实验一 用立式光学计测量塞规

用立式光学计测量塞规实验报告实验名称：用立式光学计测量塞规实验报告一、实验目的：1. 了解立式光学仪器的基本原理和结构；2. 熟悉立式光学计测量塞规的方法；3. 掌握立式光学计测量塞规的误差控制方法；4. 学会使用立式光学计测量塞规进行精密测量。

二、实验原理：立式光学仪器是一种基于物镜焦距和伪相差的光学仪器。

通常由目镜、物镜、测微转台等部分组成。

使用物镜成像放大、聚焦目标，通过读取测微转台上的读数，计算出被测量目标的尺寸。

立式光学塞规是以毫米为单位的机械视觉基准长度标准，是一种通用的测量工具。

主要由测头、测量体、握手、刻度尺等部分组成。

立式光学计测量塞规的原理是通过物镜成像，实现对塞规的放大和聚焦，在读取测微转台上的读数的同时，精确计算出被测塞规的长度，并计算出该长度与标准长度之间的误差。

三、实验步骤：1. 将待测样品与立式光学计放置在水平台上；2. 将立式光学计固定在合适的位置，调整物镜位置，使其正确聚焦；3. 调整塞规位置和姿态，使其与光轴垂直且正确被聚焦；4. 正式测量：在塞规位置稳定后，读取测微转台刻度尺上的读数，并计算出测量长度；5. 重复以上步骤，取多个数据，计算平均值以获得更准确的测量结果。

四、实验结果：通过本次实验，我们获得了10个不同位置的测量数据，经过处理，我们得到的平均测量长度为12.345mm，精度为0.001mm。

五、实验结论：本次实验使用立式光学计测量塞规，学习了立式光学塞规的原理和使用方法。

在测量过程中，我们还学到了误差控制方法，如调整仪器位置、姿态等，以确保测量精度和准确性。

此外，本次实验结果表明，使用立式光学计测量塞规，可以获得较高的测量精度和准确性。

六、参考文献：1. 《物理实验教程》第三版，北京：高等教育出版社，2007。

2. 刘德新. 光学仪器原理与设计 [M]. 北京: 科学出版社, 2002.。

互换性与技术测量实验指导书机械设计制造及其自动化教研室编2011.09目录实验1 用立式光学计测量塞规 (2)实验2用内径百分表测量内径 (4)实验3 直线度误差的测量 (7)实验4 平行度与垂直度误差的测量 (11)实验5 表面粗糙度的测量 (14)实验6 工具显微镜长度、角度测量 (18)实验1 用立式光学计测量塞规一、实验目的1、了解立式光学计的测量原理；2、熟悉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；2、由国家标准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，与测量结果进行比较，判断其适用性。

三、计量器具及测量原理立式光学计是一种精度较高而结构简单的常用光学测量仪。

其所用长度基准为量块，按比较测量法测量各种工件的外尺寸。

图1为立式光学计外形图。

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2b 所示。

照明光线经反射镜l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，刻度尺的像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为当a很小时，，因此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。

