吉林大学精密测量仪器及技术第三章.pdf

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吉林大学精密测量仪器及技术第三章

第三章 长度尺寸的测量 基本内容 长度尺寸的常用测量仪器及方法: 轴类零件尺寸测量 孔类零件尺寸测量 大尺寸测量 微小尺寸测量 纳米测量 思考题 1、举例说明长度尺寸测量仪器的测量原理,分析其结构 组成和精度。 2、设计凸轮轮廓曲线的测量方法,包括方案、仪器、步 骤、注意事项。 3、设计细丝/光纤直径测量系统,画出系统原理框图。系 统要求:自动在线检测,实时给出测量结果,并对不合格 尺寸予以报警。 一、轴类零件尺寸测量 我国 “公差与配合”国家标准中定义: 轴是指一切外尺寸的统称。 常用测量仪器 千分尺、卡尺 ——绝对测量,精度不高。 机械式测微仪、电动测微仪等 ——相对测量,提高精度。 1、杠杆齿轮式测微仪 示值范围: ±100μm 测量范围:180mm 1—量块组/被测件;2—测头;3—调节螺 钉;4—度盘标记; 5—度盘;6—横臂 紧固螺钉,7—横臂;8 —横臂升降螺母, 9—夹头;10一立柱;11一工作台 原理 l s=atgφ ≈aφ y/l = φ(R/r) s=a(r / R)( y/l) 2、立式光学计 示值范围: ±100μm 测量范围:180mm 1—反射镜;2—目镜;3、19—示值范围调节 螺钉;4—光学计管; 5—螺钉;6—立柱, 7—横臂;8 —横臂紧固螺钉;9—横臂升降螺 母,10一底座;11一工作台调整螺钉;12一 圆工作台;13 —测杆抬升器; 14—测帽; 15 —光学计管固定螺钉;16 —偏心调节螺钉; 17 —偏心环固定螺钉;18 —零位微调螺钉 光路 照明光由反射镜9从侧面窗口 射入,经棱角7反射,照亮分划板 4上的刻度尺6 。它位于物镜11和 目镜的公共焦面上,并处于光轴 一侧(反射回的刻度尺像位于另一 侧)。此时照亮的刻度尺经10-直角 棱镜折转90 ˚。经物镜11,到达反 射镜13,再返回到分划板4 ,从目 镜5中便可观察到刻度尺6的像。 若被测零件有尺寸有偏差,将 使测杆14上、下移动,因而反射 镜偏转α角度,使返回的划线尺像 的零刻度相对于指示线3产生相应 y 的移动,因而反映出被测零件的 偏差数值。 原理 O’ 当反射镜为垂直光轴时,像与原像重合, 即y =0 。 当测量时测杆移动s 距离后,反射镜绕支 点摆动φ 角。且: s tg (1) a 反射光线偏转2φ角。则在分划板上的刻 尺的像偏移度y : y f tg2 (2 ) ∵s 为微小位移量, ∴tgφ≈φ ,tg2φ≈2φ。 由于近似线性的处理,便

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