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试验一用立式光学计测量塞规外径一、试验目的
了解立式光学计的测量原理;
生疏用立式光学计测量外径的方法;
加深理解计量器具与测量方法的常见术语。二、试验内容
用立式光学计测量塞规外径;
依据测量结果,按国家标准GB/T1957—1981《光滑极限量规》查出被测塞规的尺寸公差和外形公差,并作出适用性结论。三、测量原理及计量器具说明
立式光学计是一种精度较高而构造简洁的常见光学量仪。用量块作为长度基准,按比较测量法来测量各种工件的外尺寸。
图1.1为立式光学计的外形图。它由底座1、立柱5、支臂3、直角光管6和工作台11等几局部组
成。光学计是利用光学杠杆放大原理进展测量的仪器,其光学系统如图1.2b所示。照明光线经反射镜1照耀到刻度尺8上,再经直角棱镜2、物镜3,照耀到反射镜4上。由于刻度尺8位于物镜3的焦平面上,故从刻度尺8上发出的光线经物镜3后成为平行光束,假设反射镜4与物
图1.1立式光学计的外形构造
镜3之间相互平行,则反射光线折回到焦平面,刻度尺像7与刻度尺8对称。假设被测尺寸变动使测杆5推动反射镜4绕支点转动某一角度α(图1.2a),则反射光线相对于入射光线偏转2α角度,从而使刻度尺像7产生位移t(图1.2c),它代表被测尺寸的变动量。物镜至刻度尺8间的距离为物镜焦距f,设b为测杆中心至反射镜支点间
的距离,s为测杆5移动的距离,则仪器的放大比K为:
t ftan2?
K? ?
s
btan?
当α很小时,tan2α≈2α,tanα≈α,因此:
2f
K?
b
光学计的目镜放大倍数为12,f＝200mm,b＝5mm,故仪器的总
放大倍数n为:
n?12K?12
2f?12?2?200?960
b 5
由此说明,当测杆移动0.001mm时,在目镜中可见到0.96mm
的位移量。
图1.2立式光学计的光学原理图
1、4-反射镜;2-棱镜;3-物镜;5-侧杆;6-微调螺钉;7-刻度尺像;8-
刻度尺
四、试验步骤
测头的选择:测头有球形、平面形和刀口形三种,依据被测零件外表的几何外形来选择,使测头与被测外表尽量满足点接触。因此,测量平面或圆柱面工件时,选用球形测头;测量球面工件时,选用平面形测头;测量小于10mm的圆柱面工件时,选用刀口形测头。
按被测塞规外径的根本尺寸组合量块。
调整仪器零位
①参看图1.1,选好量块组后,将下测量面置于工作台11的中心,并使测头10对准上测量面中心;
②粗调整:松开支臂紧固螺钉4,转动调整螺母2,使支臂3缓
慢下降,直到测头与量块上测量面稍微接触,并能在视场中看到刻度尺像时,将螺钉4锁紧;
③细调整:松开紧固螺钉8,转动调整凸轮7,直至在目镜中观
察到刻度尺像与μ指示线接近为止(图1.3a),然后拧紧螺钉8;
④微调整:转动刻度尺寸微调螺钉6(图1.2b),使刻度尺的零线影像与μ指示线重合(图1.3b),然后压下测头提升杠杆9数次,使零位稳定;
⑤将测头抬起,取下量块。
图1.3立式光学计的零位调整示意
测量塞规外径:按试验规定的部位(在三个横截面上两个相互垂直的径向位置上)进展测量,把测量结果填入试验报告。
由塞规零件图(由学生自己设计、画出)的要求,推断塞规的
合格性。
思考题
用立式光学计测量塞规外径属于确定测量还是相对测量?它们各有何特点?
什么是分度值、刻度间距?它们与放大比的关系如何?
仪器工作台与测杆轴线不垂直,对测量结果有何影响?
仪器的测量范围和刻度尺的示值范围有何不同?
假设被测塞规外径的根本尺寸为28.265mm,如何从一盒83块的量块中选择量块?如何组合量块?