光学测量技术详解(图文)
光学测量是生产制造过程中质量控制环节上重要的一步。它包括通过操作者的观察进行的快速、主观性的检测，也包括通过测量仪器进行的自动定量检测。光学测量既可以在线下进行，即将工件从生产线上取下送到检测台进行测量；还可以在线进行，即工件无须离开产线；此外，工件还可以在生产线旁接受检测，完成后可以迅速返回生产线。
人的眼睛其实就是一台光学检测仪器；它可以处理通过晶状体映射到视网膜上的图像。当物体靠近眼球时，物体的尺寸感觉上会增加，这是因为图像在视网膜上覆盖的“光感器”数量增加了。在某一个位置，图像达到最大，此时再将物体移近时，图像就会失焦而变得模糊。这个距离通常为10英寸（250毫米）。在这个位置上，图像分辨率大约为0.004英寸（100微米）。举例来说，当你看两根头发时，只有靠得很近时才能发现它们之间是有空隙的。如果想进一步分辨更加清楚的细节的话，则需要进行额外的放大处理。
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人的眼睛其实就是一台光学检测仪器；它可以处理通过晶状体映射到视网膜上的图像。本图显示了人眼成
像的原理图。
人眼之外的测量系统
光学测量是对肉眼直接观察获得的简单视觉检测的强化处理，因为通过光学透镜来改进或放大物体的图像，可以对物体的某些特征或属性做出准确的评估。大多数的光学测量都是定性的，也就是说操作者对放大的图像做出主观性的判断。光学测量也可以是定量的，这时图像通过成像仪器生成，所获取的图像数据再用于分析。在这种情况下，光学检测其实是一种测量技术，因为它提供了量化的图像测量方式。
无任何仪器辅助的肉眼测量通常称为视觉检测。当采用光学镜头或镜头系统时，视觉检测就变成了光学测量。光学测量系统和技术有许多不同的种类，但是基本原理和结构大致相同。
最基本的光学测量系统就是单镜头放大镜。这种装置一般包含一个较大的镜头，安装在连接到工作台的控制臂上。操作者调整好镜头的位置，然后双手拿住工件，同时通过镜头观察。除了背景光之外，通常还会安装一个环绕镜头的照明装置来提高图像质量。简易的放大镜可以使成像质量提高三到五倍，对工件表面的瑕疵、零件的遗漏及安装错误等检测非常有用。
复杂的光学测量仪器即光学显微镜，配置一个多元物镜和一个放大目镜。这种测量仪器可以将工件放大到800倍以上。高放大率也限制了可放大区域的大小，同时要求工件要靠镜头很近，焦距比较小。这也限制了显微镜在工业制造领域中的应用。
光学投影比较仪是位于单镜头放大镜和光学显微镜之间的一种测量仪器。这种测量仪器的工作原理是将图像放大，然后投影到玻璃或塑料屏幕上，供操作者观察。在这里，投影屏与显微镜中的目镜所起的作用一样。光学透镜系统的放大率和投影屏的直径决定了投影比较仪的视场范围（FOV）和图像分辨率。
比较仪的工作原理是将图像放大，然后投影到玻璃或塑料屏幕上，供操作者观察。镜头系统的放大倍率和投影屏的直径决定了投影比较仪的视场范围和图像的分辨率。
从生产测量的角度来看，操作者通过显微镜和光学比较仪观察到的图像是大有区别的。显微镜目镜显示了一个放大了的视场，操作者可以同时看到全部范围；而光学投影比较仪的投影屏也显示了一个放大的视场，但是图像覆盖了整个投影屏（直径为14~30英寸），操作者无法同时看到整个视场。
虽然操作者可以退后一步，然后看到整个视场的全景，但是这不是投影比较仪的使用方法。操作者需要靠近显示屏，这样他可以对准视场内某一个区域。这点非常重要，当你使用投影比较仪进行光学对比测量时，工件的图像需要与主控图进行直接对比来确定工件是否合格。
还有一种光学测量仪器是视频测量系统。这种测量系统的光学设计是从光学比较仪发展过来的，是光学比较仪的一种变体。在该系统中，图像不是投影到观测屏上，而是被摄像机探测器捕捉起来。操作者在显示器上可以放大并观看从摄像机里导出的来的图像。
视频测量系统中采用的摄像机取代了光学比较仪的投影屏和显微镜中的目镜。视频测量系统同样可以进行高倍率放大光学检测，但是与另外两个系统相比有一个非常重要的区别，即该系统每次可同时处理多个视场。
改变测量仪器的放大倍率
在视频测量系统中，图像不是投影到观测屏上，而是被摄像机探测器捕捉起来。操作者在显示器上可以放
大并观看从摄像机里导出的来的图像。
所有这些光学测量仪器放大图像的原理都与照相机类似。单镜头放大镜的放大率是固定的，这也限制了它的应用范围，比如难以检测需要扩大更多倍数的重要工件细节。如果测量系统可以增加放大倍数，其应用范围也会得到拓展。要想做到这一点，通常采用三种方式——镜头更换、镜头转台和变焦镜头。
光学投影比较仪、显微镜和视频测量系统都可以将镜头设计成可替换的。操作者通常先通过低倍镜头来找到工件上要检测的部位，然后再换高倍镜头对细节进行检测。这种方式可行，但是效率不高。镜头的频繁更换也会带来损坏和弄脏的风险。此外，更换镜头还需要时间，而且如果工件挡住镜头安装位置的话，镜头也比较难换。
一个改变放大倍率的有效方法就是在转台上安装镜头。显微镜和光学投影比较仪都可以采用镜头转台来改变系统的放大倍率，而不必手动更换每一个镜头。镜头转台可确保每个镜头的光轴与放大倍率的改变是一致的。
还有一个可以满足放大率变换要求的解决办法是采用变焦镜头，这在视频测量系统中是常见的方法。通过变焦镜头，操作者可以在低放大率下查看一个视场，在需要观看细节部分时再将镜头拉近，这样就省却了更换镜头和旋转镜头转台的麻烦。
工作距离的重要性
所有这些测量系统在光学性能方面都有相同的要求，因为光学性能会影响系统的效率以及图像的质量。要想获得最佳检测效果，这些设备中的光学系统需提供较大的工作空间，不会出现失真的情况，而且能够生成高对比度的清晰图像。
在单镜头系统中，工作空间或工作距离随着放大倍率的增加而减少。也就是说，放大率越高，工件离镜头越近。
一些光学投影比较仪采用了中继镜系统，可以立即产生图像，然后投影镜头将图像放大。在这种系统中，工件距离镜头的工作空间是不变的。更换投影镜头，系统的放大率就会改变，但是不会改变镜头到工件的工作距离，因而提高了工作效率。
传统光学还有一个特点就是，图像的尺寸无论在焦点的哪一边都会发生改变。这可能会影响图像某些特性的测量，因为观察到的尺寸可能与真实的尺寸不一样。远心光学系统可以避免图像尺寸发生改变。
