实验报告合像水平仪测量平板平面度7..doc

实验7：合像水平仪测量平板平面度 一 实验目的 1．。 2．1．仪器说明：时，就可以精确的在合像仪中读出。 3．仪器规格；0~10，范围内，。工作面片面性偏差0.003。水准器格值。 图1 外形 图2 刻度值支点距离刻度盘读数。 四 实验的步骤说明 1．调整平板的水平。将水平仪放在平板中间互相垂直的两个位置上，调整支撑平板的三个千斤顶，使平板水平。．按被测平板的大小，确定布线方式和测量的点数。9个测量点，5，其不平度误差不必计算在内。按每段200分为两段。 3．4．按选择的测线用水平仪进行测量。 5．数据处理因为水平仪测出的数据是后一点相对于前一点的高度差，所以首先应将测得的各点读数换算为对同一坐标的坐标值。取原点的坐标值为0，其余各点按测量方向将测得的读数顺序累积。点，然后使用水平仪按节距法测出跨距前后两点的高度差。将水平仪在各段上的读数累加，可得到各点对起始点点的高度差，通过基面旋转可求出被测平面的平面度误差。 1．用分度值为0.01（2）400平板的平面度，采用网格法测得的实验数据如图3所示：（单位：格） 图3 平面度测量线路与叠加结果 整个测量过程是封闭的，数据如图3所示。从两个测量方向和累加的值理论上应该是相等的。但是存在着测量误差，所以的值可能不同。其差值为点的闭合差： 由于闭合差线性值的绝对值在允许的范围内，进行平差处理。 ① 对于测量方向测量线： ， ② 对于测量方向测量线： ， ③ 对于测量线： ， 那么平差处理后的数据如图4所示。 图4 平差处理后的数据 2．将以格为单位的读数化为线值，换算公式为。以、代入，得。为水平仪读数每格的线值。 3．求平面度误差 ①最小区域判别法：由两平行平面包容实际表面时，至少有三点或四点与之接触，有下列三种准则： a) 三角形准则：三个高极点与一个低极点(或相反)，其中一个低极点(或高极点)位于三个高极点(或低极点)构成的三角形之内或位于三角形的一条边线上，如图(a)所示。 b) 交叉准则：成相互交叉形式的两个高极点与两个低极点，如下图(b)所示。 c) 直线准则：成直线排列的两个高极点与一个低极点(或相反)，如下图(c)所示。 图5 平面度误差的最小区域判别法 三角形法是以通过被测表面上相距最远且不在一条直线上的3个点建立一个基准平面， 各测点对此平面的偏差中最大值与最小值的绝对值之和为平面度误差。 ②对角线平面法：通过被测表面的一条对角线作另一条对角线的平行平面，该平面即为基准平面。偏离此平面的最大值和最小值的绝对值之和为平面度误差。 下面采用旋转法求平面度误差值。首先说明旋转作图法。图6为平差处理后的数据。 图6 平差处理后的数据 1) 以图6中的测量线为旋转轴，旋转量为，则旋转后有： 图6 旋转后数据 图7 第一次旋转 2) 以图7中的测量线为旋转轴，旋转量为，则旋转有： 图8 第二次旋转 3) 由图8，求旋转量和： ＝＋＋ ＝＋ 把求出的旋转量和代入，由最大值和最小值的绝对值之和来确定被测表面的平面度误差值。因此下表直接列出数据。 图9(a) 平差处理后的数据 图9(b) 旋转作图后的数据 如图9(a)所示，求旋转量和： ＝＋＋＝＋ 和带入，得到旋转后的数据，如图9(b)所示。 4．平面度误差的判定 1) 对角线平面法判定结果 如图9(b)所示，由之前所叙述的对角线平面法，由和两条对角线来确定基准平面，因此可以得到平版平面度误差。 2) 最小区域法判定方法 如图9(b)所示，对角线符合最小区域法判定方法中的直线准则，因此也可以使用最小区域法来评定平面度误差，故。 (网格法数据处理完毕) ㈡ 对角线法测量平面度 1．用分度值为0.01（2）400平板的平面度，采用对角线法测得的两组实验数据如图10所示：（取第二组数据做数据处理。单位：格） 2．将以格为单位的读数化为线值，换算公式为。边线上、代入，得。对角线上，。 图10 对角线法测量平面度 3．求解平面度误差 使用两种不同的处理方法对对角线法测出的数据进行处理。第一种是将所有的数据都考虑进去(直角边的数据+对角线上的数据)。第二种是单独处理直角边上的数据。将这个结果和之前图9(b)所示的数据处理结果做一个比较，理论上这两组结果应该是一致的。 ① 根据图10(b)的数据，画出六条测线的直线度误差曲线，如图10(a)～(f)所示。 ② 找出基准平面在各测线上的位置，从而可以确定各点相对于的平面度偏差，最后算出被侧面的平面度误差。 对角线：假设基准平面通过对角线，故的连线即为的所在位置，如图11(a)所示。由图可知，、、三点的平面度偏差为：，，。同理，可求出如下图所