机械量仪简介及应用范围

机械量仪（指示式量仪）是借助杠杆、齿轮、齿条或扭簧的传动，将测量杆的微小直线位移经传动和放大机构转变为表盘上指针的角位移，从而指示出相应的数值。机械量仪包括百分表、千分表、内径百分表、杠杆千分尺、杠杆齿轮比较仪、扭簧比较仪等。

机械量仪示值范围较小，主要用于相对测量，测量零件的尺寸及几何误差。这类量仪具有体积小、质量轻、结构简单、造价低等特点，不需附加电源、光源、气源等，也比较坚固耐用，应用十分广泛。

1.百分表和千分表

百分表和千分表，都是用来校正零件或夹具的安装位置、检验零件的形状精度或相互位置精度的。它们的结构原理没有什么大的不同，就是千分表的读数精度比较高，即千分表的分度值为0.001 mm，而百分表的分度值为0.01 mm。车间里经常使用的是百分表，因此，主要是介绍百分表。

百分表的外形如图6-6（a）所示。1为表体，8为测量杆，6为指针，表盘3上刻有100个等分格，其分度值为0.01 mm。当指针转一圈时，小指针即转动一小格，转数指示盘5中的转数指针分度值为1 mm。用手转动表圈4时，表盘3也跟着转动，可使指针对准任一刻线。测量杆8是沿着套筒7上下移动的，9是测量头，2是手提测量杆用的圆头。

图6-6　百分表外形及其内部结构

（a）外形；（b）内部结构

图6-7　内径百分表

图6-6（b）是百分表内部机构的示意图。带有齿条的测量杆1的直线移动，通过齿轮传动（Z1、Z2、Z3），转变为指针2的回转运动。齿轮Z4和弹簧3使齿轮传动的间隙始终在一个方向，起着稳定指针位置的作用。弹簧4是控制百分表的测量压力的。百分表内的齿轮传动机构，使测量杆直线移动1 mm时，指针正好回转一圈。

由于百分表和千分表的测量杆是做直线移动的，可用来测量长度尺寸，所以它们也是长度测量工具。目前，国产百分表的测量范围有0～3 mm、0～5 mm、0～10 mm三种。分度值为0.001 mm的千分表，测量范围为0～1 mm。

2.内径百分表

内径百分表是由百分表和专用测量架组成，用以测量或检验零件的内孔、深孔直径及其形状精度。

内径百分表测量架的内部结构，如图6-7所示。在三通管3的一端装着活动测量头1，另一端装着可换测量头2，垂直管口一端，通过连杆4装有百分表5。活动测头1的移动，使传动杠杆7回转，通过活动杆6，推动百分表的测量杆，使百分表指针产生回转。由于杠杆7的两侧触点是等距离的，当活动测头移动1 mm时，活动杆也移动1 mm，推动百分表指针回转一圈。所以，活动测头的移动量，可以在百分表上读出来。

两触点量具在测量内径时，不容易找正孔的直径方向，定心护桥8和弹簧9就起了一个帮助找正直径位置的作用，使内径百分表的两个测量头正好在内孔直径的两端。活动测头的测量压力由活动杆6上的弹簧控制，保证测量压力一致。

内径百分表活动测头的移动量，小尺寸的只有0～1 mm，大尺寸的可有0～3 mm，它的测量范围是由更换或调整可换测头的长度来达到的。因此，每个内径百分表都附有成套的可换测头。内径百分表的读数值为0.01 mm，测量范围有10～18 mm、18～35 mm、35～50 mm、50～100 mm、100～160 mm、160～250 mm、250～450 mm等。

3.杠杆千分尺(www.xing528.com)

杠杆千分尺是测量外形尺寸的一种精密测量器具，可作绝对测量和相对测量，其分度值有0.001 mm和0.002 mm两种，测量范围有0～25 mm、25～50 mm、50～75 mm和75～100 mm四种。外形与千分尺相似，如图6-8（a）所示，主要由螺旋测微部分和杠杆齿轮部分组成，其结构原理如图6-8（b）所示。

相对测量时因工件尺寸变化引起测砧左右移动，推动杠杆、扇形齿轮相继摆动，从而带动与小齿轮轴固定连接的指针相应摆动并指示出被测尺寸的变化。

绝对测量时，读数值为螺旋测微部分的读数值与表盘指示值之和。

图6-8　杠杆千分尺

（a）外形；（b）结构简图
1—手压按钮；2—扇形齿轮；3—游丝；4—小齿轮；5—刻度盘；6，7—杠杆

4.杠杆齿轮比较仪

杠杆齿轮比较仪主要用于比较测量。当测量杆随工件尺寸的变化而上下移动时，相应带动杠杆、扇形齿轮、小齿轮及指针摆动。表盘指示值的变化即为工件尺寸的变化，如图6-9所示。

图6-9　杠杆齿轮比较仪

（a）外形；（b）结构简图

杠杆齿轮比较仪的分度值有0.001 mm和0.000 5 mm，示值范围有±0.1 mm、±0.05 mm和±0.025 mm几种。它具有示值稳定、误差较小、灵敏度高等特点，但外形尺寸较大。

图6-10　扭簧比较仪

（a）外形；（b）结构简图

5.扭簧比较仪

扭簧比较仪的灵敏弹簧片是截面为长方形的扭曲金属带，由中间起，一半向右、一半向左扭曲成麻花状。其中一端固定在可调整的弓架上，另一端则固定在弹性杠杆上。当测量杆随工件尺寸变化而上下移动时，使弹性杠杆带动弹簧片伸缩，从而使固定在弹簧片中部的指针偏转，表盘上即指示出工件尺寸的变化，如图6-10所示。

扭簧比较仪的示值范围有±0.03 mm、±0.015 mm、±0.006 mm、±0.003 mm，相应的分度值为0.001 mm、0.000 5 mm、0.000 2 mm、0.000 1 mm等几种。扭簧比较仪结构简单，内部无相互摩擦的零件，因而灵敏度高，可用作精密比较测量。