工作空间在工业作业环境中尤其重要，因为在测量过程中，是否能够快速简便地取放工件对整体测量效率来说非常重要。工作距离越长，工件接触并碰坏光学元件的可能性就越小。此外，光学元件也要保持洁净才能获得最佳的成像质量。
在工作距离方面还需要考虑到工件表面不平整的情况。放大率与工作距离之间的关系意味着测量仪器很难聚焦到工件内部的某个表面，比如金属铸件内的轴承座。工作距离太短意味着在测试点接近焦点时系统的镜头或其他部件可能会碰到工件。
目前所讨论的都是针对单一的视场成像。正如前文所说，视频测量系统可以捕捉多个视场并将其关联起来，因此可以在相对较大的范围内进行高分辨率的测量。视频测量系统主要通过标尺和编码器来记录测量仪器覆盖范围内每一个视场的位置。这种方法可以尽可能地在一个较大的区域内提供一种显微分辨率的测量效果。
不仅仅是成像
在今天的制造环境下，提高效率尤为重要。对于测量来说，一种方法就是利用多元传感测量技术，同步进行多次测量。在视频测量系统中，可以将成像光路与激光对焦系统结合起来，这也是一个很好的例子。这种Through-the-lens（通过镜头）激光自动对焦系统可以提高测量系统焦点的准确性。
采用TTL激光自动对焦系统，光学测量系统可以对工件边缘和表面点进行图像放大测量或视频测量，还可以对表面轮廓进行激光扫描。这种成像系统还能够显示激光可以工作的区域，这也给操作者带来了便利。在一些系统中，激光还可以用作激光笔。激光光斑比较明亮，可以帮助操作者准确地定位零件上的检测点。对用户而言，这比观察高倍放大图像来寻找某一特殊检测点更为方便。功能先进的测量软件可以很轻松地处理图像和激光对焦、激光扫描以及来自两个传感器的数据点。而接触式探针又为系统增添了更多的功能。
光学测量是一个广义的话题。本文所提到的所有系统都应用在日常生产的某个领域中。但是选择哪一种方法或系统非常重要。在光学测量方面降低要求可能会因为出现质量问题或客户投诉而带来额外的成本。采取正确的测量方法可以保证产品的质量，最终让客户满意。
光学干涉测量技术 ——干涉原理及双频激光干涉 1、干涉测量技术 干涉测量技术和干涉仪在光学测量中占有重要地位。干涉测量技术是以光波干涉原理为基础进行测量的一门技术。相干光波在干涉场中产生亮、暗交替的干涉条纹，通过分析处理干涉条纹获取被测量的有关信息。 当两束光亮度满足频率相同，振动方向相同以及相位差恒定的条件，两束光就会产生干涉现象，在干涉场中任一点的合成光强为： 122I I I πλ=++ 式中△是两束光到达某点的光程差。明暗干涉条纹出现的条件如下。 相长干涉（明）： min 12I I I I ==+ （ m λ=） 相消干涉（暗）： min 12I I I I ==+-， （12m λ? ?=+ ??? ） 当把被测量引入干涉仪的一支光路中，干涉仪的光程差则发生变化。通过测量干涉条纹的变化量，即可以获得与介质折射率和几何路程有关的各种物理量和几何量。 按光波分光的方法，干涉仪有分振幅式和分波阵面式两类。按相干光束传播路径，干涉仪可分为共程干涉和非共程干涉两种。按用途又可将干涉仪分为两类，一类是通过测量被测面与参考标准波面产生的干涉条纹分布及其变形量，进而求得试样表面微观几何形状、场密度分布和光学系统波像差等，即所谓静态干涉；另一类是通过测量干涉场上指定点干涉条纹的移动或光程差的变化量，进而求得试样的尺寸大小、位移量等，即所谓动态干涉。 下图是通过分波面法和分振幅法获得相干光的途径示意图。光学测量常用的是分振幅式等厚测量技术。 图一 普通光源获得相干光的途径 与一般光学成像测量技术相比，干涉测量具有大量程、高灵敏度、高精度等特点。干涉测量应用范围十分广泛，可用于位移、长度、角度、面形、介质折射率的变化及振动等方面的测量。在测量技术中，常用的干涉仪有迈克尔逊干涉仪（图二）、马赫-泽德干涉仪、菲索
眼视光特检技术十二 2007-06-1508:52A.M. 第十二章IOLMaster光学生物测量仪 光学干涉生物测量的原理和概念，眼轴长度、角膜曲率测量、前房深度测量、角膜直径测定和人工晶状体度数计算的操作方法，资料分析和临床应用，晶状体常数优化等技术，操作注意事项。 第一节概述 一、光学生物测量的原理 激光干涉生物测量是基于部分干涉测量的原理，采用半导体激光发出的一束具有短的干涉长度（160μm）的红外光线（波长780nm），并将其分成两束，使之具有相干性；同时，两束光分别经过不同的光学路径后，都照射到眼球，而且都经过角膜和视网膜反射回来。干涉测量仪的一端对准被测量的眼球，另一端装有光学感受器，当两束光相遇时，如果这两束光线路径距离的差异小于干涉长度，光学感受器即能测出干涉信号，根据干涉仪内的反射镜的位置测出的距离就是角膜到视网膜的光学路径（图12-1）。 图12-1利用IOLMaster进行光学生物测量 图中，眼球轴长即是角膜前表面到视网膜色素上皮层的光学路径距离。光学测量曲线显示光学感受器接收到与眼底位置相关的干涉信号曲线。最强的峰值可以认是视网膜色素上皮层；最强峰值旁对称的次级峰是半导体激光的。 二、IOLMaster光学生物测量仪 IOLMaster（图12-2）是一种计算人工晶状体度数进行眼球轴长测量而设计的仪器，它将角膜曲率、角膜直径（white-to-white，白到白角膜直径（white-to-white，白到白）图12-2IOLMaster光学生物测量仪、前房深度、眼球轴长的测量集中于一体，同时还提供足量资料用于眼轴监测，前房型IOL植入术术前检查。 IOLMaster眼球轴长的测量沿着视轴的方向，获得从角膜前表面到视网膜色素上皮层的光学路径距离。它是一种非接触性的测量方法，因探头无需接触角膜，故角膜无需表麻、不会造成角膜上皮损伤和感染；因不需要使用浸入法超声测量所用的罩杯，故患者易接受；能自动判断眼别，方便测量且无眼别错误。检测时患者采取坐位，操作过程与其它生物学测量相似。 该仪器的测量范围：角膜曲率从5ｍｍ～10ｍｍ（角膜前表面半径），前房深度1杄5ｍｍ～6杄5ｍｍ，眼球轴长14ｍｍ～40ｍｍ，根据显示幕所设定的缩放比例，测量结果精确度可达到±0杄02ｍｍ。内置软件提供计算人工晶状体度数的公式包括：SRKⅡ、SRK/T、HolladayI、HofferQ以及Haigis五种，可根据不同眼轴进行选择。同时它提供20种不同类型人工晶状体的资料。 第二节操作技术
