直线度的原理及测量

实验七⾃准直仪测量直线度实验七⾃准直仪测量直线度⼀、仪器原理：⾃准直仪是测量微⼩⾓度变化量的精密光学仪器，它适⽤于测量精密导轨的直线度误差及⼩⾓度范围内的精密⾓度测量，⽤⾃准直仪测量被测量要素的直线度误差。

利⽤⾃准直仪的光轴模拟理想直线，将被测量直线与理想直线⽐较，将所得数据⽤作图法或计算法来求出直线度误差值。

图3-3-1为⾃准直仪外形图。

图3-3-1⾃准直仪外形图1-灯头2-光源锁紧螺母3-读数⿎4-⽬镜5-紧固螺钉6-光电头锁紧⿎7-光电头8-基座⽀架9-物镜10-反射镜11-光电检波器图3-3-2⾃准直仪光路系统图1-光源2-聚光镜3-⼗字线分划板4-⽴⽅棱镜5-物镜组6-反射镜7-分光镜8-双刻线分划板9-⽬镜10-振动狭缝11-聚光镜12-光敏电阻13-测微螺丝14-测微读数⿎轮15-光电检波器⾃准直仪的光路系统如图3-3-2所⽰，光源１发出的光线经聚光镜2，照亮⼗字线分划板3后，经过中间有半透膜的⽴⽅棱镜4射向物镜组5，经物镜组成平⾏光束投射到反射镜6上。

平⾏光束经反射镜⼜返回到⽴⽅棱镜4，并反射向上⾄分光镜7。

⼀路光透过分光镜7，把分划板3的⼗字线成象在带双刻线分划板8上，通过⽬镜9即可进⾏⽬视瞄准；另⼀路光在分光镜7上反射，把⼗字线成象在振动狭缝１0处，再经聚光镜１1聚焦到光敏电阻１2上，光敏电阻将光通量的变化转变为电信号，并送⾄检波器，经处理后由微安表指⽰。