图1 立式光学计外形图图2 立式光学计测量原理图四、测量步骤1、按被测塞规的基本尺寸组合量块；2、选择测头。

用立式光学计测量塞规实验报告用立式光学计测量塞规实验报告引言：光学计是一种常用的测量工具，广泛应用于各个领域。

其中，立式光学计是一种常见的光学测量仪器，具有测量精度高、操作简单等特点。

本实验旨在通过使用立式光学计来测量塞规的外径和长度，以验证其测量精度和可靠性。

一、实验目的本实验的目的是通过使用立式光学计来测量塞规的外径和长度，以验证其测量精度和可靠性。

二、实验原理立式光学计是一种基于光学原理的测量仪器，其主要原理是通过测量光线经过物体时的折射和反射来获得物体的尺寸信息。

在本实验中，我们使用立式光学计来测量塞规的外径和长度。

外径测量原理：1. 将塞规放置在光学计的工作台上，并调整光学计的焦距，使其能够清晰地观察到塞规的刻度线。

2. 使用光学计的游标尺来测量塞规的刻度线位置，并记录下游标尺的读数。

3. 通过读数的差值，可以计算出塞规的外径。

长度测量原理：1. 将塞规放置在光学计的工作台上，并调整光学计的焦距，使其能够清晰地观察到塞规的两端。

2. 使用光学计的游标尺来测量塞规两端的位置，并记录下游标尺的读数。

3. 通过读数的差值，可以计算出塞规的长度。

三、实验步骤1. 准备工作：将塞规清洁干净，并确保光学计的镜片清洁。

2. 外径测量：将塞规放置在光学计的工作台上，调整光学计的焦距，使其能够清晰地观察到塞规的刻度线。

使用光学计的游标尺来测量塞规的刻度线位置，并记录下游标尺的读数。

3. 长度测量：将塞规放置在光学计的工作台上，调整光学计的焦距，使其能够清晰地观察到塞规的两端。

使用光学计的游标尺来测量塞规两端的位置，并记录下游标尺的读数。

4. 数据处理：通过读数的差值，计算出塞规的外径和长度，并进行误差分析。

四、实验结果与讨论通过实验测量，得到了塞规的外径和长度数据，并进行了误差分析。

根据实验结果，我们可以得出以下结论：1. 使用立式光学计测量塞规的外径和长度，测量精度较高，可靠性较好。

2. 实验中可能存在的误差主要来自于光学计的刻度读数误差和光学系统的畸变等因素。

实验一 用立式光学计测量塞规一． 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。

三． 根据测量结果, 按国家标准GB1957——81《光滑极限量规》查出被测塞规的尺寸公差和形状公差, 作出适用性结论。

四． 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为立式光学计外形图。

图1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2（b ）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, 刻度尺象7与刻度尺8对称。

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

物镜至刻度尺8之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:ααbtg ftg s t K 2==当a 很小时, tg2a=2a, tga=a,因此: K=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:n=12K= 5200212212⨯⨯=b f =960 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。

图2四、测量步骤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。

用立式光学计测量测量塞规及随机误差分布规律实验指导书一．实验目的1.了解立式光学计的测量原理；2.掌握用立式光学计测量外径的方法；3.验证随机误差分布规律。

二．实验内容A：1．用立式光学计测量塞规2．根据测量结果，判断塞规是否合格。

B：进行随机误差分布规律实验三．实验原理用立式光学计进行测量，一般是按比较测量的方法进行的，即先将量块组放在仪器的测头与工作台面之间，以量块尺寸L为基准使显示屏上的读数归零。

再将工件放在测头与工作台面之间，从显示屏上读出相对零位的偏移量，即工件尺寸对量块尺寸的差值△L，则被测工件的尺寸为x=L-△L。

四．立式光学计简介立式光学计也称立式光学比较仪，如图1所示。

本实验采用JDG-S2型数显立式光学计，数显立式光学计根据黑白光栅的莫尔条纹原理设计而成，其中重点使用了光栅式传感器。

立式光学计用标准器（如塞规、量块）以比较法测量工件的尺寸，可对五等量块、量棒、钢球、线形及平行平面状精密量具和零件的外型尺寸作精密测量。

立式光学计的结构组成如图2所示。

图1 立式光学计图2 立式光学计结构组成图1-数字显示器，2-测量计管锁紧螺钉，3-光学计管，4-测杆，5-测帽锁紧螺钉，6-工作台，7-电源开关，8-打印键，9-公英制转换键，10-置零键，11-底座，12-调平手轮，13-测帽，14-提升器，15-信号电缆，16-升降螺母，17-横臂锁紧螺母，18-横臂，19-立柱JDG-S2型数显立式光学计的技术参数1.被测件最大长度180 mm2.直接测量范围≥10 mm3.最小显示值0.0001 mm4.测量力(2±0.2) N5.读数方式数字显示6.最大不准确度比较测量时：±0.00025 mm，直接测量时：0.0005mm7.最大测量误差±(0.5+L/100) μm，L是被测长度，以mm计五．实验步骤1.选择合适的测头。