实验一量块的使用 一、实验目的 1、能正确进行量块组合，并掌握量块的正确使用方法； 2、加深对量值传递系统的理解； 3、进一步理解不同等级量块的区别； 二、实验仪器设备 量块；千分表；测量平板；千分尺校正棒。 三、实验原理 1量块的测量平面十分光洁和平整，当用力推合两块量块使它们的测量平面互相紧密接触时，两块量块便能粘合在一起，量块的这种特性称为研合性。利用量块的研合性，就可以把各种尺寸不同的量块组合成量块组。 四、实验内容与步骤 （一）实验内容 采用合理的量块组合，测量千分尺校正棒。 （二）实验步骤 1 用千分表测量千分尺校正棒 2 据所需要的测量尺寸，自量块盒中挑选出最少块数的量块。（每一个尺寸所拼凑的量块数目不得超过 4~5 块，因为量块本身也具有一定程度的误差，量块的块数越多，便会积累成较大的误差。） 3量块使用时应研合，将量块沿着它的测量面的长度反向，先将端缘部分测量面接触，使初步产生粘合力，然后将任一量块沿着另一个量块的测量面按平行方向推滑前进，最后达到两测量面彼此全部
研合在一起。 4正常情况下，在研合过程中，手指能感到研合力，两量块不必用力就能贴附在一起。如研合立力不大，可在推进研合时稍加一些力使其研合。推合时用力要适当，不得使用强力特别在使用小尺寸的量块时更应该注意，以免使量块扭弯和变形。 5如果量块的研合性不好，以致研合有困难时，可以将任意一量块的测量面上滴一点汽油，使量块测量面上沾有一层油膜，来加强它的黏结力，但不可使用汗手擦拭量块测量面，量块使用完毕后应立即用煤油清洗。 6量块研合的顺序是：先将小尺寸量块研合，再将研合好的量块与中等尺寸量块研合，最后与大尺寸量块研合。 7. 记录数据； 六思考题 量块按“等”测量与按“级”测量哪个精度比较高？
光学测量技术详解(图文) 光学测量是生产制造过程中质量控制环节上重要的一步。它包括通过操作者的观察进行的快速、主观性的检测，也包括通过测量仪器进行的自动定量检测。光学测量既可以在线下进行，即将工件从生产线上取下送到检测台进行测量；还可以在线进行，即工件无须离开产线；此外，工件还可以在生产线旁接受检测，完成后可以迅速返回生产线。 人的眼睛其实就是一台光学检测仪器；它可以处理通过晶状体映射到视网膜上的图像。当物体靠近眼球时，物体的尺寸感觉上会增加，这是因为图像在视网膜上覆盖的“光感器”数量增加了。在某一个位置，图像达到最大，此时再将物体移近时，图像就会失焦而变得模糊。这个距离通常为10英寸（250毫米）。在这个位置上，图像分辨率大约为0.004英寸（100微米）。举例来说，当你看两根头发时，只有靠得很近时才能发现它们之间是有空隙的。如果想进一步分辨更加清楚的细节的话，则需要进行额外的放大处理。 本部分设定了隐藏，您已回复过了，以下是隐藏的内容 人的眼睛其实就是一台光学检测仪器；它可以处理通过晶状体映射到视网膜上的图像。本图显示了人眼成 像的原理图。 人眼之外的测量系统 光学测量是对肉眼直接观察获得的简单视觉检测的强化处理，因为通过光学透镜来改进或放大物体的图像，可以对物体的某些特征或属性做出准确的评估。大多数的光学测量都是定性的，也就是说操作者对放大的图像做出主观性的判断。光学测量也可以是定量的，这时图像通过成像仪器生成，所获取的图像数据再用于分析。在这种情况下，光学检测其实是一种测量技术，因为它提供了量化的图像测量方式。 无任何仪器辅助的肉眼测量通常称为视觉检测。当采用光学镜头或镜头系统时，视觉检测就变成了光学测量。光学测量系统和技术有许多不同的种类，但是基本原理和结构大致相同。
实验一直线度误差的测量 一、实验目的 掌握按“节距法”测量直线度误差的方法。 二、测量原理及数据处理 对于很小表面的直线度误差的测量常按“节距法”，应是将被测平面分为若干段，用小角度度量仪（水平仪、自准直仪）测出各段对水平线的倾斜角度，然后通过计算或图解来求得轮廓线的直线度误差。本实验用合像水平仪。 具体测量方法如下： 将被测表面全长分为n段，每段长l=L/N应是桥板的跨距。将桥板置于第一段，桥板的两支承点放在分段点处，并把水平仪放在桥板上，使两者相对固定（用橡皮泥粘住）记下读数a1（单位为格）。然后将桥板沿放测表面移动，逐段测量下去，直至最后一段（第n段）。如图1每次移l，并要使支承点首尾相接，记下每段读数（单位为格）a1、a2、……a n。最后按下列步骤（见例）列表计算出各测量点对两端点连线的直线度偏差Δh i，并取最大负偏差的绝对值之和作为所求之直线度误差。 [例]设有一机床导轨，长2米（L=2000mm），采用桥板跨距l=250mm，用分度值c=0.02mm/m的水平仪，按节距法测得各点的读数a i（格）如表1。 表1
也可用作图法求出直线度误差，如图2。 作图法是在坐标纸上，以导轨长度为微坐标，各点读数累积为纵坐标，将测量得到的各点读数累积后标在坐标上，并将这些坐标点连成折线，以两端点连线作为评定基准，取最大正偏差与最大负偏差的绝对值之和，再换算为线值（μ），即为所求之直线度误差。 测量导轨直线度误差时，数据处理的根据，可由下图看出：（图3） A i — 导轨实际轮廓上的被测量点（i =0、1、2、……、n ）； a i — 各段上水平仪的读数（格）； Y i — 前后两测量点（i -1，i ）的高度差； h i — 各测点（A i ）到水平线（通过首点A 0）的距离（μ），显然 1 'i n i i h y == ∑
互换性实验指导书 机械工程学院
实验一量块的使用 一、实验目的 1、能正确进行量块组合，并掌握量块的正确使用方法； 2、加深对量值传递系统的理解； 3、进一步理解不同等级量块的区别； 二、实验仪器设备 量块；千分表；测量平板；被测件。 三、实验原理 量块的测量平面十分光洁和平整，当用力推合两块量块使它们的测量平面互相紧密接触时，两块量块便能粘合在一起，量块的这种特性称为研合性。利用量块的研合性，就可以把各种尺寸不同的量块组合成量块组。 四、实验内容与步骤 （一）实验内容 采用合理的量块组合，测量被测零件尺寸高度。 （二）实验步骤 1.用游标卡尺测量被测件 2.据所需要的测量尺寸，自量块盒中挑选出最少块数的量块。（每一个尺寸所拼凑的量块数目不得超过 4块，因为量块本身也具有一定程度的误差，量块的块数越多，便会积累成较大的误差。） 3.量块使用时应研合，将量块沿着它的测量面的长度反向，先将端缘部分测量面接触，使初步产生粘合力，然后将任一量块沿着另一个量块的测量面按平行方向推滑前进，最后达到两测量面彼此全部研合在一起。
