千分表的测量范围与精度呈负相关关系，即测量范围越大，能达到的最高精度通常越低；反之，测量范围越小，精度越容易做得更高，这是由其内部结构和误差累积规律决定的。

一、核心关系：范围扩大导致精度下降

千分表的精度（主要指示值误差）会随测量范围的增加而显著增大，这是行业内的普遍规律。具体可通过常见型号的参数对比直观体现：

千分表类型测量范围典型示值误差（全程）适用精度场景
微型千分表0-1mm≤±0.001mm超高精度校准（如量块）
小型千分表0-3mm≤±0.002mm精密零件形位误差检测
中型千分表0-5mm≤±0.003mm较高精度尺寸偏差测量
大型千分表（特殊）0-10mm≤±0.005mm兼顾量程与精度的场景

从表格可见，测量范围每扩大 2-5mm，示值误差约增加 0.001-0.002mm，精度明显下降。

二、背后的 3 个关键原因

1. 传动链误差累积（机械千分表核心因素）

机械千分表依赖 “测杆 - 齿条 - 齿轮” 的传动链将微小位移放大。

  • 测量范围越小，传动链越短（如 0-1mm 量程仅需短齿条 + 少组齿轮），齿轮啮合间隙、齿条直线度等带来的误差总量更少，易控制在 0.001mm 内；

  • 测量范围扩大（如 0-10mm），需加长齿条、增加齿轮组数，每增加一个传动环节，误差就会叠加一次（如齿轮间隙从 0.0005mm 累积到 0.003mm），最终导致总误差显著上升。

2. 测杆刚性与直线度限制

测杆是千分表的核心运动部件，其精度直接影响测量结果：

  • 小量程千分表（如 0-1mm）的测杆短而粗，刚性强，移动时不易弯曲，直线度误差可控制在 0.0005mm 以内；

  • 大量程千分表（如 0-10mm）的测杆必须更长，为避免表体过大，测杆直径通常会减小，导致刚性下降。测杆移动时易出现微小倾斜（即 “挠曲”），引入余弦误差，进而降低精度。

3. 传感器精度的物理极限（数显千分表）

数显千分表采用光栅或容栅传感器，其精度与测量范围也存在物理限制：

  • 小量程传感器（如 0-1mm）的光栅刻线密度更高（如每毫米刻 1000 线），能捕捉 0.001mm 的微小位移；

  • 若要覆盖更大范围（如 0-10mm），需加长光栅尺，而长光栅的刻线均匀性更难保证（如局部刻线偏差可能从 0.0003mm 增至 0.002mm），导致传感器本身的精度上限下降。

三、实际应用中的选择原则

基于 “范围与精度负相关” 的规律，选择千分表时需遵循 “量程够用即可，不盲目选大” 的原则：

  1. 若测量对象是微小偏差（如量块平行度、轴承游隙，偏差≤0.5mm），优先选 0-1mm 或 0-3mm 量程，确保 0.001mm 的高精度；

  2. 若需测量稍大偏差（如精密轴的圆跳动，偏差≤2mm），可选 0-5mm 量程，平衡精度（±0.003mm）与实用性；

  3. 仅当偏差范围明确超过 5mm（如某些大型零件的平面度），才考虑 0-10mm 的特殊量程，同时接受精度降至 ±0.005mm 的现实。

总之，千分表的测量范围与精度是 “鱼和熊掌不可兼得” 的关系，其本质是结构误差累积与物理精度极限共同作用的结果。实际使用中，选对量程才能最大化千分表的精度优势，避免 “大材小用” 或 “精度不足”。