上世紀(jì)九十年代,在揚州邗江縣的一個不起眼的村落里,出土了一把現(xiàn)存世*上古老的卡尺——“青銅卡尺”,自此游標(biāo)卡尺的起源被提前到了1600年前。
現(xiàn)存古老的滑動卡尺
公元9年,王莽新朝制造了一把名為“玉尺“的“滑動卡尺”,因其尺身為銅制,被后人又名為“青銅卡尺”。
這把1600歲的卡尺,滑動結(jié)構(gòu)和現(xiàn)代大家所熟悉的游標(biāo)卡尺及其類似,固定的主尺和沿主尺上的溝槽滑動的滑動尺上各有一個量爪,王莽新朝將印璽、玉石和寶石夾在量爪之前,來獲得這些物件的外形尺寸。
但在此1500年后乃至更長時間,滑動卡尺也就是游標(biāo)卡尺的發(fā)展情況卻不得而知。但可以想象,在很長的一段時間里,游標(biāo)卡尺應(yīng)該延續(xù)著王莽玉尺的L形尺滑動結(jié)構(gòu)。
9世紀(jì)中葉前的
鞘箱型滑動卡尺
隨著英國進(jìn)入工業(yè)革命時代,鞘箱型滑動卡尺出現(xiàn)了,帶量爪的尺鞘包裹著帶量爪且標(biāo)有刻度的主尺,主尺像刀子,可以在尺鞘中伸縮。測量物夾在兩個量爪之間,在鞘口讀取測量值,被稱之為簡易游標(biāo)卡尺。
1840年前后在法國制造的簡易游標(biāo)卡尺,這一期間的卡尺雖有主尺刻度,但沒有作為副尺的游標(biāo)刻度,所以也只能稱為“滑動卡尺”。
現(xiàn)存世*早的
帶游標(biāo)刻度的滑動卡尺
同一時期,法國陸*炮兵隊*家工廠還制造了正面毫米單位、背面法寸單位的帶游標(biāo)刻度的滑動卡尺,并投入使用,這是現(xiàn)存世*早的帶游標(biāo)刻度的滑動卡尺。
歐美1945年前后的
游標(biāo)卡尺
從1840年前后到1950年前后,被普及使用的游標(biāo)卡尺有兩種樣式,一個體系是上面介紹的鞘箱型滑動卡尺,通過滑塊的指示來讀取主尺刻度,也就是簡易游標(biāo)卡尺。另一個體系是帶游標(biāo)刻度的滑動卡尺,也就是正統(tǒng)的游標(biāo)卡尺。二者各司其職,歷經(jīng)漫長的歲月,逐漸演變?yōu)榱藥в螛?biāo)刻度的游標(biāo)卡尺。
這一時期的簡易游標(biāo)卡尺去掉了尺鞘的一面,通過采用燕尾槽作為主尺與尺鞘接觸的導(dǎo)槽,使主尺面與尺鞘面基本處于同一平面,精度也得到了進(jìn)一步的提升。自1850年前誕生后,這樣的簡易游標(biāo)卡尺被沿用了100多年。
法國制的游標(biāo)卡尺采用了將19毫米20等分的游標(biāo)刻度,小讀數(shù)為0.05毫米,更加精*,測量精度與現(xiàn)在的游標(biāo)卡尺相同。這在廣泛使用0.1毫米的當(dāng)時,0.05毫米的小讀數(shù)可以說是極其*前的。
在1905年前后,阿道夫菲弗爾貿(mào)易公司開發(fā)并推出了“哥倫布卡尺”,量爪分為外側(cè)量爪和內(nèi)側(cè)量爪,還配備了深度桿,是可以測量深度、高低差等數(shù)據(jù)的多功能游標(biāo)卡尺。這樣的結(jié)構(gòu)在當(dāng)時非常*前,與今天的游標(biāo)卡尺具備相同的測量功能。
游標(biāo)卡尺
在日本的使用、生產(chǎn)及普及
M型游標(biāo)卡尺采用德國毛瑟公司(Mauser)的形狀,取其首字母命名。這種結(jié)構(gòu)可用于外側(cè)、內(nèi)側(cè)、深度等各種測量,是*常用的游標(biāo)卡尺,也叫帶深度型。
隨著制造業(yè)的發(fā)展,應(yīng)工業(yè)界要求,游標(biāo)卡尺的日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JIS于1954年推出。得益于JIS的制定,日本的游標(biāo)卡尺不斷改進(jìn),到1965年前后,日本制已不遜于歐美產(chǎn)品。隨著卡尺技術(shù)的顯著進(jìn)步,到1985年左右,日本產(chǎn)品在*世*已經(jīng)擁有70%的份額。
數(shù)顯游標(biāo)卡尺的
開發(fā)和發(fā)展
增量式數(shù)顯游標(biāo)卡尺的出現(xiàn)
1980年前后,瑞士司瓦卡公司以及瑞典*家學(xué)院的安德莫分別將增量測量方式應(yīng)用于游標(biāo)卡尺,投產(chǎn)了小顯示量為0.01毫米的增量數(shù)顯游標(biāo)卡尺并開始銷售,并逐漸推廣到*界各地。
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之后,瑞典*家學(xué)院的數(shù)顯游標(biāo)卡尺發(fā)明者安德莫借助三豐的援助,于1987年在美國華盛頓州成立了微編碼器研究所(Micro Encoder Inc.),這奠定了三豐數(shù)顯游標(biāo)卡尺進(jìn)一步發(fā)展的基礎(chǔ)。
絕*式數(shù)顯游標(biāo)卡尺的出現(xiàn)
以上說的是增量式,在1993年三豐開發(fā)出分辨力為0.01毫米的*對式數(shù)顯卡尺。它的檢測方式由靜電電容電極柵尺和采用發(fā)光二極管LED光源的光柵單軌柵尺組成。光柵與細(xì)密的靜電電容電極軌道位于統(tǒng)一軌道,絕*式與增量式相比,擴大了使用范圍。
電磁感應(yīng)式數(shù)顯游標(biāo)卡尺的開發(fā)
但是在機械加工現(xiàn)場,潑灑到工具和工件上的冷卻液會飛濺,有時還要在冷卻液中測量尺寸,但靜電電容型游標(biāo)卡尺卻難以在這樣的環(huán)境下使用。
在這樣的需求下,IP54的防水型*對數(shù)顯卡尺于1997年應(yīng)運而生,采用了封閉的檢測方式,雖能滿足通常使用的需要,但在大量使用冷卻液且四處飛濺的現(xiàn)場,測量結(jié)果還是會受到影響。
卡尺的發(fā)展歷史印證了社會需求是測量儀器發(fā)展的重要因素,在Smart Factory的需求下,快速、*確地讀取數(shù)據(jù)成為新的課題,由此,帶數(shù)據(jù)輸出的數(shù)顯卡尺應(yīng)運而生,并在統(tǒng)計過程管理系統(tǒng)、計量管理系統(tǒng)等領(lǐng)域發(fā)揮著積極的作用。
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