4.将研合后的量块与被测件同时放到测量平板上，在测量平板上移动指示表的测量架，使指示表的测头与量块上工作表面相接触，转动指示表的刻度盘，调整指示表示值零位。 5.抬起指示表测头，将被测件放在指示表测头下，取下量块，记录下指示表的读数。 6.量块的尺寸与指示表的读数之和就是被测件的尺寸。 7. 记录数据； 五、思考题 量块按“等”测量与按“级”测量哪个精度比较高？
实验二常用量具的使用 一、实验目的 1、正确掌握千分尺、内径百分表、游标卡尺的正确使用方法； 2、掌握对测量数据的处理方法； 3、对比不同量具之间测量精度的区别。 二、实验仪器设备 外径千分尺；内径百分表；游标卡尺；轴承等。 三、实验原理 分度值的大小反映仪器的精密程度。一般来说，分度值越小，仪器越精密，仪器本身的“允许误差”（尺寸偏差）相应也越小。学习使用这些仪器，要注意掌握它们的构造特点、规格性能、读数原理、使用方法以及维护知识等，并注意要以后的实验中恰当地选择使用。 四、实验内容及实验步骤 （一）实验内容 1、熟悉仪器的结构原理及操作使用方法。 2、用外径千分尺、内径百分表、游标卡尺测量轴承内、外径。 3、对所测数据进行误差处理，得出最终测量结果。 （二）实验步骤 1、用游标卡尺测量轴承外径的同一部位5次（等精度测量），将测量值记入下表中，并完成后面的计算： ⑴平均值：将5次测量值相加后除以5，作为该测量点的实际值。 ⑵变化量：测量值中的最大值与最小值之差。 入上表中，并完成后面的计算： ⑴平均值：将5次测量值相加后除以5，作为该测量点的实际值。 ⑵变化量：测量值中的最大值与最小值之差。 ⑶测量结果：按规范的测量结果表达式写出测量结果。 3、内径百分表测量步骤： （1）内径百分表在每次使用前，首先要用标准环规、夹持的量块或外径千分尺对零，环规、夹持的量块和外径千分尺的尺寸与被测工件的基本尺寸相等。 （2）内径百分表在对零时，用手拿着隔热手柄，使测头进入测量面内，摆动直管，测头在X方向和Y方向(仅在量块夹中使用)上下摆动。观察百分表的示
第一章、对准、调焦 ?对准、调焦的定义、目的； 1.对准又称横向对准，是指一个对准目标与比较标志在垂直瞄准轴方向像的重合或置 中。目的：瞄准目标（打靶）；精确定位、测量某些物理量（长度、角度度量）。 2、调焦又称纵向对准，是指一个目标像与比较标志在瞄准轴方向的重合。 目的： --使目标与基准标志位于垂直于瞄准轴方向的同一个面上，也就是使二者位于同一空间深度； --使物体（目标）成像清晰； --确定物面或其共轭像面的位置——定焦。 人眼调焦的方法及其误差构成； 清晰度法：以目标和标志同样清晰为准则； 消视差法：眼睛在垂直视轴方向上左右摆动，以看不出目标和标志有相对横移为准则。可将纵向调焦转变为横向对准。 清晰度法误差源：几何焦深、物理焦深； 消视差法误差源：人眼对准误差； 几何焦深：人眼观察目标时，目标像不一定能准确落在视网膜上。但只要目标上一点在视网膜上生成的弥散斑直径小于眼睛的分辨极限，人眼仍会把该弥散斑认为是一个点，即认为成像清晰。由此所带来的调焦误差，称为几何焦深。 物理焦深：光波因眼瞳发生衍射，即使假定为理想成像，视网膜上的像点也不再是一个几何点，而是一个艾里斑。若物点沿轴向移动Δl后，眼瞳面上产生的波像差小于λ/K(常取K=6)，此时人眼仍分辨不出视网膜上的衍射图像有什么变化。 （清晰度）人眼调焦扩展不确定度： （消视差法）人眼调焦扩展不确定度： 人眼摆动距离为b ?对准误差、调焦误差的表示方法； 对准：人眼、望远系统用张角表示；显微系统用物方垂轴偏离量表示； 调焦：人眼、望远系统用视度表示；显微系统用目标与标志轴向间距表示 ?常用的对准方式； 22 22 122 8 e e e D KD αλ φφφ ???? ''' =+=+ ? ? ???? 121 11e e l l D α φ'=-= 22 21 118 e l l KD λ φ'=-= e b δ φ'=
《互换性与技术测量实验》实验指导书 （2016-2017-1） 互换性与技术测量教研组编 机械工程学院 2016年08月 班级： 学号： 姓名：
目录 实验一长度测量 (3) 实验二表面粗糙度测量 (9) 实验三齿轮齿圈径向跳动的测量 (13)
实验一长度测量 一、实验目的 1.了解和掌握杠杆千分尺、和立式数显光学计的测量原理、主要结构及使用方法。 2.应用上述仪器检验光滑极限量规。 3.巩固尺寸公差的概念,学会由测得数据判断零件合格性的方法。 二、仪器结构及工作原理 1.杠杆千分尺 杠杆千分尺相当于外径千分尺与杠杆式卡规组合而成，其外形如图1-1（a）所示。它的工作原理与杠杆式卡规及千分尺相同。可以用作相对测量，也可以作绝对测量。杠杆式卡规的工作原理如图1-1（b）所示。 （a）（b） 图1-1杠杆式卡规的工作原理图 当测量杆1移动时，使杠杆2转动，在杠杆的另一端装有扇形齿轮，可使小齿轮3和装牢在小齿轮轴的指针4转动，在刻度盘5上便可读出示值。为了消除传动中的空程，装有游丝6。测量力由弹簧8产生。为了防止测量面磨损和测量方便，装有退让器9。 杠杆千分尺刻度值有0.001毫米和0.002毫米两种（现在使用的是前者），表盘的示值范围±0.02毫米，测量力是500-800克，测力变化不大于100克。 2.立式数显光学计 立式光学计又称光学比较仪，集光电、机电于一体，是我国最先进的数显式光学仪器。直接测量可以达到10毫米。测量结果可以根据需要选择工、英制在显示屏上显示，也可以在任意位置置零。当被测工件大于10毫米时，在测量前用量块（或标准件）对准零位，被测尺寸与量块尺寸的差值在屏幕上读得。 立式数显光学计对五等量块和一级精度的量块，球形和圆柱形工件得直径和不圆度，线型、板型、金属及非金属薄膜的厚度和平行度进行高精度测量。 仪器基本度量指标：
