游标卡尺的测量原理是什么？_备孕

游标卡尺是利用主尺上的刻线间距（简称线距）和游标尺上的线距之差来读出小数部分，例如：主尺上的线距为1毫米，游标尺上有10格，其线距为0.9毫米。当两者的零刻线相重合，若游标尺移动0.1毫米，则它的第1根刻线与主尺的第1根刻线重合；若游标尺移动0.2毫米，则它的第2根刻线与主尺的第2根刻线重合。

依此类推，可从游标尺与主尺上刻线重合处读出量值的小数部分。主尺与游标尺线距的差值 0.1毫米就是游标卡尺的最小读数值。

同理，若它们的线距的差值为0.05毫米或0.02毫米(游标尺上分别有20格或50格)，则其最小读数值分别为0.05毫米或0.02毫米。游标原理是法国人P.韦尼埃于1631年提出的。它常用于长度测量工具的长度和角度的细分读数机构中。详细可查阅国家标准（GB/T21388、GB/T21389、GB/T21390）。

扩展资料：

游标卡尺，是一种测量长度、内外径、深度的量具。游标卡尺由主尺和附在主尺上能滑动的游标两部分构成。主尺一般以毫米为单位，而游标上则有10、20或50个分格，根据分格的不同，游标卡尺可分为十分度游标卡尺、二十分度游标卡尺、五十分度格游标卡尺等，游标为10分度的有9mm，20分度的有19mm，50分度的有49mm。

游标卡尺的主尺和游标上有两副活动量爪，分别是内测量爪和外测量爪，内测量爪通常用来测量内径，外测量爪通常用来测量长度和外径。

常用游标卡尺按其精度可分为3种：即0.1毫米、0.05毫米和0.02毫米。精度为0.05毫米和0.02毫米的游标卡尺。它们的工作原理和使用方法与本文介绍的精度为0.1毫米的游标卡尺相同。精度为0.05毫米的游标卡尺的游标上有20个等分刻度，总长为19毫米。测量时如游标上第11根刻度线与主尺对齐，则小数部分的读数为11/20毫米=0.55毫米，如第12根刻度线与主尺对齐，则小数部分读数为12/20毫米=0.60毫米。

一般来说，游标上有n个等分刻度，它们的总长度与尺身上（n－1）个等分刻度的总长度相等，若游标上最小刻度长为x，主尺上最小刻度长为y则 nx=（n－1）y，x=y－（y/n）主尺和游标的最小刻度之差为Δx=y－x=y/ny/n叫游标卡尺的精度，它决定读数结果的位数。

由公式可以看出，提高游标卡尺的测量精度在于增加游标上的刻度数或减小主尺上的最小刻度值。一般情况下y为1毫米，n取10、20、50其对应的精度为0.1，0.05毫米、0.02毫米。精度为0.02毫米的机械式游标卡尺由于受到本身结构精度和人的眼睛对两条刻线对准程度分辨力的限制，其精度不能再提高。

参考资料：百度百科-游标卡尺

实现原理

刻度尺的标定

刻度尺的标定是非常重要的一环。考虑到刻度尺位置是相对固定的，因此通过简单的人工标定过程就可以知道指针、刻度和数字的相对位置。当然也可以用如今非常厉害的基于深度学习的目标检测技术，大家可以自行发挥。

下面是标定的示意图：

从demo中可以看到整个读数系统可以象形地作成上图。需要关注的是：1）指针的位置；2）刻度尺读数的位置，我们不妨假定我们可以框出数字，那么框框的中心坐标就是读数的位置；3）读数到指针所指位置的距离；首先数字的起始位置都是有一条粗黑实线，然后得到的实线到指针的像素距离需要转换成实际的刻度距离。

指针位置标定

指针位置标定非常简单，因为其一般呈现等腰三角形，我们把它的边缘绘制出来，然后求其角平分线，就得到指针的指向。

我的标定程序需要从上往下按顺序指定三个红点，指定后自动连接绿线（指针边缘），然后自动生成其角平分线（蓝线），整个程序是交互式的，执行过程有提示信息，最终标定文件会自动保存，下次使用时加载标

利用内测量爪可以测量槽的宽度和管的内径，利用外测量爪可以测量零件的厚度和管的外径。深度尺与游标尺连在一起，可以测槽和筒的深度。尺身和游标尺上面都有刻度。