立式光学计

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.。

投影立式光学计测量原理《投影立式光学计测量原理》1. 引言你有没有想过，在机械制造等领域，那些非常精密的尺寸是怎么测量出来的呢？就像造汽车、飞机的零件，尺寸要求精确到头发丝的几分之一，这可咋整呢？今天呀，咱们就来一起搞懂投影立式光学计的测量原理，让你从基本概念到实际应用，全方位地了解它。

这篇文章呢，会先讲讲它的基本概念和理论来源，然后说说它到底是怎么工作的，接着会谈到它在日常生活和高端工业里的应用，还会聊聊大家对它可能存在的误解，最后再补充点相关的有趣知识，来个总结和展望。

2. 核心原理2.1基本概念与理论背景投影立式光学计呢，它是基于光学的放大原理来工作的。

这个原理其实来源于光学里很基础的东西，就是光线传播的规律。

从光学发展历程来看，早期人们对光线的直线传播等特性有了认识，随着光学仪器制造技术的发展，就慢慢产生了这种利用光学进行精密测量的仪器。

简单来说，它的核心概念就是利用光学系统把被测物体的微小尺寸变化转化成可以被人眼或者仪器更容易识别的放大后的像的变化。

2.2运行机制与过程分析它工作的时候啊，首先是有一个光学系统。

这就好比是一个超级放大镜。

被测物体放在测量台上，光线会照射到这个物体上。

然后呢，经过一系列的光学镜片的折射和反射（这就像是弹珠在一个精心设计的轨道里跑来跑去，每个镜片就是轨道的一部分，改变着光线的方向），这个物体的像就被投射到一个屏幕上。

当被测物体的尺寸发生哪怕一丁点儿的变化时，比如说物体变长了或者变短了一丢丢，那投射到屏幕上的像的尺寸也会按照光学系统设定好的放大比例发生变化。

比如说放大比例是100倍，如果物体实际尺寸变化了0.01毫米，那在屏幕上像的尺寸就会变化1毫米，这样人眼或者测量仪器就能很容易地检测到这个变化了。

3. 理论与实际应用3.1日常生活中的实际应用在我们的日常生活中，可能不太容易直接看到投影立式光学计，但其实它的原理在一些地方是有应用的。

比如说，一些高级的珠宝加工，在对珠宝的微小部件进行尺寸测量的时候，就可以用到类似的原理。

立式光学计因其结构简单、测量准确可靠而广泛应用于计量部门和企事业单位。

立式光学计的结构有投影式和反光式两种,立式光学计的标称范围仅为(-0·1~+0·1) mm,因此它主要用于比较测量圆柱形、球形、线形等物体的直径或板形物体的厚度,还可以把光管取下装在机床上,利用量块作标准控制精密加工尺寸之用。

立式光学计是高精度光学仪器,要求使用环境无灰尘、无振动、无腐蚀性气体等,室温一般要求(20±3)℃,湿度不大于75%RH,仪器要放置在平稳的工作台上。

立式光学计使用前不调整或调整不当,将不能获得其应有的高精度,其调整与使用的方法步骤:1 方法步骤(1)根据被测件选择比较用的标准根据被测件的尺寸和精度等级选择相应尺寸和精度等级的标准做比较用,一般选择量块作标准。

(2)工作台的调整测量前,首先要使立式光学计的工作台面与测量轴线垂直,以减少测量误差。

调整垂直的方法如下:首先,把8mm的平面测头安装在测量轴上,选择一块与被测件长度相近的4等量块,用120号汽油清洁量块、工作台及测头的工作面,把量块放在工作台的中央,调整横臂和手轮使测头与量块中心接触后紧固横臂,然后松开光管紧固螺钉,用微调手轮调整光管作适当升降,使从视场内看到分划线后,旋转目镜调焦,使更清楚地看到分划线,旋转微调手轮使指示虚线在分划线上的0位或0位附近,而后将光管的紧固螺钉紧固,再旋转零位调节手轮使指示虚线对准分划线上的0位或0位附近某一刻线。