实验一 外螺纹中径的测量 一、实验目的 熟悉测量外螺纹中径的原理和方法。 二、 实验内容 1. 用螺纹千分尺测量外螺纹中径。 2. 用三针测量外螺纹中径。 三、测量原理及计量器具说明 1. 用螺纹千分尺测量外螺纹中径 图1为螺纹千分尺的外形图。它的构造与外径千分尺基本相同，只是在测量砧和测量头上装有特殊的测量头1和2，用它来直接测量外螺纹的中径。螺纹千分尺的分度值为0.01毫M 。测量前，用尺寸样板3来调整零位。每对测量头只能测量一定螺距范围内的螺纹，使用时根据被测螺纹的螺距大小，按螺纹千分尺附表来选择，测量时由螺纹千分尺直接读出螺纹中径的实际尺寸。 图 1 2. 用三针测量外螺纹中径 图2为用三针测量外螺纹中径的原理图，这是一种间接测量螺纹中径的方法。测量时，将三根精度很高、直径相同的量针放在被测螺纹的牙凹中，用测量外尺寸的计量器具如千分尺、机械比较仪、光较仪、测长仪等测量出尺寸M 。再根据被测螺纹的螺距p 、牙形半角 2 α 和量针直径m d ，计算出螺纹中径2d 。由图2可知： )(222CD AD M AC M d --=-= 而 2sin 22 αm m d d BD AB AD +=+== ????? ? ??+2sin 112αm d
4 2α Pctg CD = 将AD 和CD 值代入上式，得： 22 2sin 1 12ααctg P d M d m +????? ? ? ?+ -= 对于公制螺纹，0 60=α，则 P d M d 866.032+-= 图 2 为了减少螺纹牙形半角偏差对测量结果的影响，应选择 合适的量针直径，该量针与螺纹牙形的切点恰好位于螺纹中径处。此时所选择的量针直径m d 为最佳量针直径。由图3可知： 2 cos 2α P d m = 对于公制螺纹，0 60=α，则 P d m 577.0= 在实际工作中，如果成套的三针中没有所需的最佳量针直径时，可选择与最佳量针直径相近的三针来测量。 量针的精度分成0级和1级两种：0级用于测量中径公差为4—8μm 的螺纹塞规；1级用于测量中径公差大于8μm 的螺纹塞规或螺纹工件。 测量M 值所用的计量器具的种类很多，通常根据工件的精度要求来选择。本实验采用杠千分尺来测量（见图4）。杠杆千分尺的测量范围有0—25，25—50，50—75，75—100mm 图 3 图 4 四种，分度值为0.002mm 。它有一个活动量砧1，其移动量由指示表7读出。测量前将尺体5装在尺座上，然后校对千分尺的零位，使刻度套筒管3、微分筒4和指示表7的示值都分别对准零位。测量时，当被测螺纹放入或退出两个量砧之间时，必须按下右侧的按钮8 使量
光学三维测量技术及应用 摘要：随着现代科学技术的发展，光学三维测量已经在越来越广泛的领域起到了重要作用。本文主要对接触式三维测量和非接触式三维测量进行了介绍。着重介绍了光学三维测量技术的各种实现方法及原理。最后对目前光学三维测量的应用进行了简单介绍。 1 引言 随着科学技术和工业的发展，三维测量技术在自动化生产、质量控制、机器人视觉、反求工程、CAD/CAM以及生物医学工程等方面的应用日益重要。传统的接触式测量技术存在测量时间长、需进行测头半径的补偿、不能测量弹性或脆性材料等局限性，因而不能满足现代工业发展的需要。。 光学测量是光电技术与机械测量结合的高科技。光学测量主要应用在现代工业检测。借用计算机技术，可以实现快速，准确的测量。方便记录，存储，打印，查询等等功能。 光学三维测量技术是集光、机、电和计算机技术于一体的智能化、可视化的高新技术，主要用于对物体空间外形和结构进行扫描，以得到物体的三维轮廓，获得物体表面点的三维空间坐标。随着现代检测技术的进步，特别是随着激光技术、计算机技术以及图像处理技术等高新技术的发展，三维测量技术逐步成为人们的研究重点。光学三维测量技术由于非接触、快速测量、精度高的优点在机械、汽车、航空航天等制造工业及服装、玩具、制鞋等民用工业得到广泛的应用。 2 三维测量技术方法及分类 三维测量技术是获取物体表面各点空间坐标的技术，主要包括接触式和非接触式测量两大类。如图1所示。 图1 三维测量技术分类
2.1 接触式测量 物体三维接触式测量的典型代表是坐标测量机(CMM，Coordinate Measuring Machine)。CMM是一种大型精密的三坐标测量仪器[1]，它以精密机械为基础，综合应用电子、计算机、光学和数控等先进技术，能对三维复杂工件的尺寸、形状和相对位置进行高精度的测量。 三坐标测量机作为现代大型精密、综合测量仪器，有其显著的优点，包括：（1）灵活性强，可实现空间坐标点测量，方便地测量各种零件的三维轮廓尺寸及位置参数；（2）测量精度高且可靠；（3）可方便地进行数字运算与程序控制，有很高的智能化程度。 早期的坐标测量机大多使用固定刚性测头，它最为简单，缺点也很多[2]。主要为（1）测量时操作人员凭手的感觉来保证测头与工件的接触压力，这往往因人而异且与读数之间很难定量描述；（2）刚性测头为非反馈型测头，不能用于数控坐标测量机上；（3）必须对测头半径进行三维补偿才能得到真实的实物表面数据。针对上述缺陷，人们陆续开发出各种电感式、电容式反馈型微位移测头，解决了数控坐标测量机自动测量的难题，但测量时测头与被测物之间仍存在一定的接触压力，对柔软物体的测量必然导致测量误差。另外测头半径三维补偿问题依然存在。三维测头的出现可以相对容易地解决测头半径三维补偿的难题，但三维测头仍存在接触压力，对不可触及的表面（如软表面，精密的光滑表面等）无法测量，而且测头的扫描速度受到机械限制，测量效率很低，不适合大范围测量。 2.2 非接触式测量 非接触式测量技术是随着近年来光学和电子元件的广泛应用而发展起来的，其测量基于光学原理，具有高效率、无破坏性、工作距离大等特点，可以对物体进行静态或动态的测量。此类技术应用在产品质量检测和工艺控制中，可大大节约生产成本，缩短产品的研制周期，大大提高产品的质量，因而倍受人们的青睐。随着各种高性能器件如半导体激光器LD、电荷耦合器件CCD、CMOS图像传感器和位置敏感传感器PSD等的出现，新型三维传感器不断出现，其性能也大幅度提高，光学非接触测量技术得到迅猛的发展。 非接触式三维测量不需要与待测物体接触，可以远距离非破坏性地对待测物体进行测量。其中，光学非接触式测量是非接触式测量中主要采用的方法。 3 光学非接触式三维测量的概述 光学非接触式三维测量技术根据获取三维信息的基本方法可分为两大类：被动式与主动式。如图2所示[3]。 主动式是利用特殊的受控光源（称为主动光源）照射被测物，根据主动光源的已知结构信息（几何的、物体的、光学的）获取景物的三维信息。被动式是在自然光（包括室内可控照明光）条件下，通过摄像机等光学传感器摄取的二维灰度图像获取物体的三维信息。