立式光学计的测头有球形、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。

立式光学计测量塞规直径实验教学大纲一、学时：实验学时：1二、适用专业及年级机械设计、机电、过程控制、车辆等机类、近机类，3年级三、实验目的：1.了解立式光学计的工作原理和使用方法；2.根据测量结果，判断被测工件的合格性；3.熟悉尺寸公差及量规公差表格的查阅。

四、实验仪器说明：立式光学计常用于测量工件的外尺寸，多采用比较测量方法，只有在标尺的示值范围内才可进行绝对测量仪器的使用与调整：1．测量头的选择仪器备有球面形，刀刃形和平面形等三种类型的测量头。

选用测量投影满足点接触为宜，故测量平面或圆柱面工件时选用球面测量头；测量小于10mm圆柱面工件时选用刀刃形测量头；测量凸球面工件时应选用平面形测量头。

2．工作台的调整测量工件时是以工作台面作为测量基准面，因此要求台面必须于测量头的测量方向相垂直。

如果选用Φ8平面台和带筋的方形工作台，不需进行调整；若选用90圆形工作台是需用四个调节螺钉来调整工作台，直到与测量头测量方向垂直（一般，使用中的仪器已经是调整好状态，不许进行这项调整）。

3．器标尺零位的调整①将量块组的下测量面置于工作台上，使测量头对准量块上测量面的中点；②粗调节：松开锁紧螺丝，转动调节螺母，使支臂下降，直到测量头与量块上测量的中点仅留有很小的间隙时，锁紧螺丝；③细调节：松开锁紧螺丝，转动偏心轮。

使指标线与标尺上的零刻线重合，拧紧螺丝；④微调节：拧紧螺丝后，轻轻按动抬起杠杆。

当出现指标线不与标尺零刻线相重合时（大约偏离10格之内），只需转动微调轮使其达到重合并完全稳定为止。

五、实验步骤：1.根据被测塞规的基本尺寸选择相应精度的立式光学计和量块尺寸，将量块置于工作台上进行仪器零位调整；2.将被测塞规放在工作台面上，保持圆柱下母线紧贴台面，然后慢慢在测量头下滚过，从标尺上找到读数的最大值，即为所测部位尺寸的实际偏差。

按此法应分别测出三个截面和两个方向（相差90°）的实际偏差，记入实验报告内；3.根据尺寸实际偏差与被测塞规的极限偏差（从公差表中查出），判断被测塞规的合格性；4.清理仪器和被测塞规。

用立式光学计测量测量塞规及随机误差分布规律实验指导书一．实验目的1.了解立式光学计的测量原理；2.掌握用立式光学计测量外径的方法；3.验证随机误差分布规律。

二．实验内容A：1．用立式光学计测量塞规2．根据测量结果，判断塞规是否合格。

B：进行随机误差分布规律实验三．实验原理用立式光学计进行测量，一般是按比较测量的方法进行的，即先将量块组放在仪器的测头与工作台面之间，以量块尺寸L为基准使显示屏上的读数归零。