振动狭缝、光敏电阻、和测微分划板连成⼀体，并装在光电头壳体中。

旋转测微读数⿎轮１４能带动它们⼀起移动，可使狭缝振动中⼼与⼗字线象中⼼重合，此时微安表的指针指零，表⽰已瞄准好。

同时，在⽬镜视场中测微分划板的双线也应瞄准⼗字线象，表⽰⽬视瞄准与光电瞄准是同步的。

通过读数⿎轮便可读出⼀个⾓度值，（或从光电检波器上读数）。

测量时，平⾯反射镜6偏转某⼀⾓度，⼗字线象在双刻线分划板8和振动狭缝１0上的位置就有所改变。

旋转读数⿎轮再次进⾏瞄准，即可在⿎轮（光电检波器）上读得另⼀⾓度值。

导轨直线度测量实验结论导轨直线度测量实验结论导轨直线度是指导轨的直线程度，即导轨的曲率程度。

导轨直线度对于机械加工和测量具有重要的意义，因此需要进行精确的测量。

本文将介绍导轨直线度测量实验的结论。

一、实验原理导轨直线度测量实验是通过使用光学仪器对导轨进行测量，然后根据测量结果计算出导轨的直线程度。

具体原理如下：1. 光学仪器：在实验中使用了一台高精度平台投影仪和一个光学平台。

2. 测量方法：首先将平台投影仪放置在导轨上，并调整其位置和角度，使其能够照射到整个导轨表面。

然后使用光学平台将投影仪照射到屏幕上，并在屏幕上观察到所照射出来的图案。

最后根据观察到的图案计算出导轨的直线程度。

3. 计算公式：通过计算屏幕上所观察到的图案与理论图案之间的差异来计算出导轨的曲率程度。

二、实验结果经过多次测量和计算，得出导轨直线度测量实验的结论如下：1. 导轨直线度误差小于0.01mm/1000mm，符合国家标准。

2. 导轨表面无明显的凹凸不平和磨损痕迹。

3. 导轨表面光洁度高，没有明显的氧化和污渍。

4. 导轨表面没有明显的裂纹和疤痕。

5. 实验结果经过多次验证，具有较高的可靠性和准确性。

三、实验分析通过对导轨直线度测量实验结果的分析，可以得出以下结论：1. 导轨直线度是机械加工和测量中非常重要的参数之一。

只有保证导轨的直线程度才能保证机械加工和测量的精确性。

2. 通过使用高精度光学仪器进行导轨直线度测量可以得到非常精确的结果。

因此，在进行机械加工和测量时应该尽可能地使用高精度光学仪器进行导轨直线度测量。

3. 在日常维护中应该定期检查导轨表面是否存在明显的凹凸不平、磨损、氧化、污渍、裂纹和疤痕等情况。

如果发现问题应及时进行维护和修复，以保证导轨的直线程度。

四、实验结论通过对导轨直线度测量实验结果的分析，可以得出以下结论：1. 导轨直线度误差小于0.01mm/1000mm，符合国家标准。

2. 导轨表面无明显的凹凸不平和磨损痕迹。

直线度检测方法直线度检测方法引言:直线是我们日常生活中最基本的几何形状之一，对于许多领域来说，直线的准确性和度量是至关重要的。

无论是在制造业、建筑业还是科学研究领域，直线度的检测都是一个关键的步骤。

在本文中，我们将介绍一些常见的直线度检测方法，并探讨它们的原理、优缺点以及应用领域。

一、光学比较法光学比较法是直线度检测中最常用和传统的方法之一。

它基于将被测直线与一个标准直线进行比较来评估其直线度。

实施步骤：1. 准备一个光学比较仪器，例如投影仪或显微镜。

2. 将被测直线放在光学比较仪器下，并调整仪器以使标准直线尽可能与被测直线重合。

3. 观察直线之间的差异，通过目视比较或图像测量来评估直线度。

优点：- 相对简单且易于操作。

- 结果直观，可以看到直线的形状。

缺点：- 受到人眼观察和仪器精度的限制。

- 适用于对直线度要求不高的场景，对于高精度要求的检测可能不够准确。

应用领域：- 制造业中的零部件加工。

- 建筑工程中的基础测量。

二、激光干涉法激光干涉法是一种高精度的直线度检测方法，通过光的干涉原理来测量被测直线的直线度。

实施步骤：1. 使用一束激光来照射被测直线。

2. 被测直线上的反射光与参考平面上的反射光相干叠加，形成干涉条纹。

3. 根据干涉条纹的形态来评估被测直线的直线度。

优点：- 高精度，可以检测到微小的直线度误差。

- 结果数字化，可以进行精确的数据分析和处理。

缺点：- 设备较为复杂，需要专业操作和维护。

- 成本较高。

应用领域：- 科学研究中的光学实验。

- 高精度设备的制造和校准。

三、机械比较法机械比较法是一种基于机械测量原理的直线度检测方法，通过对被测直线的物理接触和移动来评估直线度。

实施步骤：1. 准备一个接触式比较仪器，例如游标卡尺或测微计。

2. 将应用压力的探针或测头沿着被测直线移动，并记录每个位置的测量值。

3. 通过对测量值进行分析和比较来评估直线度。

优点：- 相对简单且易于操作。

- 可以进行实时的测量和评估。

自准直仪测量直线度一、实验目的：1、了解自准直测量原理2、了解自准直仪的光路原理与测微原理，3、了解并掌握自准直仪测量直线度的方法及数据处理。

二、实验原理：1、自准直测量原理：十字线与其倒像之间将错开距离t为：t fα=⋅tan2t---称为偏离量当α很小时，=2t fα2、应用自准直测量原理，再加上测微机构而设计制造的计量仪器，被称之为自准直仪。

自准直仪的光路原理如下：1-光源；2-滤光片；3-分划板；4-立方直角棱镜；5、6-反射镜；7-物镜；8-体外反射镜；9-固定分划板；10-活动分划板；11-目镜；12-测微螺杆；13-测微鼓轮求偏离量t:当反射镜8严格垂直于光轴时，十字线成像在固定分划板9的正中央，目镜视场如若反射镜8对光轴有一微小倾角α ，则十字线像将产生偏离，偏离量t 由自准直原理可得仪器的f 物为400mm ，测微螺杆12的螺距和固定分划板9上刻线的分度间隔都是0.4mm ，即测微螺杆每转一圈，活动分划板10上的长刻线在固定分划板9的刻度上移动一格，其对应的反射镜的倾角α为：0.41224002000t f α===⨯物弧度 测微螺杆12同轴相连的测微鼓轮13上有100格圆周刻度，每格代表反射镜的倾角α为0.005/1000弧度。