word格式文档 高精度光学测量微位移技术综述 *** （******大学光电**学院，重庆400065） 摘要 微位移测量技术在科学与工业技术领域应用广泛。光学测量微位移技术与传统测量方法相比，具有灵敏度高、抗电磁干扰能力强、耐腐蚀、防爆、结构简单、体积小、重量轻等优点。本文介绍了几种高精度光学测量微位移的方法，从激光三角法、激光干涉法、光栅尺法、光纤光栅法、X射线干涉法和F-P干涉法几个类别对各种微位移测量原理和仪器进行了系统的分析和比较，并对各种方法的特点进行了归纳，对光学微位移测量方法的发展趋势进行了概括。 关键词：微位移测量，高精度，光学测量，发展趋势 1 引言 随着科学技术的发展，微小位移的检测手段已发展到多种，测量准确度也不断提高。目前，高分辨力微位移测量技术主要分为包含电学、显微镜等测量方法的非光学测量技术和以激光干涉测量为代表的光学测量技术两大类。电学测量技术又包括电阻法、电容和电感法以及电涡流法等，其中，电容和电感法发展迅速，较为常用。目前，三端电容传感器可测出5×10－5μm的微位移，最大稳定性为每天漂移几个皮米[1]。而显微镜测量技术种类较多，主要有高性能透射电子显微镜、扫描电子显微镜、扫描探针显微镜（包括扫描隧道显微镜和原子力显微镜）等二十多个品种[2]。按光学原理不同，光学测量技术可分为激光三角测量[3]、光杠杆法[1,4]、光栅尺测量法[5]、光纤位移测量法[5]和激光干涉法等，测量分辨力在 专业资料整理
几十皮米到几纳米之间。此外，利用X射线衍射效应进行位移测量的X射线干涉技术近年来备受关注，其最大特点是以晶格结构中的原子间距作为溯源标准，可实现皮米量级的高分辨力，避免了光学干涉仪的各种非线性误差[6]。现将主要的具有纳米量级及以上分辨力的微位移测量技术概括如表1所示。 纵观位移测量技术的发展历程，如果说扫描探针技术为高分辨力位移测量领域带来了革命性变革，那么近几十年来激光技术的发展则将该领域带入了一个崭新的时代。由表1可见，目前电容传感器和SPM的测量分辨力也很高，但它们的共同缺陷是当溯源至国际标准长度单位时，必须借助激光干涉仪等方法进行标定和校准。根据1983年第17次度量大会对“米”的新定义，激光干涉法对几何量值溯源有着天然优越性，同时具有非接触测量、分辨力高、测量速度快等优势。本文将对目前主要的光学微位移测量技术介绍和比较分析。 表1 常用微位移测量技术 仪器种类分辨力/nm 测量范围 电容传感器0.05-2 10nm-300μm 电感传感器 5 10μm SPM 0.05 1-10μm 激光三角测头 2.5 100-500μm 光纤位移传感器 2.5 30-100μm 双频激光干涉仪0.1 >10m 光栅尺0.1-10 70-200mm X射线干涉仪0.005 200μm F-P干涉仪0.001 5nm-300μm 2 光学微位移测量技术概述 2.1 激光三角法微位移测量技术 随着工业测量领域的不断扩展以及对测量精度和测量速度的不断提高，传统的接触式测量已经无法满足工业界的需求。而非接触测量由于其良好的精确性和
光学检测原理复习提纲 第一章 基本光学测量技术 一、光学测量中的对准与调焦技术 1、对准和调焦的概念(哪个是横向对准与纵向对准？) P1 对准又称横向对准，指一个目标与比较标志在垂轴方向的重合。调焦又称纵向对准，是指一个目标像与比较标志在瞄准轴方向的重合。 2、常见的五种对准方式。 P2 压线对准，游标对准。。。。 3、常见的调焦方法 最简便的调焦方法是：清晰度法和消视差法。p2 二、光学测试装置的基本部件及其组合 1、平行光管的组成、作用；平行光管的分划板的形式（abcd ）。P14 作用：提供无限远的目标或给出一束平行光。 组成:由一个望远物镜（或照相物镜）和一个安置在物镜 焦平面上的分划板。二者由镜筒连在一起，焦距 1000mm 以上的平行光管一般都带有伸缩筒，伸缩筒 的滑动量即分划板离开焦面的距离，该距离可由伸 缩筒上的刻度给出，移动伸缩筒即能给出不同远近 距离的分划像（目标）。 2、什么是自准直目镜（P15）（可否单独使用？），自准直法？ 一种带有分划板及分划板照明装置的目镜。Zz 自准直：利用光学成像原理使物和像都在同一平面上。 3、；高斯式自准直目镜（P16）、阿贝式自准直目镜（P16）、双分划板式自准直目镜（P17）三种自准直目镜的工作原理、特点。P15—p17（概念，填空或判断） 1高斯式自准直目镜缺点--分划板只能采用透明板上刻不透光刻线的形式，不能采用不透明板上刻透光刻线的形式，因而像的对比度较低，且分束板的光能损失大，还会产生较强的杂光。 2阿贝式自准直目镜---特点射向平面镜的光线不能沿其法线入射，否则看不到亮“+”字线像。阿贝目镜大大改善了像的对比度，且目镜结构紧凑，焦距较短，容易做成高倍率的自准直仪。 主要缺点：直接瞄准目标时的视轴（“+”字刻度线中心与物镜后节点连线）与自准直时平面 （a ）"+"字或"+"字 刻线分划板； （b ）分辨率板； （c ）星点板； （d ）玻罗板
互换性与测量技术实验指导书 北方工业大学机械实验室 2017 年3 月
实验一尺寸测量 实验1-1 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。 二、实验内容 用立式光学计测量工件的外径 三、测量器具 1．立式光学计 2．块规 四、测量器具简介 立式光学计是一种精度较高、结构简单的常用光学仪器。常用来检定 5 等、 6 等量块、光滑极限量规及测量相应精度的零件。 （五）测量步骤： 1、按被测零件的基本尺寸组合所需量块尺寸。一般是从所需尺寸的未位数开始选择，将选好的量块用汽油棉花擦去表面防锈油，并用绒布擦净．用少许压力将两量块工作面相互研合。 2、将组合好的块规组放在工作台上，松开横臂紧固螺钉，转动调节螺母，使横臂连同光管缓慢下降至测头，与量块中心位置极为接近处（约0．lmm 的间隙）将螺钉拧紧。 3、松开光管紧固螺钉，调整手柄，使光管缓馒下降至测头与块规中心位置接触，并从目镜中看到标尺象，使零刻线外于指标线附近为止。调节目镜视度环，使标尺像完全清晰 （可配合微调反光镜）。锁紧螺钉，调整微调旋钮，使刻度尺像准确对好零位。 4、按压测帽提升杠杆2?3次，检查示值稳定性，要求零位变化不超 过l／10 格，如超过过多应寻找原因，并重新调零（各紧固螺钉应拧紧但不能过紧，以免仪器变形）。 5、按下测帽提升杠杆，取下规块组，将被测部件放在工作台上（注意一定要使被测轴的母线与工作台接触，不得有任何跳动或倾斜）。 6、按压测帽提升杠杆多次，若示值稳定，则记下标尺读数（注意正负号）。此读数即为该测点轴线的实际差值。
