游标卡尺的测量与读数原理

游标卡尺是我们高中物理中比较重要的测量工具之一，我们是在测量电阻丝的直径时用到的测量工具。

游标卡尺由主尺和游标尺组成，我们读数的时候需要先读主尺上的数值，之后再读游标尺上的数值，之后两者相加就是游标卡尺的所测量的最后数值。

游标卡尺是通过主尺的单位刻度与游标尺的单位刻度的微量差值来提高测量精度的。我们根据游标尺上的刻度数，游标卡尺分为10分度、20分度、50分度三种。

我们以10分度的游标卡尺为例来说明游标卡尺的测量原理。

对于10分度的游标卡尺来说，游标尺上有10个等分刻度，总长度是9mm。那么游标尺上的每一个刻度是0.9mm。与主尺的最小分度差0.1毫米。

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当游标卡尺的量爪并拢时主尺的0刻度与游标尺上的0分度是对齐的。我们想象一下，当我们测量一个0.1mm的物体时，那么游标尺上的刻度就会右移0.1mm。这个时候游标尺上的第一个刻度与主尺上的1mm刻度对齐。我们可以同样推理，当游标尺上的第某个刻度与主尺上的5mm刻度对齐时说明我们测量的物体宽度是0.5mm。

所以，我们可以说，当游标尺上的第n条刻度与主尺的某一刻度对齐时，游标尺所测量的值是0.n mm。

游标卡尺上的数值估读转化为比较主尺上的刻度线与游标尺上哪条刻度线对齐的问题，进而提高了测量的精度。

以上我们是通过10刻度的游标卡尺做出的解释，我们可以想象，对于20刻度的游标卡尺而言。20个刻度总长度是0.1mm。那么游标尺上的一个刻度就代表0.1/20=0.05mm。那么我们可以说，游标尺上的一个刻度与主尺上的单位刻度相差0.05mm。同样我们可以算出对于50刻度的游标卡尺而言，游标尺上的单位刻度是0.1/50=0.02mm。其游标尺上的单位刻度与主尺上单位刻度相差0.02mm。

我们是通过游标尺上的刻度线的多少来区别游标卡尺的测量精度的。刻度线越多，测量精度越高。游标卡尺读出的数值，就不需要再估读了，因为在读游标尺上的测量数值时已经做了刻度线对齐的比较估计。