千分尺简史

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    早期阶段

    测量的历史可追溯至约五千年前,当时古埃及人在建造金字塔时已开始运用测量技术。随后,古希腊人利用螺纹原理将水从低处提升至高处,但在当时,尚未产生将螺纹用于测量的概念。直到17世纪,人们才开始将螺纹应用于物体长度的测量。

    1638年,英国天文学家 W. Gascoigne 将螺纹原理应用于天文测量,通过螺纹对望远镜进行精细调节,测量夜空中恒星之间的距离。不过,在这一方法中,螺纹并未直接用于测量被测对象。尽管如此,其通过螺纹位移来测定距离的思路,与现代测量原理已十分接近。

    次年,Gascoigne 发明了一种被称为“卡尺式千分尺(Caliper Micrometer)”的测量工具。该装置由一根带螺纹的杆件、与之相连的可动测量爪以及端部的旋转手柄组成。测量时,通过读取手柄旋转圈数并对照刻度盘进行计算。刻度盘将一整圈分为十等分,使可动测量爪的位移能够以更高精度进行测定。

    19世纪初,亨利·莫兹利爵士(Sir Henry Maudslay) 在伦敦以“最佳机床制造者”闻名。他于约1800年发明的螺纹切削车床,被视为现代机床的起源。此外,他还研制了用于批量生产航海用滑轮的专用设备,并提出了现代机加工车间的基本理念,对平面磨床和铣床的发展也作出了重要贡献。在英国,他备受尊敬,被誉为“机床之父”。在机床领域,其地位仅次于列奥纳多·达·芬奇。

    莫兹利在测量仪器领域同样留下了深远影响。他研制的台式千分尺被称为“大法官(Lord Chancellor)”,是当时精度最高的测量仪器,被认为是精密测量的起点。该仪器为黄铜制四脚台式结构,长度约40厘米,配有一对用于夹持被测物的测量块。在鞍座下方设有开口,其边缘刻有 1/10000 英寸 的刻度。该仪器精度之高,以至于在1918年重新检测时,仍被确认保持准确。

     

    青铜时代

    当今标准的千分尺采用“U”形框架设计,并可实现单手操作。这种千分尺结构已成为众多制造商广泛采用的通用设计。其起源可追溯至法国发明家 J. Palmer,他于 1848 年 获得相关专利,该设计被称为 “Palmer 系统”。

    如前所述,利用螺纹测量线性长度的原理可追溯至 1638 年 Gascoigne 的发明。Palmer 将相同原理应用于其紧凑型手持千分尺之中。不过,他的设计更为先进,标志着现代千分尺的开端。Palmer 在千分尺发展史上的贡献具有重要意义。

    现代千分尺在结构上基本沿袭 “Palmer 系统” 的核心设计,包括 “U”形框架、微分筒、套筒、测杆与测砧等部件。微分筒的读数边缘采用轻微锥形设计,以便与套筒刻线对齐;微分筒圆周被划分为 20 等分,从而实现最高 0.05 mm 的测量精度。

    1867 年,Brown & Sharpe(B&S 公司) 参观了巴黎世界博览会,并在此首次接触到 “Palmer 系统”,随后决定将其引入美国。正是这次在巴黎的邂逅,推动了千分尺在大西洋彼岸的成功推广与普及。

     

    工业的兴起

    在日本,追求成为“强国与科技立国”的理念始于明治时期,并在随后的大正与昭和时期得到进一步强化。顺应这一国家发展方向,日本政府积极引进海外先进技术,推动本国产业的发展。陆军、海军、空军以及铁道省也在推动日本工业化进程中发挥了重要作用。

    在这样的时代背景下,日本开始着手建立从事机床、计量仪器等先进产业的本土企业。为促进这一进程,政府相关机构通过进口海外产品并协助研发样机,为企业提供支持。在政策与技术的双重推动下,日本制造商逐步具备了自主生产相关产品的能力。

    许多企业最初通过研究海外制造的产品,开发国产替代方案。在这一过程中,企业不断积累技术经验,形成了适应本国实际情况的生产工艺。当时,日本国内产业仍以纺织业为主,军用飞机和汽车的制造尚处于起步阶段。随着工业化的推进,对各类工具的需求也随之持续增长。

    “九一八事变”之后,飞机生产迅速扩张,进一步显著提升了对机床及各类计量仪器的需求,推动了相关产业的加速发展。
     

     

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