然后拨动拨叉几次,看零位是否变化,若有变化,应将横臂和光管上的紧固螺钉再紧固,直至拨动拨叉后零位无变化。

其次,调整工作台上的四只调整螺钉,使工作台前后左右移动,同时观察示值的变化,找出每只螺钉调整时的最小示值(即转折点)。

最后,移动量块,用量块的同一位置在相互垂直的四个方向上分别与测头平面的四分之一接触,记下四个方向上的读数,如果四个方向上的读数差大于0·2μm,就微调工作台上的四只调整螺钉消除差值,直到四个方向上的读数差不大于0·2μm为止。

立式光学计总结概述立式光学计是一种常用的光学测量仪器，主要用于测量物体的长度、宽度和厚度等尺寸参数。

它利用光的干涉原理进行测量，具有快速、准确、非接触等优点，被广泛应用于制造业、材料科学、物理实验等领域。

本文将对立式光学计的工作原理、使用方法以及优缺点进行总结，以帮助读者更好地了解和应用立式光学计。

工作原理立式光学计的工作原理基于光的干涉现象。

当光线通过被测物体时，根据物体表面的几何形状和光线的相位差，形成干涉条纹。

通过分析这些干涉条纹的形状和数量，可以计算出被测物体的尺寸参数。

立式光学计通常由光源、物镜、目镜、干涉滤波器、干涉杆和观察装置等部分组成。

光源发出的光经过物镜和干涉滤波器，形成一束平行的光线照射到被测物体上。

反射光经过物镜和目镜后，通过观察装置可以看到一系列干涉条纹。

通过调节干涉杆的位置，可以改变干涉条纹的样貌，从而获得被测物体的尺寸参数。

使用方法使用立式光学计进行测量需要以下几个步骤：1.准备被测物体：将待测物体放置在光学计的测量台上，并确保其表面光洁无划痕。

2.对准光路：打开光学计的电源，调节物镜和目镜，使光线能够正常传输并形成清晰的干涉条纹。

3.调节干涉杆：通过转动干涉杆，观察干涉条纹的变化，并选择符合要求的干涉条纹。

4.测量尺寸：根据选定的干涉条纹，使用刻度盘或数字显示器测量被测物体的尺寸。

5.记录结果：将测量结果记录下来，并进行必要的数据处理和分析。

优点立式光学计相对于其他测量方法具有以下优点：1.非接触性测量：立式光学计的测量过程无需接触被测物体，避免了对物体造成的损伤，适用于对物体表面要求高的测量。

2.快速高效：立式光学计可以快速获取被测物体的尺寸参数，大大提高了测量效率。

3.高精度测量：由于立式光学计利用光的干涉原理进行测量，具有较高的精度，可以满足对精度要求较高的测量任务。

4.适用于不同材料：立式光学计适用于多种材料的测量，包括金属、塑料、玻璃等。

缺点虽然立式光学计具有多个优点，但仍存在一些缺点需要注意：1.受环境影响：光学计对环境的要求较高，如光照条件、温度变化等可能会对测量结果产生一定影响，因此需要注意环境因素的控制。

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。

立式光学计主要利用量块与零件相比较的方法，来测量物体外形的微差尺寸，是测量精密零件的常用测量器具。

主要技术参数：型号：LG－1总放大倍数：约1000倍分度值：0.001mm示值范围：±0.1mm测量范围：最大长度180mm仪器的最大不确定度：±0.00025mm示值稳定性：0.0001mm测量的最大不确定度：±（0.5＋L/100）μm工作原理：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。

其工作原理如左图所示。

立式光学比较仪工作原理图立式光学比较仪结构图结构：立式光学比较仪结构如右图所示，主要由以下部分组成：①光学计管：测量读数的主要部件；②零位调节手轮：可对零位进行微调整；③测帽：根据被测件形状，选择不同的测帽套在测杆上。