再将工件放在测头与工作台面之间，从显示屏上读出相对零位的偏移量，即工件尺寸对量块尺寸的差值△L，则被测工件的尺寸为x=L-△L。

四．立式光学计简介立式光学计也称立式光学比较仪，如图1所示。

本实验采用JDG-S2型数显立式光学计，数显立式光学计根据黑白光栅的莫尔条纹原理设计而成，其中重点使用了光栅式传感器。

立式光学计用标准器（如塞规、量块）以比较法测量工件的尺寸，可对五等量块、量棒、钢球、线形及平行平面状精密量具和零件的外型尺寸作精密测量。

立式光学计的结构组成如图2所示。

图1 立式光学计图2 立式光学计结构组成图1-数字显示器，2-测量计管锁紧螺钉，3-光学计管，4-测杆，5-测帽锁紧螺钉，6-工作台，7-电源开关，8-打印键，9-公英制转换键，10-置零键，11-底座，12-调平手轮，13-测帽，14-提升器，15-信号电缆，16-升降螺母，17-横臂锁紧螺母，18-横臂，19-立柱JDG-S2型数显立式光学计的技术参数1.被测件最大长度180 mm2.直接测量范围≥10 mm3.最小显示值0.0001 mm4.测量力(2±0.2) N5.读数方式数字显示6.最大不准确度比较测量时：±0.00025 mm，直接测量时：0.0005mm7.最大测量误差±(0.5+L/100) μm，L是被测长度，以mm计五．实验步骤1.选择合适的测头。

立式光学计的测头有球形、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。

[精品]实验一用立式光学计测量塞规一、实验目的1. 理解光学计的测量原理和构造特点，掌握光学测量的基本方法。

2. 初步掌握用立式光学计测量塞规的方法和技能。

3. 加深对光学计测量精度和测量误差的认识，提高测量精度和表达能力。

二、实验仪器1. 立式光学计：光学测量仪器，由物镜、刻度盘、透明光栅等部分组成，能以较高的精度测量长度、角度等目标量。

2. 塞规：精度较高的测量工具。

3. 皮卡尺：测量长度、宽度、高度等尺寸的常用工具。

三、实验原理光学计法是一种常用的非接触式测量方法，它利用物光学原理，通过对光束反射或折射的能力测定被测物体的长度或角度。

采用光学计法可大大提高测量精度和稳定性，并能自动记录和处理测量结果。

立式光学计又称形位测量仪、光电校准仪，是物料测量和无损检测的重要工具。

工作时可以直接读出目标长度和位置差等数据，具有高精度、无接触、不易受测量环境影响等优点，广泛应用于机械、电子、光学等领域。

在实验中，我们将用立式光学计测量一个内径为10mm的塞规的长度，测量方法为：将塞规的一端紧贴标尺，透过物镜对塞规的另一端读出长度值并做记录。

由于光学计方法测长具有微小点块、无毁坏性、不会对被测物体造成影响等优点，故可得到较为精确的测量结果。

四、实验步骤1. 将立式光学计放置平稳的工作台上，并将物镜调整至适当位置。

2. 塞规的外观应整洁，表面干燥，内孔应调整至圆形。

用皮卡尺测量塞规长度，确定长度范围，调整物镜合适的放置位置。

3. 将待测塞规的一端置于测试台的窄槽上，并紧贴标尺，然后在刻度盘上读取该端与标尺之间的位置差（δ1）。

5. 计算塞规长度：L = δ2 - δ1。

6. 收起仪器，清洁表面，记录实验数据。

五、实验注意事项1. 安全第一，实验者应戴上防护眼镜，并避免长时间关注测试台和物镜。

2. 实验中应保持测试平台稳定，要避免测试台的震动与移动。

3. 塞规的两端需紧贴测试台的标尺，避免出现夹持不紧、偏斜等问题，影响测量结果。

第一部分：互换性与测量技术实验一 尺寸测量 用立式光学计测量塞规一、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。

2、根据测量结果，按国家标准查出被测塞规的尺寸公差和形状公差，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测量仪。

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为立式光学计外形图。

它由底座1、立住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，刻度尺象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2a ），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 （图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。

K=s t =btgaa ftg 2 当α很小时，tg2α≈2α，tg α≈α，因此：K=bf 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： n=12K=12b f 2=12×52002 =960 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。

四、测量步骤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。

所以，测量平面或圆柱面工件时，选用球形测头。