[科普中国]-卷尺

卷尺是日常生活中常用的工量具。 大家经常看到的是钢卷尺，建筑和装修常用，也是家庭必备工具之一。分为纤维卷尺，皮尺，腰围尺等。鲁班尺，风水尺，文公尺同样是属于钢卷尺。

简介原理卷尺能卷起来是因为卷尺里面装有弹簧，在拉出测量长度时，实际是拉长标尺及弹簧的长度，一旦测量完毕，卷尺里面的弹簧会自动收缩，标尺在弹簧力的作用下也跟着收缩，所以卷尺就会卷起来。

特征一，卷尺变形太大不会失效。为什么没失效；卷尺里的发条很长，它的完全放松到完全缩紧区间很大，卷尺的全部行程包括其中，两头都留有余量，所以卷尺不会失效。

二，拉一米长和拉二米长，拉力没什么区别；卷尺的发条很薄，缩紧时的变形量也很小，所以反作用力很小，拉尺时就感觉不到力的变化。

刻度皮尺和卷尺公制刻度相同，皮尺的一公分就等于卷尺的一公分，黑心服装商人用的蒙人卷尺除外；

皮尺的反面是市制刻度：市尺，市寸；卷尺的正面分上下二部分，一边是公制刻度（公尺，公分），一边是英制刻度，（英尺，英寸）。

卷尺上的数字卷尺上的数字分为两排，一排数字单位是厘米/CM，一排单位是英寸，1CM约=0.3937英寸，1英寸约=2.54CM，所以两个数字相距较短的数字单位是厘米，较长的为英寸，单位厘米的数字字体也比英寸的小，100厘米=1米，使用中一般用单位是厘米的。

计量方法卷尺头是松的，以便于我们量尺寸，卷尺量尺寸时，有两种量法。一种是挂在物体上，一种是顶到物体上。两种量法的差别就是卷尺头部铁片的厚度。卷尺头部松的目的就是在顶在物体上时，能将卷尺头部铁片补偿出来。

卷尺的受力卷尺的“内芯”，里面有根小的一截钢片，作用就跟弹簧差不多。也可以这样想，就是玩具手枪扳机上面的那个，用来“打击”子弹的那跟小钢丝，拉出来的时候使它受力弯曲，松开后外力（指手拉的力，而摩擦力较小，小于了小钢丝的弹力）消失，所以再自动弹回。 而卷尺上最前面有个折叠的那一部分，这时候就起作用了，使卷尺卡在外面，使它不会完全缩进去。 一开始他是松的，拉出来后他就变紧了，松手后它应该就有个复原的过程，所以再自动弹回。 就是他最开始里面就是松的，拉的时候就紧了，之间有个弹力，再松开自然就有弹回去。

分类卷尺的主要类型为钢卷尺，其次是纤维卷尺，就是大家常常看到的皮尺，很多人说是布尺，还有就是腰围尺（裁缝尺/量衣尺都属于此类）。在我国的南方和香港地区通常称卷尺为软尺或者拉尺。其材质是PVC塑料和玻璃纤维，玻璃纤维能防止在卷尺的使用过程中被拉长。

皮尺皮卷尺是用玻璃纤维和PVC塑料合制而成，别名是纤维卷尺或者是软尺。一般是公英制的，就是一面150厘米，另外一面60英寸。英寸是国外常用的计量单位，电视机和显示器的尺寸单位就是英寸的。还有牛仔裤的尺码，也是英寸的。 在国内，量衣皮尺常用的是市寸的。一面150厘米，另外一面45市寸。经常说的2尺1的，2尺2的腰，就是市寸的单位。