选择原则为：与被测件的接触面积要最小；③工作台：对不同形状的被测件，应选用不同的工作台，选择原则与上基本相同；使用方法：①粗调：仪器放在平稳的工作台上，将光学计管安在横臂的适当位置；②测帽选择：测量时被件与测帽间的接触面必须最小，即近于点或线接触。

③工作台校正：工作台校正的目的是使工作面与测帽平面保持平行。

一般是将与被测件尺寸相同的量块放在测帽的边缘的不同位置，若读数相同，则说明其平行。

否则可调整工作台旁边的四个调节旋扭。

④归零：把已选用的量块放在一个清洁的平台上，转动粗调节环使横臂下降至测头刚好接触量块时，将横臂固定在立柱上。

再松开横臂前端的锁紧装置，调整光管与横臂的相对位置，当从光管的目镜中看到零刻线与指示虚线基本重合后，固定光管。

调整光管微调旋扭，使零刻线与指示虚线完全对齐。

拨动提升器几次，若零位稳定，则仪器可进行工作。

仪器保养：使用精密仪器应注意保持清洁，不用时宜用罩子套上防尘。

①使用完毕后必须在工作台、测量头以及其他金属表面，用航空汽油清洗、拭干，再涂上无酸凡士林。

②光学计管内部构造比较复杂精密，不宜随意拆卸，出现故障应送专业部门修理。

一、实验目的1. 熟悉立式光学计的结构和测量原理。

2. 掌握立式光学计的使用方法和操作步骤。

3. 学会利用立式光学计进行精密长度测量。

4. 了解测量结果的处理和分析方法。

二、实验仪器与材料1. 立式光学计一台2. 标准量块若干3. 待测工件4. 记录纸、笔三、实验原理立式光学计是一种利用光学原理进行精密测量的仪器。

其工作原理如下：1. 照明光源发出的光线经过透镜聚焦，形成一束平行光。

2. 平行光束照射到被测工件上，反射的光线经过光学系统，成像于刻度尺上。

3. 通过测量刻度尺上成像的位置，即可得到被测工件的尺寸。

四、实验步骤1. 将立式光学计放置在平稳的工作台上，调整光源和透镜，使其形成一束平行光。

2. 将标准量块放置在光学计的工作台上，调整测杆，使刻度尺上的成像与标准量块的尺寸对齐。

3. 记录刻度尺上成像的位置，即为标准量块的尺寸。

4. 将待测工件放置在光学计的工作台上，重复步骤2和3，得到待测工件的尺寸。

5. 对比标准量块和待测工件的尺寸，计算误差，并分析误差产生的原因。

五、实验结果与分析1. 标准量块尺寸：10.000mm2. 待测工件尺寸：9.990mm3. 误差：0.010mm分析：实验过程中，可能存在以下误差来源：1. 光学系统误差：透镜、刻度尺等光学元件的制造误差。

