游標卡尺（Vernier Calliper），是一種測量長度、內(nèi)外徑、深度的量具。游標卡尺由主尺和附在主尺上能滑動的游標兩部分構(gòu)成；從背面看，游標是一個整體，深度尺與游標尺連在一起，可以測槽和筒的深度。在主尺的尾端有一個深度尺，可以用來測量孔深。
最早的游標卡尺可以追溯至公元1世紀初，中國的新朝時期就已經(jīng)發(fā)明游標卡尺并在生產(chǎn)中開始應(yīng)用。最具現(xiàn)代測量價值的游標卡尺一般認為是由法國人皮埃爾·維尼爾（Pierre Vernier）在1631年發(fā)明的。1851年由美國Brown&Sharpe公司將Nonuth及Vernier兩個構(gòu)想制造出第一支游標卡尺，后由德國Masuer兵工廠加以改良制造，是工程上應(yīng)用最廣的量具。1972年，瑞士TRIMOS公首次研制成功容柵測長系統(tǒng)，之后大規(guī)模CMOS電路的出現(xiàn)使容柵在游標卡尺獲得了應(yīng)用，這就是數(shù)顯卡尺的雛形。1973年春，瑞士“特薩（TESA）工具公司”研制出了該公司的一款帶表卡尺，其指示表最小讀數(shù)值為0.02毫米。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，游標卡尺逐漸向自動化、集成化和智能化方向發(fā)展。
游標卡尺按顯示方式可分為機械卡尺、帶表卡尺、數(shù)顯卡尺，按結(jié)構(gòu)分為單面卡尺、雙面卡尺、三用卡尺，按用途可分為長度卡尺、深度卡尺、高度卡尺以及齒厚卡尺。具有結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、精度中等和測量尺寸范圍大等特點。游標卡尺主要應(yīng)用于車間現(xiàn)場做低精度測量，同時在建筑或者工業(yè)中應(yīng)用比較多。
發(fā)展歷史
中國漢代科學(xué)技術(shù)發(fā)達，發(fā)明了大量的領(lǐng)先當時世界的先進儀器和器具，如渾天儀、地動儀、水排等，這些圓軸類零件的誕生，都昭示著刻線直尺在中國的誕生。最早的卡尺可以追溯至公元1世紀初，經(jīng)考古學(xué)家證實，中國的新朝時期就已經(jīng)發(fā)明卡尺并在生產(chǎn)中開始應(yīng)用了，新莽卡尺的外形以及刻度與現(xiàn)代游標卡尺相似，但他并非是游標讀數(shù)；同時在歐洲第一次工業(yè)革命前也出現(xiàn)一種“卡鉗尺”，其與青銅卡尺類似，均為刻線卡尺。
葡萄牙數(shù)學(xué)家佩德羅努涅斯（Pedryo nunez）利用人眼善于分辨刻線對齊與否的特點，采用游尺刻度和主尺刻度的微小差值實現(xiàn)對微小值補整的方式，發(fā)明了細分讀數(shù)原理，為歐洲后期發(fā)明游標卡尺打下了基礎(chǔ)。
最具現(xiàn)代測量價值的游標卡尺一般認為是由法國人皮埃爾·維尼爾（Pierre Vernier）在1631年發(fā)明的，他是一名頗具名氣的數(shù)學(xué)家，在他的數(shù)學(xué)專著《新四分圓的結(jié)構(gòu)、利用及特性》中記述了游標卡尺的結(jié)構(gòu)和原理，而他的名字Vernier變成了英文的游標一詞沿用。1851年由美國Brown&Sharpe公司將Nonuth及Vernier兩個構(gòu)想制造出第一支游標卡尺，后由德國Masuer兵工廠加以改良制造，是工程上應(yīng)用最廣的量具。
1854年荷、法、德、英都普遍用上了游標卡尺，1856年日本也普及了游標卡尺，游標卡尺的制造技術(shù)逐漸更新迅速提高，使之成為了通用性的長度。
