实验1 用立式光学计测量轴

仲恺农业工程学院实验报告用立式光学计测量轴张旺海机械132 学号2013108242371.实验目的1、立式光学计的工作原理及使用方法。

2、熟悉轴的直径及其形状误差的测量方法。

3、学会基本的测量误差处理方法。

2.设备与器材立式光学计１台、被测轴和相同尺寸量块各１组。

3.实验原理与方案立式光学计主要用于作长度比较测量。

要先用量块将标尺和指针调到零位，被测尺寸对量块的偏差可从仪器标尺上读得。

并可对某轴的固定部位进行多次重复测量，计算测量误差。

立式光学计主要组成见外形图1-3。

由底座1、立柱2、支臂3、直角光管4和工作台11等几部分组成。

立式光学计的光学系统图1-4所示。

光线由进光反射镜6进入光学计管中，由通光棱镜7将光线转折90度，照亮了分划板4上的刻度尺9。

刻度尺上有±100格的刻线，此处刻线作为目标，位于物镜2的焦平面上。

由刻度尺9发出的光线经棱镜3后转折90度，透过物镜2成为平行光线，射向平面反射镜，平行光线被反射回来，重新透过物镜2，再经棱镜3汇聚于分划板4的另一半上，此处有一指示线8。

当测量杆5上下移动时，图1-3 立式光学计外形图推动平面反射镜１产生摆动，于是刻度尺9的像相对于指示线产生了移动，移动量可通过目镜10进行读数。

图1-4立式光学计光学系统图4.实验步骤、方法与注意事项根据被测零件表面的几何形状来选择测量头，使测量头与被测表面尽量满足点接触。

测量头有：球形、平面和刀口形三种。

测量平面或圆柱面零件时选用球形测头。

测量球面零件时选用平面形测头。

测量小圆柱面工件时选用刀口形测头。

4.1 按被测零件的基本尺寸组合量块和选择测量头。

4.2 仪器调零位：如图1-3，将组合好量块组的下测量面置于工作台11中央，并使测量头12对准上测量面中央。

粗调：松开支臂紧固螺钉8，转动调节螺母7，使支臂3缓慢下降，直至到测量头与量块上测量面轻微接触，并在视场中看到刻度尺象，将螺钉8锁紧。

细调：松开紧固螺钉10，转动调节轮9，直至在目镜中观察到刻度尺象与指示线接近为止，然后拧紧螺钉10。

实验2—1 用立式光学计测量轴径一.实验目的：1.了解立式光学计的结构及测量原理2.熟悉用立式光学计测量外径的方法3.掌握量块的正确使用方法4.掌握由测量结果判断工件合格性的方法二.仪器简介与工作原理：1、仪器简介立式光学计是一种精度较高而结构简单的常用光学量仪。

用量块组合成被测量的基本尺寸作为长度基准，按比较测量法来测量各种工件相对基本尺寸的偏差值，从而计算出实际尺寸仪器的基本度量指标如下：分度值：……………0.001mm示值范围：…………±0.1mm测量范围：…………0-180mm仪器不确定度：……0.001mm仪器的外观结构如图1所示图1 立式光学计外观图2．工作原理：直角光管是立式光学比较仪的主要部件，整个光学系统和测量部件装在直角光管内部。

测量原理是光学自准直原理和机械的正切放大原理组合而成。

其光路系统图如图2，正切放大原理图如图3所示。

图2 光路系统图图3 正切放大原理图分划板在物镜的焦平面上，由于这一特殊位置使刻度尺受光照后反射的光线经直角棱镜折转90°到物镜后形成平行光束。

当平面镜垂直于物镜主光轴时(通过调节仪器使测头距工作台为基本尺寸时正好平面镜垂直主光轴)。

这束平行光束经平面镜反射，反射光线按原路返回。

在分划板上成的刻度尺像与刻度尺左右对称，在目镜中读数为零。

当平面镜与主光轴的垂直方向成一个角度α时(测件与基本尺寸的偏差s使平面镜绕支点转动)，这束平行光束经平面镜反射，反射光束与入射光束成2α角，经物镜和平面镜在分划板上成的刻度尺像相对刻度尺上下移动t。

在原理图中可以看出：S=b×tgαt=f×tg2α∵α很小∴t gα≈αtg2α≈2α因此放大倍数K=t/s=2f/b又f=20mm b=5mm ∴K=400/5=80又∵目镜的放大倍数K′=12×80=960因此说明，当偏差S=1μm在目镜中可看到0.96mm的位移量(眼睛可以容易辨别大于0.75mm的距离)。

