1、实验二 用立式光学计测量轴径一、实验目的1. 了解立式光学计的测量原理。2. 熟悉用立式光学计测量外径的方法。3. 加深理解计量器具与测量方法的常用术语。二、实验内容1. 用立式光学计测量轴径。2. 根据测量结果，按国家标准 GB195781光滑极限量规查出被测轴径的尺寸公差和形状公差，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结构简单的常用光学量仪。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 为立时光学计的外形图。它由底座 1、立柱 5、支臂 3、直角光管 6 和工作台 11等几部分组成。光学计是利用光学杠杆放大原理进行测量的仪器，其光学系统如图
2、 2b 所示。照明光线经反射镜 1 照射到刻度尺 8 上，再经直角棱镜 2、物镜 3，照射到反射镜 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 后成为一平行光束，若反射镜 4 与物镜 3 之间相互平行，则反射光线折回到焦平面，刻度尺象 7 与刻度尺 8 对称。若被测尺寸变动使测杆 5 推动反射镜 4 饶支点转动某一角度 （图 2a） ，则反射光线相对于入射光线偏转 2 角度，从而使刻度尺象 7 产生位移 t（图 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 为测杆移动的距离，
3、则仪器的放大比 K 为：btgfs2当 很小时， ， ，因此：2tg图 1bfK光学计的目镜放大倍数为 12， ， ，故仪器的总放大倍数 n 为：mf20b596011n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。四、测量步骤1. 测头的选择：测头有球形、平面形和刀口形三种，根据被测零件表面的几何形状来选择，使测头与被测表面尽量满足点接触。所以，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。图 2图 32. 按被测轴径的基本尺寸组合量块。3. 调整仪器零位（1）参看图 1，选好量块
4、组后，将下测量面置于工作台 11 的中央，并使测头 10 对准上测量面中央。（2）粗调节：松开支臂紧固螺钉 4，转动调节螺母 2，使支臂 3 缓慢下降，直到测头与量块上测量面轻微接触，并能在视场中看到刻度尺象时，将螺钉 4 锁紧。（3）细调节：松开紧固螺钉 8，转动调节凸轮 7，直至在目镜中观察到刻度尺象与 指示线接近为止（图 3a） 。然后拧紧螺钉 8。（4）微调节：转动刻度尺寸微调螺钉 6（图 2b） ，使刻度尺的零线影象与 指示线重合（图 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。4. 测量轴径：按实验规定的部位（在三个横截面上两个相互垂直的径向位
5、置上）进行测量，把测量结果填入实验报告。5. 由轴径零件图（由学生自己设计、画出）的要求，判断轴径的合格性。思 考 题1. 用立式光学计测量轴径属于什么测量方法？绝对测量与相对测量个有何特点?2. 什么是分度值、刻度间距?它们与放大比的关系如何?3. 仪器工作台与测杆轴线不垂直，对测量结果有何影响? 工作台与测杆轴线垂直度如何 调节?4. 仪器的测量范围和刻度尺的示值范围有何不同?实验二 用立式光学计测量轴径实验报告名 称分 度 值(m)示值范围(mm)测量范围(mm)器具的不确定度 (m)仪 器名 称图样上给定的极限尺寸(mm)安全裕度A (m)器具不确定度的允许值 (m)最 大 最 小验收极限尺寸 (mm) 基 本 尺 寸 (mm)最 大 最 小被测零件素 线 直 线 度 公 差 素 线 平 行 度 公 差形 位 公 差(m)测量示意图测 量 数 据 实 际 偏 差 (m) 实 际 尺 寸 (mm)测 量 位 置 AB测量方向素 线 直 线 度 误 差 素 线 平 行 度 误 差形位误差(m)合 格 性 结 论 理 由 审 阅作图求直线度误差：35 3530 3025 2520 2015 15 10 105 50 0 A B35 3530 3025 2520 2015 1510 105 50 0 A B