1972年，瑞士TRIMOS公首次研制成功容柵測長系統(tǒng)，之后大規(guī)模CMOS電路的出現(xiàn)使容柵在游標卡尺獲得了應(yīng)用，這就是數(shù)顯卡尺的雛形，1973年春，瑞士“特薩（TESA）工具公司”研制出了該公司的一款帶表卡尺，其指示表最小讀數(shù)值為0.02毫米。1975年，瑞典JOHANSSON公司推出的JOCAL卡尺，這種電子卡尺尺體上制做了容柵標尺，讀數(shù)頭上有容柵滑尺。日本的三豊公司于1980年最先生產(chǎn)出測量范圍0~150毫米的數(shù)顯卡尺，最小顯示為0.01毫米或0.0005英寸，1984 年的SYLVAC數(shù)顯卡尺，精度達到 0.02mm。
進入21世紀后，隨著高新技術(shù)的發(fā)展自動化、智能化被逐漸用于游標卡尺，特別是在長度測量中激光技術(shù)和計算機技術(shù)的應(yīng)用，使得長度測量的量程和精度有了很大的提高，如三豐、TESA等公司發(fā)展到快速視覺測量系統(tǒng)。
結(jié)構(gòu)組成
游標卡尺的主體是一個刻有刻度的尺身，稱主尺，沿著主尺滑動的尺框上裝有游標（副尺）。此外游標卡尺由上量爪、下量爪、深度尺、緊定螺釘組成的。主尺與左面固定的上、下量爪制成一整體，副尺與右面活動的上、下量爪制成另一整體套裝在主尺上，并可沿主尺滑動。
注：1-主尺；2-副尺（鑼鼓標旗）；3-上量爪；4-下量爪；5-深度尺；6-緊定螺釘
主尺
游標卡尺的主尺一般以毫米為單位。
游標
游標上則有10、20或50個分格，根據(jù)分格的不同，游標卡尺可分為十分度游標卡尺、二十分度游標卡尺、五十分度游標卡尺等。游標為十分度，其長度為9mm；二十分度其長度為19mm；五十分度其長度為49mm。常用游標卡尺按其精度可分為3種，即0.1mm、0.05mm和0.02mm，精度為0.05mm和0.02mm的游標卡尺較為常見。
量爪
游標卡尺的主尺和游標上有兩副活動量爪，分別是內(nèi)測量爪和外測量爪。內(nèi)測量爪通常用來測量內(nèi)徑，外測量爪通常用來測量長度和外徑。
深度尺
在主尺的尾端有一個深度尺，可以用來測量孔深。
緊定螺釘
用于固定游標尺框，測量時松開，讀數(shù)時固定。
工作原理
以游標讀數(shù)值為0.05mm的游標卡尺為例，主尺刻線間距（每格）為1mm，當游標零線與主尺零線對準（兩爪合并）時的第20刻線正好指向等于主尺上的19mm，而游標上的其它刻線都不會與尺上任一條刻線對準。因此游標上的每格寬度為19/20=0.95mm。這樣主尺刻線間距與游標刻線間距之差是1-0.95=0.05mm，0.05mm即為游標讀數(shù)值（分度值），是此游標卡尺上游標所讀出的最小數(shù)值。
當游標向右移動0.05mm時則，游標零線后的第1根刻線與主尺刻線對準。當游標向右移動0.1mm時，則游標零線后的第1根刻線與主尺刻線對準，以此類推，當游標第n條刻線與主尺第n條刻線對齊時，零件尺寸為n x 0.05mm。根據(jù)這個原理能讀出小于1mm的小數(shù)部分的尺寸。
使用方法
測量
（2）測量時，右手拿住尺身，大拇指移動游標，左手拿待測物體，使待測物位于外測量爪之間。輕輕擺動被測物或卡尺，當與量爪緊緊相貼時，找出最大值或最小值即可讀數(shù)。測量外尺寸時卡尺兩測量面聯(lián)線應(yīng)垂直于被測量表面。
（3）測量過程中，因卡尺無恒定力裝置，必須使用正確的測力來測量工件（不允許過分地施加壓力），所用壓力應(yīng)使兩個量爪剛好接觸零件表面，同時防止卡尺歪斜。移動尺框時，活動要自如，不應(yīng)有過松或過緊，更不能有晃動現(xiàn)象。用固定螺釘固定游標尺框時，卡尺的讀數(shù)不應(yīng)有所改變，在移動游標尺框時，不要忘記松開固定螺絲，亦不宜過松以免掉了。