实验一用立式光学计测量轴径实验报告实验目的：熟悉用立式光学计测量轴径的方法，掌握该仪器的使用方法及注意事项。

实验器材：立式光学计、测微目镜、标准测量棒、轴径标准器。

实验原理：轴径是指轴向的长度尺寸，通常用外径和内径的平均值来表示。

用立式光学计测量轴径时，需要先通过标准测量棒校验仪器的误差，然后在测量之前要把待测轴放置在轴径标准器上，与标准测量棒校正后再进行测量。

立式光学计是一种高精度的测量仪器，通过检测物体表面反射的光线来测量其尺寸大小。

实验步骤：1.校验仪器误差将标准测量棒放在立式光学计的测量台上，并按下“调零”按钮将读数调零。

然后依次在标准测量棒的不同刻度处测量，并记录读数。

最后与标准测量棒上的刻度进行比较，得出仪器的误差值。

2.准备测量轴将待测轴放置在轴径标准器上，并用手轻轻压紧，确保轴与标准器紧密贴合。

将准备好的轴与标准测量棒贴合，并将立式光学计调整到适当位置。

按下“零位”按钮将读数调为零，然后将光学计向下移动，直到目视读数为所需测量轴的最大直径，并记录读数。

再将光学计向上移动，直到目视读数为所需测量轴的最小直径，并记录读数。

最后将两次测量的读数求平均值，即为该轴的轴径值。

注意事项：1.轴径标准器应放置在水平的台面上，避免仪器晃动和误差。

2.轴径标准器和标准测量棒应清洁干净，并避免碰撞和损坏。

3.在测量前应检查仪器的零位是否正确，并进行相关的校准工作。

4.在测量时应注意调整光学计的位置，确保目视读数准确无误。

实验结果：校验测量仪器误差，得出仪器误差为0.02mm。

测量待测轴径，得出最大直径为18.23mm，最小直径为18.20mm，平均轴径为18.215mm。

结论：经过实验验证，用立式光学计测量轴径的测量结果具有较高的精度和可靠性，能够满足工程和科研领域的测量要求。

在使用时需要注意仪器校准、操作规范和注意事项，以保证测量结果的准确性。

实验一 尺寸测量一．实验目的1． 了解测量尺寸的常用仪器量具等的用途及使用方法；2． 学会用立式光学计测量轴径和用内径百分表或卧式测长仪测量轴套内径。

二．实验介绍尺寸的测量在技术测量中占有非常重要的地位。

一般分绝对测量和相对测量。

绝对测量如用外径千分尺、游标卡尺和测长仪等测量长度尺寸。

相对测量是指从测量器具的读数装置上得到的是被测量相对标准量的偏差值，如用比较仪、内径百分表测量尺寸。

本实验介绍用立式光学计测量外径、用内径百分表或测长仪测量内径的方法。

三．测量仪器及测量原理（一）立式光学计结构及原理立式光学计主要用途是利用量块和零件相比较的方法，来测量物体外形的微差尺寸，首先根据被测工件的基本尺寸L 组成量块组，然后用此量块组将立式光学计的标尺调到零位。

若从该仪器刻度尺上获得的被测长度对量块尺寸的偏差为L Δ，则被测工件的长度为L +L Δ。

是一种精度高、结构简单的光学量仪。

该仪器分度值为 0.001毫米，示值范围±0.1毫米，最大测量长度180毫米。

仪器外形及主要部分见图1-1。

仪器测量原理: 立式光学计是利用光学杠杆放大原理(光线反射现象产生放大作用)进行测量的仪器。

其光学系统如图1-2所示。

光线经反射镜1及三角棱镜照射到刻度尺8上，再经过直角棱镜2、物镜3，照射到反射镜4上。

从刻度尺8上发出的光线经物镜3后成为平行光束到达反射镜4。

若被测尺寸变动使测杆5推动反射镜4绕支点转动某一角度a ，如图1-3a ，则反射光线相对于入射光线偏转2a 角度，从而使刻度尺7产生位移t 如图1-3b ，它代表被测尺寸的变动量。

若物镜至刻度尺8间的距离为物镜焦距f ，设b 为测杆中心至反射镜支点间的距离，s 为测杆5移动的距离，则仪器的放大比K 为：ab a f s t K tan 2tan == 当a 很小时，a a 22tan ≈,a a ≈tan ，因此 bf K 2= 光学计的目镜放大倍数为12，f =200mm, b =5mm, 则放大比K =80。

实验一在立式光学计上测量轴径
实际偏差(um) 实际尺寸(mm)
Ⅰ—ⅠⅡ—ⅡⅢ—ⅢⅠ—ⅠⅡ—ⅡⅢ—Ⅲ1—3
实验二用光切显微镜测量表面粗糙度1.微观不平度十点高度Ｒｚ的测量
实验三形状误差的测量1.直线度误差的测量
2.平面度误差的测量
3.圆度误差的测量
实验四位置误差的测量
1.平行度误差的测量(mm)
3.跳动的测量(mm)
实验五在工具显微镜上测量外螺纹各参数
实验一齿轮齿圈经向跳动的测量（表一）
实验一齿轮公法线长度及其变动的测量（表二）
实验一齿距偏差及齿距累计误差的测量（表三）
实验一在双啮仪上对齿轮的综合测量（表四）。