光学三维测量技术 1. 引言 人类观察到的世界是一个三维世界, 尽可能准确和完备地获取客观世界的三维信息才能尽可能准确和完备地刻画和再现客观世界。对三维信息的获取和处理技术体现了人类对客观世界的把握能力,因而从某种程度上来说它是体现人类智慧的一个重要标志。 近年来, 计算机技术的飞速发展推动了三维数字化技术的逐步成熟, 三维数字化信息获取与处理技术以各种不同的风貌与特色进入到各个不同领域之中 [1]:在工业界, 它已成为设计进程中的一环, 凡产品设计、模具开发等, 无一不与三维数字化测量有着紧密的结合; 虚拟现实技术需要大量景物的三维彩色模型数据, 以用于国防、模拟训练、科学试验; 大量应用的三坐标测量机和医学上广泛应用的 CT 机和 MRI 核磁共振仪器,也属于三维数字化技术的典型应用;文化艺术数字化保存(意大利的古代铜像数字化、中国的古代佛像数字化、古文物数字化保存、 3D 动画的模型建构(电影如侏罗纪公园、太空战士、医学研究中的牙齿、骨头扫描, 甚至人类学的考古研究等, 都可运用三维扫描仪快速地将模型扫描、建构; 而随着宽频与计算机速度的提升, Web 3D的网络虚拟世界将更为普及,更带动了三维数字化扫描技术推广到商品的电子商务、产品简报、电玩动画等, 这一切都表明未来的世界是三维的世界。 目前, 有很多种方法可用来获取目标物体的三维形状数据, 光学三维测量技术(Optiacl Three-dimensional Measurement Techniques因为其“非接触”与“全场”的特点,是目前工程应用中最有发展前途的三维数据采集方法。光学三维测量技术是二十世纪科学技术飞速发展所催生的丰富多彩的诸多实用技术之一, 它是以现代光学为基础, 融光电子学、计算机图像处理、图形学、信号处理等科学技术为一体的现代测量技术。它把光学图像当作检测和传递信息的手段或载体加以利用, 其目的是从图像中提取有用的信号, 完成三维实体模型的重构 [2]。随着激光技术、精密计量光栅制造技术、计算机技术以及图像处理等高新技术的发展, 以及不断推出的高
(教学)互换性与技术测量实验
实验一外螺纹中径的测量 一、实验目的 熟悉测量外螺纹中径的原理和方法。 二、实验内容 1. 用螺纹千分尺测量外螺纹中径。 2. 用三针测量外螺纹中径。 三、测量原理及计量器具说明 1. 用螺纹千分尺测量外螺纹中径 图1为螺纹千分尺的外形图。它的构造与外径千分尺基本相同，只是在测量砧和测量头上装有特殊的测量头1和2，用它来直接测量外螺纹的中径。螺纹千分尺的分度值为0.01毫米。测量前，用尺寸样板3来调整零位。每对测量头只能测量一定螺距范围内的螺纹，使用时根据被测螺纹的螺距大小，按螺纹千分尺附表来选择，测量时由螺纹千分尺直接读出螺纹中径的实际尺寸。
图 1 2. 用三针测量外螺纹中径 图2为用三针测量外螺纹中径的原理图，这是一种间接测量螺纹中径的方法。测量时，将三根精度很高、直径相同的量针放在被测螺纹的牙凹中，用测量外尺寸的计量器具如千分尺、机械比较仪、光较仪、测长仪等测量出尺寸M 。再根 据被测螺纹的螺距p 、牙形半角2 α和量针直径m d ，计算出螺纹中径2 d 。由图2可知： )(222 CD AD M AC M d --=-= 而 2 sin 22 αm m d d BD AB AD += +== ????? ? ??+2sin 1 12αm d
4 2 α Pctg CD = 将AD 和CD 值代入上式，得： 22 2sin 1 12α αctg P d M d m +????? ? ? ? + -= 对于公制螺纹，0 60=α，则 P d M d 866.032 +-= 图 2 为了减少螺 纹牙形半角偏差对测量结果的影响，应选择合适的量针直径，该量针与螺纹牙形的切点恰好位于螺纹中径处。此时所选择的量针直径m d 为最佳量 针直径。由图3可知： 2 cos 2α P d m = 对于公制螺纹，0 60=α，则 P d m 577.0= 在实际工作中，如果成套的三针中没有所需的最佳量针直径时，可选择与最佳量针直径相近的三针来测量。 量针的精度分成0级和1级两种：0级用于
光学测量仪器使用操作规程 光学测量仪器使用操作规程 J.J/QO 0721 1 目的与范围 提出光学测量仪器的基本操作规程，以免仪器物理性损坏，并确保施工定位仪器应有的精度。 本规程适用于定位人员、维修人员和计量管理人员对公司拥有的经纬仪、水准仪、电子水准仪、全站仪使用、维修、保养。 2 引用文件(标准) 2.1《水运工程测量规范》(JTJ203-2001) 3 术语(略) 4 资格与培训 使用人员、维修人员和计量管理人员必须经本文件培训。 5 职责 5.1维修人员要经常进行维护保养，并做好维护记录。 5.2测量人员做好现场保护工作，确保仪器的安全，并做好现场使用记录。 5.3测量人员要正确使用仪器，确保仪器的测量准确度。 6 操作规程 6.1领用之前，检查光学仪器是否有有效检定证书。 6.2仪器使用前必须检查仪器是否正常，外观是否有缺损，附件是否齐全。6.3测量仪器搬运和运输过程中必须做好防震工作，小心轻放，避免震动受损。 6.4仪器安放时小心谨慎，固定螺丝应仔细拧紧，搬运时应将仪器放置箱中。 6.5野外作业宜打伞，防日晒、雨淋，以免损坏仪器。 B/0 页码:1/3 光学测量仪器使用操作规程 J.J/QO 0721
6.6使用光学测量仪器人员，使用前必须按说明或操作手册规定的顺序进行，熟练掌握操作技术。水准仪在现场要进行i角检查，经纬仪、全站仪要进行2C、归零差及指标差的检查，确定符合规范要求后，方可投入使用，如存在问题或水准仪i角检查，经纬仪及全站仪要2C、归零差、指标差中有一项或几项不符合规范规定，及时报项目经理部进行维修校正，项目经理部并按照规范或相关规定做好校正记录。 6.7测量过程中，注意对仪器设备的现场保护，做到人不离仪，避免意外事故发生。 6.8仪器设备要经常维护保养、保洁工作，防尘、防腐蚀。 6.9仪器使用完毕后，用软布擦去灰尘，按要求放入仪器箱内，锁好并归还项目经理部，项目经理部有关人员及时进行维护保养，并记录在机历簿上，以保证仪器的完好状态。所有进库电子仪器(包括全站仪、电子水准仪及GPS等)的电池要进行充放电(每月充放电一次)，确保仪器的正常使用。 6.10仪器设备发现故障，应立即停止使用，通知有关部门派人修理或送维修部门检修，未经允许不得私自拆卸修理。 6.11光学测量仪器使用情况应在机历簿上作详细记录，以便向有关部门申报统计。 6.12光学测量仪器按规定每年送检一次，以保证光学测量仪器的精度。未经送检或超送检周期的全站仪禁止使用。 7 质量记录 7.1仪器领用在配置簿上记录 B/0 页码:2/3 光学测量仪器使用操作规程 J.J/QO 0721 7.2使用、维修、保养在机历簿上记录 8 附加说明