三、实验步骤：仪器安装调试：将自准直仪安装在稳固可靠的位置，将反射镜装在桥板上，使桥板跨角处在分段的第1和第2点处。

接通电源，使目镜视场内获得均匀照明调节目镜视度，使测量者感觉目镜分划板成像清晰，调整手轮4、5（见自准直仪），至在目镜视场内出现刻线的自准直象，并使自准直的十字丝象与物镜分划板的十字丝接近重合（即主光轴与反射镜面垂直），在本实验中测量的是平板x 方向的直线度误差，故仅使得十字丝像的y 轴重合即可。

在读完第一次数后将桥板移到1、2段，依次读出读数。

在测量时，从第一点开始，测到第8点，然后返回测量。

每个点的取值为两次测量值的平均值。

四、实验数据记录及数据处理：准直仪测量直线度序号n 0 1 2 3 4 5 6 7 8 各点读数ai 0 0 +3 +5 +3 +5 +9 +8 -3 积累值∑=ni ai 0+3+8+11+16+25+33+30转移量ni ∑=ni ai 00 3.75 7.5 11.25 15 18.75 22.5 26.25 30各点直线度△hi （s ） 0 -3.75 -4.5 -3.25 -4 -2.75 2.5 6.75 0各点直线度△hi （ m ）0 -1.875 -2.25 -1.625 -2 -1.375 +1.25 +3.375 0导轨直线度误差f1+f2=∣+3.375∣+∣-2.25∣=5.625（ m ）tan 22t f f αα=≈⋅物物五、用作图法进行误差数据处理：在坐标图中，横坐标表示分段距离，纵坐标表示读数的累计值，将各坐标点连接，即可画出测得近似轮廓线，然后按最小条件，作一组平行直线包容该轮廓线，两平等直线间的纵坐标值，即为直线度误差。

导轨直线度误差测量一．目的和要求1. 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二．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L '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y 0 ，y 1 ,⋯,y n , 或相对偏距∆0 ，∆1，⋯，∆n , 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δ1 ,δ2 ,⋯ ,δn ,通过累计（即∆k =∑δi k i=1 ） 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α，这时反射光轴与入射光轴成2α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。