讀數(shù)
讀數(shù)時首先以游標零刻度線為準在尺身上讀取毫米整數(shù)，然后看游標上第幾條刻度線與尺身的刻度線對齊，如第6條刻度線與尺身刻度線對齊，則小數(shù)部分即為0.6毫米（若沒有正好對齊的線，則取最接近對齊的線進行讀數(shù)），如有零誤差，則應(yīng)加上或減去零誤差（若零誤差為負，相當于加上相同大小的零誤差），讀數(shù)結(jié)果為：
測量值=主尺讀數(shù)+游標尺讀數(shù)=主尺的小格數(shù)（mm）+ 精度 × 游標與主尺對齊的游標尺小格數(shù)（mm）
判定游標上哪條刻度線與尺身刻度線對準時：選定相鄰的三條線，如左側(cè)的線在尺身對應(yīng)線之右，右側(cè)的線在尺身對應(yīng)線之左，中間那條線便可以認為是對準了。例如以下兩種情況，10分度和20分度游標卡尺的讀數(shù)如圖所示
特點及應(yīng)用
特點
游標卡尺具有結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、精度中等和測量尺寸范圍大等特點。
用途
游標卡尺常用來測量零件的寬度、外尺寸、內(nèi)尺寸、段差、深度等尺寸。
在使用場景方面，游標卡尺主要應(yīng)用于實驗室對儀器部件等進行精密測量，同時還可在車間現(xiàn)場進行測量，同時在建筑或者工業(yè)中應(yīng)用比較多。還可以應(yīng)用于水文測量，例如測量承雨器的口徑、冰雹直徑等方面。
產(chǎn)品分類
根據(jù)顯示方式分
根據(jù)顯示方式可以分為機械式、指針式（又稱帶表式）和數(shù)字顯示式。
機械卡尺
其為最為常見的游標卡尺，根據(jù)游標零線所處位置讀出尺身刻度的整數(shù)部分。然后判斷游標的哪一根刻線與尺身刻線重合，重合的游標刻線序數(shù)乘以游標分度值，即可得出尺身刻度的小數(shù)部分。尺身讀數(shù)與游標讀數(shù)相加即為測得值。
注：1-尺身；2-尺框；3-活動量尺；4-固定量爪；5、6-內(nèi)量爪；7-固定螺絲
帶表卡尺
帶表卡尺的尺身1上刻有毫米刻線，并裝有高精度尺條3，以齒條為基準帶動百分表指針轉(zhuǎn)動，替代游標裝置進行讀數(shù)，比普通游標卡尺讀數(shù)更為快捷準確。百分表的分度值有0.01mm、0.02mm和0.05mm三種。
注：1-尺身；2-百分尺；3-尺條
數(shù)顯卡尺
數(shù)顯卡尺在尺身1上均勻分布的容柵代替了刻線，通過電容傳感器與集成電路將測量爪的位移量轉(zhuǎn)換為數(shù)字顯示，在尺框2上裝有顯示窗、公英制轉(zhuǎn)換按鈕3、置零按鈕4等。通過置零按鈕4可以隨時在尺身的任何位置置零，以便進行相對測量。
注：1-尺身；2-尺框；3-公英制轉(zhuǎn)換鈕；4-置零按鈕
根據(jù)結(jié)構(gòu)分
根據(jù)結(jié)構(gòu)可分為單面卡尺、雙面卡尺和三用卡尺。
單面卡尺
單面卡尺帶有內(nèi)外量爪，可以測量內(nèi)側(cè)尺寸和外側(cè)尺寸。
雙面卡尺
雙面卡尺的上量爪為刀口形外量爪，下量爪為內(nèi)外量爪，可測內(nèi)外尺寸。
三用卡尺
三用卡尺的內(nèi)量爪帶刀口形，用于測量內(nèi)尺寸；外量爪帶平面和刀口形的測量面用于測量外尺寸；尺身背面帶有深度尺，用于測量深度和高度。
按照用途分
除了上述普通測量長度的游標卡尺外，還有專門用于測量高度、深度以及齒厚的游標卡尺。
深度游標卡尺
