻度读数 + 可动刻度读数 + 零位误差（若有）
具体步骤：


  1. 读 “固定刻度整数 + 半毫米”：找到固定刻度上 “最接近且小于可动刻度 0 线” 的刻度，若可动刻度 0 线超过固定刻度的 “半毫米刻线”（0.5mm），则固定刻度读数需加 0.5mm；

    • 例：固定刻度显示 “5mm”，且可动刻度 0 线超过 “5.5mm” 刻线，则固定刻度读数为 5.5mm；

  2. 读 “可动刻度”：找到可动刻度上 “与固定刻度基线对齐” 的刻度线，乘以 0.01mm；

    • 例：可动刻度第 12 条线与基线对齐，则可动刻度读数为 12×0.01=0.12mm；

  3. 叠加计算：总测量值 = 5.5mm + 0.12mm=5.62mm，若有零位误差（如 - 0.002mm），则最终结果 = 5.62 - 0.002=5.618mm（注意：千分尺需估读 1 位，即保留 3 位小数，单位 mm）。

（2）电子千分尺读数（便捷高效）

电子千分尺内置传感器（如容栅式、电感式），无需手动计算，直接在显示屏上显示数字，精度通常可达 0.0001mm（0.1μm），操作更简单：


  • 测量前校准零位（按 “ZERO” 键），贴合工件后直接读取数字，部分型号支持单位切换（mm/inch）、数据存储 / 传输（连电脑或打印机），适合批量测量场景。

5. 数据记录与复测

  • 记录测量值时，需注明 “测量部位、环境温度、是否修正零位”（如 “工件外径：10.023mm，室温 22℃，零位修正 - 0.001mm”）；

  • 为确保精度，同一部位需复测 2-3 次，若多次测量值偏差≤0.002mm（0 级千分尺）或≤0.003mm（1 级千分尺），取平均值作为最终结果；若偏差过大，需检查工件是否变形、测头是否清洁。

三、测量误差的常见原因与避免方法

千分尺虽精度高，但操作不当易引入误差，需重点注意以下问题：


误差类型产生原因避免方法
零位误差测量前未校准零位、长期使用后螺杆磨损每次测量前校准零位；定期（1 年 1 次）送计量机构校准
温度误差工具与工件温差大（金属热胀冷缩明显，陶瓷略好）测量前将工具与工件同环境放置≥30 分钟；避免用手直接触摸测头（戴手套）
压力误差测力过大（压伤工件 / 变形螺杆）或过小（接触不紧密）必须用 “测力装置”（棘轮）调节，听到 “咔嗒声” 即停止
对中误差测头未对准工件圆心（如测直径时偏心）测量时观察工件与测头的贴合状态，可旋转工件确认最小 / 最大值（直径取最小值）
清洁误差测头有灰尘、油污（导致贴合不紧密）测量前用无尘布 / 酒精棉擦拭测头，尤其是陶瓷测头（避免划伤）

四、千分尺的维护与保养（延长寿命 + 保精度）

  1. 避免碰撞：陶瓷测头硬度高但脆性大，掉落或撞击易断裂，存放时需放入专用包装盒（带缓冲泡沫）；

  2. 定期润滑：机械千分尺的螺杆需每月加 1-2 滴专用润滑油（如钟表油），避免螺纹生锈或磨损（电子千分尺无需润滑螺杆）；

  3. 防潮防尘：长期不用时，需在测头表面涂防锈油（金属款），陶瓷款可直接存放，但需避免潮湿环境（防止尺架生锈）；

  4. 禁止超量程：不可强行拧动微分筒使测头过度挤压，避免螺杆螺纹损坏（如测量范围 0-25mm 的千分尺，不可测 25mm 以上工件）。

总结

千分尺的测量核心是 “精准对中、标准测力、正确读数”，机械款需掌握 “固定刻度 + 可动刻度” 的叠加逻辑，电子款需注意零位校准和数据稳定性。无论哪种类型，测量前的清洁、温度适配，以及定期计量校准，都是保证精度的关键 —— 尤其是陶瓷千分尺，虽耐磨损、抗腐蚀，但仍需避免测头磕碰，确保长期使用精度。