一)、直线度误差的测量和评定方法1、直线度——表示零件被测的线要素直不直的程度。

2、直线度公差：指实际被测直线对理想直线的允许变动量。

3、直线度公差带：包容实际直线且距离为最小的两平行直线（或平面）之间的距离ƒ或圆柱体的直径؃。

1）、给定平面内的直线度包容实际直线且距离为最小的两平行直线之间的距离ƒ。

2）、给定方向上的直线度误差当给定一个方向时，是包容实际直线且距离为最小的两平行平面之间的区域。

当给定相互垂直的两个方向时，是包容实际直线且距离为最小的两组平行平面之间的区域。

3）、任意方向上的直线度误差：包容实际直线且距离为最小的圆柱体的直径؃。

4、直线度误差的检测方法按照测量原理、测量器具及测量基准等可将直线度误差的检测方法分为四类：直接方法、间接方法、组合方法和量规检验法。

1）、直接方法：此类方法一般是首先确定一条测量基线，然后通过测量得到实际被测直线上的各点相对测量基线的偏差，再按规定进行数据处理得到直线度值。

（素线的测量）（1）、光隙法：将被测实际素线与其理想直线相比较来测量给定平面内直线度误差的测量方法。

是将刀口尺置于被测实际线上并使与被测线紧密接触，转动刀口尺使它的位置符合最小条件，然后观察刀口尺与被测线之间的最大光隙，此最大光隙即为直线度误差。

当光隙较大时，可用量块和塞尺测量其值，光隙较小时，可通过与标准光隙比较，估读出光隙量大小。

该方法适合于磨削或研磨加工的小平面及短园柱（锥）面的直线度误差的测量。

标准光隙：标准光隙由1级量块、0级刀口尺和1级平面平晶组成。

光隙尺寸的大小借助于光线通过狭缝时呈现的不同颜色来鉴别。

光隙 >2.5um时，光线呈白光：间隙在 1.25—1.17um时，呈红光：间隙约为0.8um时，呈蓝光；间隙<0.5um时，则不透光。

（2）、打表测量法、拉线基准法（测微法）：用指示表测量零件表面直线度，是一种与理想直线比较，测量给定平面内直线度误差的方法。

直线度误差测量原理一、直线度误差测量原理是啥呢？咱就想象一下啊，直线度误差测量就像是给一根线或者一个面做体检，看看它有多直。

其实就是看看这个东西偏离直线的程度啦。

比如说咱们常见的尺子，它理论上应该是笔直笔直的，但是实际上可能会有一点点弯，这个弯的程度就是直线度误差啦。

那怎么测量呢？有一种简单的方法叫间隙法。

就像把一个标准的平板或者直线的东西靠在要测量的物体旁边，然后看看中间的间隙。

要是没有间隙，那就说明直线度很好，要是间隙很大，那就说明直线度误差大呗。

还有一种方法是打表法。

在要测量的物体上放一个百分表或者千分表，然后让物体沿着一个方向移动，表上的指针就会动。

这个指针的跳动量就反映了直线度误差。

这就好比给这个物体的直线度做了个动态监测，它的每一点变化都能被表捕捉到呢。

再说说水平仪测量法。

水平仪可以检测出平面或者直线在水平方向上的倾斜度，通过这个倾斜度就能算出直线度误差啦。

这就像是用水平仪给物体画了一条理想的直线，然后对比实际的直线和理想直线之间的差距。

还有光轴法，就是利用光的直线传播特性。

让一束光沿着要测量的物体的方向走，如果物体是直的，光就会直直地通过，如果不直，光就会偏离，通过测量这个偏离量就能知道直线度误差。

这就像是光在给物体的直线度打分一样，一点都不含糊。

在实际测量中，我们要根据测量的对象、精度要求和测量环境来选择合适的测量方法。

比如说，如果是测量一个比较粗糙的工件，间隙法可能就够用了。

但如果是测量精密仪器的零件，可能就需要用打表法或者更高级的测量方法啦。

反正就是说，直线度误差测量原理就是通过各种方法去发现物体偏离直线的程度，这样我们就能知道这个物体的直线度是不是符合要求啦。

直线度的检测方法引言直线度是一个物体表面或边缘与理想直线之间的偏差程度，是衡量物体形状精度的重要指标之一。

在制造业中，直线度的检测对于保证产品质量、提高生产效率至关重要。

本文将介绍直线度的概念和意义，并详细介绍几种常用的直线度检测方法。

1. 直线度的定义和意义直线度是指物体表面或边缘与理想直线之间的偏差程度。

它反映了物体形状的准确性和规整性，对于保证工件装配精度、提高产品质量具有重要作用。

在制造业中，许多零部件需要具备一定的直线度要求，如机床导轨、光学元件、传感器等。

如果这些零部件的直线度不达标，可能会导致装配不良、功能失效等问题。

因此，对于制造业来说，准确测量和控制直线度是至关重要的。

2. 直线度检测方法2.1 视觉法视觉法是一种简单且常用的直线度检测方法。

它通过人眼观察物体表面或边缘与参考直线之间的偏差来评估直线度。

具体操作步骤如下：1.准备一条直线作为参考线，可以使用光栅尺、划线仪等工具。

2.将待检测物体放置在平整的工作台上。

3.用目测的方式观察待检测物体表面或边缘与参考直线之间的偏差，并记录下来。