实验一 用立式光学计测量塞规外径一、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；3. 加深理解计量器具与测量方法的常用术语。

二、实验内容1. 用立式光学计测量塞规外径；2. 根据测量结果，按国家标准GB/T 1957—1981《光滑极限量规》查出被测塞规的尺寸公差和形状公差，并作出适用性结论。

三、测量原理及计量器具说明立式光学计是一种精度较高而结构简单的常用光学量仪。

用量块作为长度基准，按比较测量法来测量各种工件的外尺寸。

图1.1为立式光学计的外形图。

它由底座1、立柱5、支臂3、直角光管6和工作台11等几部分组成。

光学计是利用光学杠杆放大原理进行测量的仪器，其光学系统如图1.2b 所示。

照明光线经反射镜1照射到刻度尺8上，再经直角棱镜2、物镜3，照射到反射镜4上。

由于刻度尺8位于物镜3的焦平面上，故从刻度尺8上发出的光线经物镜3后成为平行光束，若反射镜4与物镜3之间相互平行，则反射光线折回到焦平面，刻度尺像7与刻度尺8对称。

若被测尺寸变动使测杆5推动反射镜4绕支点转动某一角度α（图1.2a ），则反射光线相对于入射光线偏转2α角度，从而使刻度尺像7产生位移t （图1.2c ），它代表被测尺寸的变动量。

物镜至刻度尺8间的距离为物镜焦距f ，设b 为测杆中心至反射镜支点间的距离，s 为测杆5移动的距离，则仪器的放大比K 为：ααtan 2tan b f s t K ==当α很小时，tan2α ≈ 2α，tanα ≈ α，因此：图1.1 立式光学计的外形结构1-底座；2-调节螺母；3-支臂；4、8-紧固螺钉；5-立柱；6-直角光管；7-调节手轮；9-提升杠杆；10-测头；11-工作台b fK 2=光学计的目镜放大倍数为12，f ＝200mm ，b ＝5mm ，故仪器的总放大倍数n 为：960520021221212=⨯⨯===b f K n由此说明，当测杆移动0.001mm 时，在目镜中可见到0.96mm 的位移量。

实验一 名称：用立式光学计测量圆柱体长度一、实验目的1、了解立式光学计的测量原理和操作方法；2、掌握用立式光学计测量轴径的方法；3、学会基本的测量误差处理方法。

二、实验基本原理1、立式光学计是利用光学杠杆的放大原理，将微小的位移量转换为光学影象的移动，其光学系统图如图1所示。

照明光线经反射镜1照射到刻度尺8上，再经直角棱镜2、物镜3，照射到反射镜4上。

由于刻度尺8位于物镜3的焦平面上，故从刻度尺8上发出的光线经物镜3后成为一平行光束，若反射镜4与物镜3之间相互平行，则反射光线折回到焦平面，刻度尺象7与刻度尺8对称。

如图2所示，若被测尺寸变动使测杆5推动反射镜4饶支点转动某一角度α，则反射光线相对于入射光线偏转2α角度，从而使刻度尺象7产生位移t ，它代表被测尺寸的变动量。

物镜至刻度尺8间的距离为物镜焦距f ，设b 为测杆中心至反射镜支点间的距离，s 为测杆移动的距离，则仪器的放大比K 为：ααbtg ftg s t K 2==当α很小时，αα22≈tg ，αα≈tg ，因此：b fK 2=光学计的目镜放大倍数为12，mm f 200=，mm b 5=，故仪器的总放大倍数n 为： 960520021221212=⨯⨯===b f K n由此说明，当测杆移动0.001mm 时，在目镜中可 见到0.96mm 的位移量。

三、主要仪器设备1、实验仪器设备：上海泰明光学仪器有限公司生产的JDG-S1型立式光学计（见图3）。

2、实验台的主要参数及性能 测量范围：180mm示值范围（相对于中心零位）：不小于±0.1mm 最小示值：0.0001mm 测量力：2N ±0.2N示值误差（相对于中心零位）：±0.00025mm图1示值变动性：≦0.0001mm测量最大不准确度：±（0.5+10L）μm 式中L为被测件长度，以M数计图2 图3四、实验步骤及内容1、测头的选择：测头有球形、平面形和刀口形三种，根据被测零件表面的几何形状来选择，使测头与被测表面尽量满足点接触。