礼品尺用于广告促销之用途，分为钢卷尺（钢带）和皮卷尺（PVC塑料纤维尺带），通常是造型可爱比较小巧。卷尺又称量具，世界上百分之八十五的卷尺都是从中国出口的。

卷尺弹簧卷尺弹簧是形状类似钢卷尺的一种构件，是一种单层开口柱面壳。可以利用其壳体屈曲性能，设计和研制出一种铰链结构。这种铰链结构具有独特的力学性能，它可以利用折叠时积聚的弹性应变能实现结构的自动展开而不需要其它的动力装置；在展开之后，又能够靠自身的刚度提供大型可展结构所需的锁定力，而不需要另外加设锁定装置。这种铰链可用于大型航天可展结构中，如可展的太阳翼等。1

钢卷尺弹簧的几何要素及材料属性，钢卷尺的几何形状为具有一定长度的开口圆柱形壳，它的各项几何要素包括卷尺厚度t，曲率半径R，角度日以及长度L。这些几何要素都将影响卷尺的力学性能。与力学性能相关的主要材料属性包括弹性模量E和泊松比。在下面的分析过程中我们采用的弹性模量E为，泊松比为0.3。

铰链驱动太阳翼展开非常顺利，但是铰链弯折后的抗扭刚度不足，有待改善。另外由于钢卷尺材料的弹性模量不大，其驱动力有限，所以要想在大型太阳帆板中使用还有一定难度。由于铰链中存在较大的空隙，会产生较大的振动，所以铰链的结构形式还有待改进。1

钢卷尺部件组成钢卷尺有外壳、尺条、制动、尺钩、提带、尺簧、防摔保护套和贴标八个部件构成。具体详情如下

1、外壳：ABS新塑料，外表有光泽质感；抗摔、耐磨、不易变形。

2、尺条：采用厚度为10丝（0.10mm）的50#一级带钢；尺面为最先进的环保油漆：无味、光滑耐磨、色彩鲜艳,刻度清晰明亮

3、制动：具有上、侧、底三维制动，手控感觉更强。

4、尺钩：铆钉尺钩结构，不易变形、确保测量更加精准。

5、提带：橡胶、尼龙两种；高档优质；结实耐用、手感好。

6、尺簧：一般采用50#碳钢、65#锰材质：韧性强、精确度高。

7、防摔保护套：优质塑料，防止摔坏和碰撞破损，增强耐用性。

8、贴标：可根据客户要求贴标生产。

温度影响钢卷尺的主要结构为具有一定弹性的整条钢带，钢条具有热胀冷缩的特性。

（1）当标准钢卷尺与被检钢卷尺温度都为20%时，温度所引起的尺寸误差都为零。

（2）当标准钢卷尺和被检钢卷尺材质相同、温度相同时，温度所引起的尺寸误差与热膨胀系数和温度成正比。

（3）当标准钢卷尺和被检钢卷尺材质相同、温度不同时，温度所引起的尺寸误差与热膨胀系数和两尺的温度差成正比。

（4）当标准钢卷尺和被检钢卷尺材质不同、温度相同时，温度所引起的尺寸误差与两尺的热膨胀系数差和两尺的温度成正比。

（5）当标准钢卷尺和被检钢卷尺材质不同、温度不同时，温度所引起的尺寸误差与两尺的热膨胀系数差和两尺的温度差成正比。2

准确度钢卷尺的准确度会直接影响测量精度，因此钢卷尺在使用期间必须进行质量检定。目前，大多数计量所仍在采用手工操作完成对钢卷尺的检测，在钢卷尺长检台上用显微镜对比被测钢卷尺和标准钢卷尺的误差，这种方式自动化、数字化程度低，劳动强度大。因此检定机构迫切需求一种既能满足钢卷尺的检验精度，又能提高检验效率的钢卷尺误差自动检测系统。针对钢卷尺的检定要求，研制了基于CCD图像的钢卷尺自动梭定系统，并利用VisualBaSic6开发了图像处理软件，可实现自动图像采集处理．检测结果报表输出，重复精度小于12岬，操作简便，对大于10m的钢卷尺可进行分段检测。3

本词条内容贡献者为:

胡建平 - 副教授 - 西北工业大学