其專門用來測量臺階的高度、孔深和槽深等。深度尺的結(jié)構(gòu)與游標卡尺基本相同，其特點是，把尺身測量面和尺框測量面作為量爪，利用這兩個測量面之間的相對位置變化來進行測量，若它們同在一個平面上時，深度尺的讀數(shù)為零。
高度游標卡尺
其用來測量零件的高度和劃線。它的結(jié)構(gòu)特點是用質(zhì)量較大的底座代替卡尺的固定量爪，在活動尺框的橫臂上，可根據(jù)需要安裝不同形式的量爪。
齒厚游標卡尺
其用來測量齒輪（或蝸桿）的弦齒厚或弦齒高。它的結(jié)構(gòu)特點是相當于將兩把普通卡尺互相垂直聯(lián)合而成。利用游標原理，以齒高尺定位，對齒厚尺兩量爪相對移動分隔的距離進行讀數(shù)。
發(fā)展趨勢
異型化
機械制造業(yè)的快速發(fā)展，使得各種類型的零件種類繁多，形狀、結(jié)構(gòu)都較為復(fù)雜，需要用配套的測量工具對特殊部位的尺寸進行檢測，因此需要專門研發(fā)專用的異型游標卡尺。
一體化
目前的機械產(chǎn)品檢測設(shè)備通常是一物一用，即分別具有獨立的、不同的功能，未來必將實現(xiàn)功能的集成，即一臺檢測設(shè)備可實現(xiàn)多項檢測功能，甚至可通過流水線完成機械產(chǎn)品的全檢測過程，最后出具產(chǎn)品檢測報告。
自動化
隨著自動化技術(shù)的發(fā)展，機械產(chǎn)品的檢測會越來越少的依靠人力、人工手段進行，取而代之的是自動檢測產(chǎn)品，可實現(xiàn)在加工過程中的檢驗，及時發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題，避免流入下一道工序帶來資源浪費。
智能化
智能化的發(fā)展源自于自動化技術(shù)的進步，主要是在自動采集傳輸數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上進行智能的計算分析，由計算機預(yù)先編制好的程序?qū)?shù)據(jù)進行統(tǒng)一分析判斷，對存在質(zhì)量誤差的產(chǎn)品報警，實現(xiàn)無人值守作業(yè)。通過對實現(xiàn)對數(shù)顯游標卡尺測量數(shù)據(jù)的自動化記錄，該方法可以降低記錄測量數(shù)據(jù)錯誤的機會，提高測量記錄的效率
標準規(guī)范
按照GB/T 21389-2008標準規(guī)定了游標卡尺、帶表卡尺和數(shù)顯卡尺的術(shù)語和定義、形式與基本參數(shù)、要求、試驗方法、檢驗條件、檢驗方法、標志與包裝等。該標準適用于分度值/分辨力為0.01mm、002mm、0.05mm和0.10mm，測量范圍為（0~70）mm 至（0~4000）mm 的游標卡尺帶表卡尺和數(shù)顯卡尺。
其對于游標卡尺的不同部分相對位置有相應(yīng)規(guī)定，游標卡尺的游標尺標記表面棱邊至主標尺標記表面的距離不應(yīng)大于 0.30 mm；微視差游標卡尺的游標尺標記表面棱邊至主標尺標記表面間的距離h，游標尺標記端面與主標尺標記端面的距離s，不應(yīng)超過下表的規(guī)定：
帶表卡尺的指針末端應(yīng)蓋住圓標尺上短標尺標記長度的 30%~80%；指針末端與圓標尺標記表面間的間隙不應(yīng)大于下表的規(guī)定。
按照GB/T 21389-2008標準，對于零值誤差的規(guī)定，游標卡尺兩外測量面手感接觸時，游標尺上的“零”“尾”標尺標記與主標尺相應(yīng)標尺標記應(yīng)相互重合，其重合度按照下圖規(guī)定：
注意事項
參考資料 >
游標卡尺.術(shù)語在線.2023-11-11
標準號:GB/T 21389-2008.國家標準全文公開系統(tǒng).2023-11-11