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卡尺的起源和变迁

发布时间:2021-02-05   点击次数:543次

上世纪九十年代,在扬州邗江县的一个不起眼的村落里,出土了一把现存世*上古老的卡尺——“青铜卡尺”,自此游标卡尺的起源被提前到了1600年前。

 现存古老的滑动卡尺

 公元9年,王莽新朝制造了一把名为“玉尺“的“滑动卡尺”,因其尺身为铜制,被后人又名为“青铜卡尺”。

这把1600岁的卡尺,滑动结构和现代大家所熟悉的游标卡尺及其类似,固定的主尺和沿主尺上的沟槽滑动的滑动尺上各有一个量爪,王莽新朝将印玺、玉石和宝石夹在量爪之前,来获得这些物件的外形尺寸。

但在此1500年后乃至更长时间,滑动卡尺也就是游标卡尺的发展情况却不得而知。但可以想象,在很长的一段时间里,游标卡尺应该延续着王莽玉尺的L形尺滑动结构。

 

9世纪中叶前的

鞘箱型滑动卡尺

随着英国进入工业革命时代,鞘箱型滑动卡尺出现了,带量爪的尺鞘包裹着带量爪且标有刻度的主尺,主尺像刀子,可以在尺鞘中伸缩。测量物夹在两个量爪之间,在鞘口读取测量值,被称之为简易游标卡尺

1840年前后在法国制造的简易游标卡尺,这一期间的卡尺虽有主尺刻度,但没有作为副尺的游标刻度,所以也只能称为“滑动卡尺”。

 

现存世*早的

带游标刻度的滑动卡尺

同一时期,法国陆*炮兵队*家工厂还制造了正面毫米单位、背面法寸单位的带游标刻度的滑动卡尺并投入使用,这是现存世*早的带游标刻度的滑动卡尺。

欧美1945年前后的

游标卡尺

从1840年前后到1950年前后,被普及使用的游标卡尺有两种样式,一个体系是上面介绍的鞘箱型滑动卡尺,通过滑块的指示来读取主尺刻度,也就是简易游标卡尺。另一个体系是带游标刻度的滑动卡尺,也就是正统的游标卡尺二者各司其职,历经漫长的岁月,逐渐演变为了带游标刻度的游标卡尺。

这一时期的简易游标卡尺去掉了尺鞘的一面,通过采用燕尾槽作为主尺与尺鞘接触的导槽,使主尺面与尺鞘面基本处于同一平面,精度也得到了进一步的提升。自1850年前诞生后,这样的简易游标卡尺被沿用了100多年。

法国制的游标卡尺采用了将19毫米20等分的游标刻度,小读数为0.05毫米,更加精*,测量精度与现在的游标卡尺相同。这在广泛使用0.1毫米的当时,0.05毫米的小读数可以说是极其*前的。
在1905年前后,阿道夫菲弗尔贸易公司开发并推出了“哥伦布卡尺”,量爪分为外侧量爪和内侧量爪,还配备了深度杆,是可以测量深度、高低差等数据的多功能游标卡尺。这样的结构在当时非常*前,与今天的游标卡尺具备相同的测量功能。

游标卡尺

在日本的使用、生产及普及

游标卡尺在日本得到全面应用,据说是始于大正初期从英国进口的普通型游标卡尺。但是,日本生产的游标卡尺大多还是从仿制德式,尤其是从毛瑟式起步的。

M型游标卡尺采用德国毛瑟公司(Mauser)的形状,取其首字母命名。这种结构可用于外侧、内侧、深度等各种测量,是*常用的游标卡尺,也叫带深度型。

随着制造业的发展,应工业界要求,游标卡尺的日本工业标准JIS于1954年推出。得益于JIS的制定,日本的游标卡尺不断改进,到1965年前后,日本制已不逊于欧美产品。随着卡尺技术的显著进步,到1985年左右,日本产品在*世*已经拥有70%的份额。

数显游标卡尺

开发和发展

 

日本在1956年开发出了采用差动变压器的电子千分尺,很快也实现了数显显示,这一趋势逐渐扩大到了各种长度测量仪器。在这样的情况下,瑞士司瓦卡公司的总经理梅耶开发并上市了静电电容型电子千分尺。

 

增量式数显游标卡尺的出现

 

1980年前后,瑞士司瓦卡公司以及瑞典*家学院的安德莫分别将增量测量方式应用于游标卡尺,投产了小显示量为0.01毫米的增量数显游标卡尺并开始销售,并逐渐推广到*界各地。
 
三丰通过开展技术合作获得*利使用权,在1983年开发了小显示量为0.01毫米的增量数显游标卡尺,并在1984年8月之前共制造10万把稳定、价格低廉的游标卡尺,使其实现了普及。

之后,瑞典*家学院的数显游标卡尺发明者安德莫借助三丰的援助,于1987年在美国华盛顿州成立了微编码器研究所(Micro Encoder Inc.),这奠定了三丰数显游标卡尺进一步发展的基础。

 

 

绝*式数显游标卡尺的出现

 

 

以上说的是增量式,在1993年三丰开发出分辨力为0.01毫米的*对式数显卡尺。它的检测方式由静电电容电极栅尺和采用发光二极管LED光源的光栅单轨栅尺组成。光栅与细密的静电电容电极轨道位于统一轨道,绝*式与增量式相比,扩大了使用范围。

 

电磁感应式数显游标卡尺的开发

 

 

但是在机械加工现场,泼洒到工具和工件上的冷却液会飞溅,有时还要在冷却液中测量尺寸,但静电电容型游标卡尺却难以在这样的环境下使用。

在这样的需求下,IP54的防水型*对数显卡尺于1997年应运而生,采用了封闭的检测方式,虽能满足通常使用的需要,但在大量使用冷却液且四处飞溅的现场,测量结果还是会受到影响。

卡尺的发展历史印证了社会需求是测量仪器发展的重要因素,在Smart Factory的需求下,快速、*确地读取数据成为新的课题,由此,带数据输出的数显卡尺应运而生,并在统计过程管理系统、计量管理系统等领域发挥着积极的作用。

 

 

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