视觉法简单易行，但受到人眼视觉判断能力的限制，对于精度要求较高的直线度检测可能存在一定误差。

2.2 光学投影法光学投影法是一种常用的高精度直线度检测方法。

它利用光学原理将待检测物体表面或边缘投影到屏幕上，并通过测量投影图案与参考直线之间的偏差来评估直线度。

具体操作步骤如下：1.准备一个光学投影仪，它可以将待检测物体表面或边缘投影到屏幕上。

2.将待检测物体放置在适当位置，调整投影仪使得投影图案清晰可见。

3.使用目镜或者测量仪器观察投影图案与参考直线之间的偏差，并记录下来。

光学投影法具有高精度和较低的人为误差，适用于对直线度要求较高的场合。

但需要专用设备和技术支持，成本较高。

2.3 探触法探触法是一种常用的机械式直线度检测方法。

它利用探头测量待检测物体表面或边缘与参考直线之间的距离变化，从而评估直线度。

直线度的介绍及误差检测方法摘要：直线度是几何误差中最基础的一项，本文简述了有关直线度的基本知识。

其中着重阐述了直线度的几何公差带，以及直线度的评定方法。

其中公差的标注和检测原则都是通用的原则，适用于各种几何误差。

一、直经度的定义限制实际直线对理想直线变动量的一种形状公差。

由形状（理想包容形状）、大小（公差值）、方向、位置四个要素组成。

用于限制一个平面内的直线形状偏差，限制空间直线在某一方向上的形状偏差，限制空间直线在任一方向上的形状偏差。

几何误差是指零件加工后的实际形状、方向和相互位置与理想形状、方向和相互位置的差异。

在形状上的差异称形状误差，在方向上的差异称方向误差，在相互位置上的差异称位置误差。

直线度在几何公差中是最基础的部分，按检测关系分直线度属于被测要素中的单一要素——指对要素本身提出形状公差要求的被测要素。

二、直线度基本特性几何公差分形状公差、方向公差、位置公差和跳动公差四种类型。

其中形状公差是对单一要素提出的几何特征，因此，无基准要求。

三、直线度公差的标注1、公差框格用公差框格标注时，公差要求标注在划分成两格或多格的矩形框格内。

框格中的内容从左至右顺序填写（如图2.1）：（1）几何特征符号；（2）公差值，以线性尺寸单位表示的量值。

（3）基准符号，因直线度无基准所以不标注。

图2.12、限定性规定的标注①如果需要对整个被测要素上任意范围标注同样几何特征的公差时，可在公差值的后面加注限定范围的线性尺寸值，并在两者之间用斜线隔开，如图2.2（a）所示。

②如果标注的是两项或两项以上同样几何特征的公差，可直接在整个要素公差框格的下方放置另一个公差框格，如图2.2（b）所示。

图2.2四、直线度的几何公差带几何公差是实际被测要素对其理想形状、理想方向和理想位置的允许变动量。

直线度一类的形状公差是指实际单一要素所允许的变动量。

几何公差带是指由一个或几个理想的几何线或面所限定的、由线性公差值表示其大小的区域，他是限制实际被测要素变动的区域。

直线度的测量方法直线度是一个物体表面平整度的度量指标，用于描述物体表面在某一方向上的平整程度。

直线度在工程和制造业中非常重要，特别是在要求高精度的机械制造和装配过程中。

常用的直线度测量方法有以下几种。

第一种方法是基于比较原理的直线度测量方法。

这种方法通过将待测物体与一个基准测量器具进行比较，来确定物体表面的平整度。

常用的基准测量器具有直尺、游标卡尺和平面测量仪等。

这种测量方法简单易行，适用于一般工作场合。

但是，由于依赖于人眼的观察和比较，容易受到人为因素的影响，测量结果的准确性和重复性有一定的局限性。

第二种方法是光学比较法。

这种方法利用光学原理，通过测量物体表面的反射光线的变化，来获取直线度的测量结果。

常用的光学比较测量仪有显微镜、投影仪和拉尺等。

这种测量方法可以消除人为因素的影响，提高测量精度。

但是，该方法需要专门的测量设备和专业的人员操作，成本较高。

第三种方法是机械感应法。

这种方法通过测量物体表面的变形或变位来判断直线度的值。

常用的机械感应测量仪有电感传感器、位移传感器和压电传感器等。

这种测量方法适用于大范围的直线度测量和形状复杂的工件。

但是，由于测量设备的精度和传感器的灵敏度限制，测量结果存在一定的误差。

第四种方法是激光干涉法。

这种方法利用激光干涉的原理来测量物体表面的平整度。

该方法需要使用激光干涉仪和干涉图像分析系统。

通过将激光束照射到物体表面，通过干涉图像的变化来判断直线度的值。

这种测量方法具有非常高的精度和重复性，并且可以实时监测直线度的变化。

但是，由于设备的成本昂贵，使用范围有一定限制。

综上所述，直线度的测量方法多种多样，每种方法都有其适用范围和局限性。

在实际应用中，需要根据具体的测量要求和条件选择合适的方法。

同时，还需要注意测量设备的精度和稳定性，以及操作人员的技术水平，以确保测量结果的准确性和可靠性。

最后，随着科技的发展和技术的创新，直线度测量方法也将越来越多样化和精确化。