https://www.doczj.com/doc/244579473.html, 光学测量仪器 光学影像测量仪是集光学、机械、电子、计算机图像处理技术于一体的高精度、效率高、高可靠性的测量仪器。由光学放大系统对被测物体进行放大，经过CCD摄像系统采集影像特征并送入计算机后，可以效率高地检测各种复杂零部件的轮廓和表面形状尺寸、角度及位置，进行微观检测与质量控制。 在实际应用中，尽管光学计量仪器多种多样，但它们的光学原理却都基于四种基本原理，它们是：望远光学原理、显微光学原理、投影光学原理、干涉光学原理。基于应用不同的光学原理，光学计量仪器可分为：自准直类光学计量仪器、显微镜类光学计量仪器、投影类光学计量仪器、光干涉类光学计量仪器四大类。 光电探测技术是现代信息获取的主要手段之一，光电探测技术的发展是随着其他关键技术的发展而发展的，由于激光技术、光波导技术、光电子技术、光纤技术、计算机技术的发展，以及新材料、新器件、新工艺的不断涌现，光精密量仪测量工具传感器游标卡尺
https://www.doczj.com/doc/244579473.html, 电探测技术取得了巨大发展。近年来，光电探测技术引起了业内人士的普遍关注，在军事和民用领域占有越来越重要的地位。近年来涌现出的各种新型光电探测技术，包括微光探测、偏振探测、量子探测、单光子探测技术。 光学测量仪器选择首先要做到符合要求。比如，一台高精度的研发级别的光谱仪，并不一定适合日常对显示设备的校正，由于其精度高导致速度慢；由于光谱仪一般为非接触式的仪器，那么对环境要求就比较高。一个正确的流程应该是用低级的能保证测量速度和稳定性的色度计采集数据校正，用一台精度高符合标准的光谱仪来对色度计做一组校正数据（Offset），这样可以保证色度计在大部分亮度校正时的准确测量。 马尔测量始于1861年。19世纪的工业革命不仅促进了制造业快速发展， 同时唤起了对机械零件加工的精度要求。我们的工作就是确保测量结果的准确性。作为世界测量仪器的顶级生产商之一，多年以来，马尔的产品已涉及许多领域，并成为专业的测量应用专家。 精密量仪测量工具传感器游标卡尺
第一章、 对准、调焦 ? 对准、调焦的定义、目的； 1. 对准又称横向对准，是指一个对准目标与比较标志在垂直瞄准轴方向像的重合或置 中。目的：瞄准目标（打靶）；精确定位、测量某些物理量（长度、角度度量）。 2、调焦又称纵向对准，是指一个目标像与比较标志在瞄准轴方向的重合。 目的： --使目标与基准标志位于垂直于瞄准轴方向的同一个面上，也就是使二者位于同一空间深度； --使物体（目标）成像清晰； --确定物面或其共轭像面的位置——定焦。 人眼调焦的方法及其误差构成； 清晰度法：以目标和标志同样清晰为准则； 消视差法：眼睛在垂直视轴方向上左右摆动，以看不出目标和标志有相对横 移为准则。可将纵向调焦转变为横向对准。 清晰度法误差源：几何焦深、物理焦深； 消视差法误差源：人眼对准误差； 几何焦深：人眼观察目标时，目标像不一定能准确落在视网膜上。但只要目标上一点在视网膜上生成的弥散斑直径小于眼睛的分辨极限，人眼仍会把该弥散斑认为是一个点，即认为成像清晰。由此所带来的调焦误差，称为几何焦深。 物理焦深：光波因眼瞳发生衍射，即使假定为理想成像，视网膜上的像点也不再是一个几何点，而是一个艾里斑。若物点沿轴向移动Δl 后，眼瞳面上产生的波像差小于λ/K(常取K=6)，此时人眼仍分辨不出视网膜上的衍射图像有什么变化。 （清晰度）人眼调焦扩展不确定度： （消视差法）人眼调焦扩展不确定度： 人眼摆动距离为b ，所选对准扩展不确定度为δe ， ? 对准误差、调焦误差的表示方法； 对准：人眼、望远系统用张角表示；显微系统用物方垂轴偏离量表示； 调焦：人眼、望远系统用视度表示；显微系统用目标与标志轴向间距表示 ? 常用的对准方式； φ'==12111e e l l D αφ'=-= 2 2 21118e l l KD λ φ'=-= e b δφ'=
光学测量技术及仪器 阿贝折射仪 旋光仪 分光光度计 分光光度计的构造原理 72型分光光度计 752型分光光度计 光与物质相互作用可以产生各种光学现象(如光的折射、反射、散射、透射、吸收、旋光以及物质受激辐射等)，通过分析研究这些光学现象，可以提供原子、分子及晶体结构等方面的大量信息。所以，不论在物质的成分分析、结构测定及光化学反应等方面，都离不开光学测量。下面介绍物理化学实验中常用的几种光学测量仪器。 一、阿贝折射仪 折射率是物质的重要物理常数之一，许多纯物质都具有一定的折射率，如果其中含有杂质则折射率将发生变化，出现偏差，杂质越多，偏差越大。因此通过折射率的测定，可以测定物质的浓度。 1.阿贝折射仪的构造原理 阿贝折射仪的外形图如图Ⅱ-5-1所示。 当一束单色光从介质Ⅰ进入介质Ⅱ(两种介质的密度不同)时，光线在通过界面时改变了方向，这一现象称为光的折射，如图Ⅱ-5-2所示。
图Ⅱ-5-1 阿贝折射仪外形图 1.测量望远镜; 2.消散手柄; 3.恒温水入口; 4.温度计; 5.测量棱镜; 6.铰链; 7.辅助棱镜; 8.加液槽; 9.反射镜;10.读数望远镜;11.转轴;12.刻度盘罩;13.闭合旋钮;14.底座。 图Ⅱ-5-2光的折射 光的折射现象遵从折射定律: 式中α为入射角，β为折射角，n Ⅰ、nⅡ为交界面两侧两种介质的折射率;n Ⅰ, Ⅱ 为介质Ⅱ对介质Ⅰ的相对折射率。 若介质Ⅰ为真空，因规定n=1.0000，故n ⅠⅡ=n Ⅱ 为绝对折射率。但介质 Ⅰ通常为空气，空气的绝对折射率为1.00029，这样得到的各物质的折射率称为常用折射率，也称作对空气的相对折射率。同一物质两种折射率之间的关系为: 绝对折射率=常用折射率×1.00029