直线度测量实验指导书

导轨直线度误差测量一．目的和要求了解光学自准直仪工作原理、结构及操作方法2．掌握直线度误差的测量与数据处理方法．测量原理直线度误差通常按与理想要素比较的原则进行测量，其测量原理如图2-1所示。用准直光线、水平面或高精度平板的平面构成一条模拟理想直线L,将被测实际直线］与模拟理想直线进行比较，若能直接测出被测的实际直线上各点相对于理想直线的绝对距离y0，y1yn,或相对偏距亠，△］,•••,An,则这种测量方法称之为直接测量法；若每次测量的读数仅反映相邻两测点的相对高度差嘉，…心，通过累计(即Ak=您］51)后，才能获得相对偏距，则这种测量方法称之为间接测量法。不管采用哪种测量方法，其最终目的都是要按各测点的相对偏距，作出被测实际直线的折线图，最后按最小条件确定被测实际直线相对于理想直线的变动量即直线度误差值。三．测量仪器光学自准直仪光学自准直仪的光学原理如图2-2所示。由光源14发出的光线经滤光片13、十字分划板12、立方棱镜11、反射镜4和15，到达物镜3，形成平行光束，投射到桥板2上的平面反射镜1上。若平面反射镜与光轴垂直，则反射光循原路依次经物镜3、反射镜15和4，返回至立方棱镜11。经立方棱镜反射后，在数字分划板8和可动分划板6之间成像。此时，目镜7的视场中可观察到十字分划板图2-2(b)、数字分划板图2-2(c)、以及可动分划板图2-2(d)三者的重叠图像，且可使可动分划板上的指标线与“十”字影像中心重合，并正对着数字分划板的10格处，测微读数鼓轮5对零图2-2(e).若桥板与被测实际直线的两接触点相对于光轴的距离存在差异，则反射镜1的表面与光轴不再垂直，出现倾角a,这时反射光轴与入射光轴成2a角度，使“十”字影像偏离数字分划板的中心图2-2(f)•转动测微读数鼓轮5,使可动分划板上的刻度，即可确定测量读数。显然，这样获得的每个读数仅反映桥板两接触点相对于光轴的高度差而被测表面的直线度误差，还需通过逐点连锁测量及数据处理才能获得。帕帕址率宜產直惶1一平羽宦外鬣|2—常超横N.1S—互忡Nil—酣錚I—可京曲IS柜M-甘催汁、Tt下知刘騒,9—fflBtBiift-gaanjji-i方橙札厲一十事龙鞘扳的光片・山一光*曲一先曲直四．测量步骤1．将自准直仪放在靠近导轨一端的支架上，接通电源。调整仪器目镜焦距，使目镜视场中的指标线与数字分划板的刻线均为最清晰。将导轨的全长分成长度相等的若干小段，调整桥板下两支点的距离L,是其刚好等于小段的长度；将反射镜固定在桥板上，然后将桥板安置在导轨上，并使反射镜面面向自准直仪的平行光管。分别将桥板移至导轨两端，调整光学自准直仪的位置，使“十”字影像均能清晰地进入目镜视场。调好后就不得再移动仪器。从导轨的一端开始，依次按桥板跨距前后衔接地移动桥板。在每一个测量位置上，转动测微读数鼓轮5，使指标线位于“十”字影像的中心，并记录下该位置的读数。数据处理对各测量位置的读数作累加生成，以获得各测点相对于0点的高度差，即Ak=Sk15i

在坐标纸上，用横坐标x表示测点序号，用纵坐标y表示各测点相对于0点的高度差亠作出图2-4所示的误差折线。田A*K峥皮供量评定确將根据形状误差评定中的最小条件，分别作两条平行直线L1和L2将误差折线包容，并使两平行直线之间的坐标距离（平行于y方向的距离）为最小。例如，对图2-4（a）所示的误差折线，可先作一条下包容线L1（因为误差折线上各点相对于L］的坐标距离符合低-高-低准则），然后过最高点作L］的平行线，获得上包容线L2；对图2-4（b）所示的误差折线，可先作一条上包容线l2（因为误差折线上各点相对于l2的坐标距离符合高-低-高准则），然后过最低点作L2的平行线，获得下包容线L1确定两平行直线L1和L2之间的坐标距离，并将其与实际分度值i'相乘，其乘积即为所求的直线度误差值。自准直仪的分度值i为1〃（相当于i=0.005mm/m） L=120mmi'=i*Lf（线值误差）=f（格）*i'六。测量数据记录和处理序号012345原始读数相