2. 环境误差：温度、湿度等环境因素对光学系统的影响。

3. 操作误差：操作人员对仪器的操作熟练程度和稳定性。

六、实验结论通过本次实验，我们掌握了立式光学计的使用方法和操作步骤，学会了利用立式光学计进行精密长度测量。

实验结果表明，立式光学计具有较高的测量精度，可以满足精密测量要求。

七、实验心得1. 立式光学计是一种操作简便、精度较高的测量仪器，广泛应用于精密长度测量领域。

2. 在使用立式光学计进行测量时，应注意以下几点：a. 确保光学系统稳定，避免温度、湿度等环境因素对测量结果的影响。

b. 操作人员应熟悉仪器操作，确保测量过程的准确性。

立式光学计量块引起的误差立式光学计量块引起的误差是很多人在使用时都会遇到甚至产生不同的见解。

下面分几点来探讨这种误差的原因和解决方法。

一、立式光学计量块材料的选择与加工立式光学计量块是由光学材料制成的，不同的材料具有不同的热膨胀系数。

因此，在选购材料时要考虑到光学材料的系数，在制造、维修过程中，能够减小膨胀系数的影响，大大减少误差产生的可能性。

二、立式光学计量块的存放方式不妨把立式光学计量块放在标准室内温度下，以确保它们的温度稳定。

立式光学计量块需要在恒温环境下保持准确度，因此，可以使用空调和加湿器等设备来控制环境温湿度，以控制误差发生的风险。

三、操作员的经验和技能当操作者不了解正确的使用方法以及如何保管、维护或检验光学计量块时，将很难控制误差。

因此，应该提高操作员的技能和常规检查光学计量块的能力。

四、立式光学计量块的校准和标定定期校验立式光学计量块以与精确的标准进行比较，以确定它们的准确性。

这些块应定期进行标定，以便在未来使用时确保精度和准确性。

五、处理立式光学计量块应格外注意立式光学计量块的处理方式。

不要随便将光学计量块放置在不稳定的表面或不易倾斜的支撑物上。

尽可能避免在实验中使用过多的力量或施加不恰当的挤压或摩擦力。

结论综上所述，立式光学计量块的误差产生是多方面的，需要通过各种措施，包括正确的材料选择、存储方式、操作员经验等来减少误差的可能性。

当我们能够正确地使用立式光学计量块时，我们可以获得更准确的实验数据，保证科学实验的更加稳定和可靠。

立式光学计立式光学计又称光学比较仪，利用光学杠杆的放大原理，将微小的位移量转换为光学影像的移动，是一种高精度光学机械式仪器。

主要有数字式立式光学计和投影式立式光学计两类。

工作原理：主要利用量块与零件相比较的方法，来测量物体外形的微差尺寸，是测量精密零件的常用测量器具。

立式光学计的主要技术参数包括：测量范围、测量力、示值变动性、示值范围、最大不确定度等。

数字式立式光学计简介：工作原理：由光源发出的光经聚光镜照亮位于准直物镜焦面上的光栅，经胶合立方棱镜被反射，并经过准直物镜以平行光出射，投射至平面反射镜上。

由平面反射镜反射的光束又重新进入物镜、立方棱镜，由立方棱镜分光面透射，将光栅刻线成像在位于物镜焦面的光栅上，形成光闸莫尔条纹。

当测杆有微小位移时，光栅刻线的像将沿另一光栅表面移动，莫尔条纹光强产生周期性变化，光电元件接受该光强变化，经过光电转换、前置放大、细分、辨相、可逆计数和数字显示等单元，最后在显示窗口上显示测量值。

1.数字立式光学计——JDG—S1右图为数字立式光学计JDG—S1是一种精密光学机械端度计量仪器，利用标准；量块与被测件比较的方法来测量零件的外形尺寸。

仪器采用数字化技术，读数直观，附加读数放大镜，视场亮度匀称、像质清晰、测量精度高和数据稳定可靠，对小尺寸精密零件的检测尤为方便。

仪器广泛应用于计量测试院所、企业计量室、工量具与精密零件制造企业，也是各大专院校典型教学仪器之一。

用途：1.用标准仪器（如量块）与试件以比较法来测量零件的外形尺寸。

2.检定量块、量规、线形、板形物体的厚度，外螺纹中径。

3.圆柱形和球形工件的直径，及平行平面等精密器具和零件外形尺寸等4.对薄膜（如铝箔、包装膜、纸张等）厚度测量5.在控制过程及在线测量中，对被测件作微小位移测量主要参数：测件最大长度（测量范围）：180mm直接测量范围：±0.1mm最小显示值：0.1µm读数方式：数字显示测量压力：2±0.2(N)示值变动性：0.1µm最大不准确度：±0.25µm最大测量误差：±（0.5+L/100）µm，L－被测长度mm仪器质量：体积340х160х410mm³，重量20kg标准配件：可调带筋园台，可调园平台，带筋固定方台，平面测帽φ2，平面测帽φ8，小球面测帽，刃形测帽2.数字立式光学计——JDG—S2（上海立光精密仪器有限公司）用途及特点：本仪器是一般是用标准器（如量块）以比较法测量工件的尺寸，是最新设计制造的立式光学计，直接测量可以达到10毫米，并有公英制的转换显示，更加方便了10毫米以下的工件测量。