直线度测量(straightness measurement)主要是测量圆柱体和圆锥体的素线直线度误差、机床和其他机器的导轨面以及工件直线导向面的直线度误差等。 直线度测量是长度计量技术的重要内容之一。常用的测量方法有直尺法、准直法、重力法和直线法等。
直尺法
常用直尺、平尺等以光隙法和指示表法(见量规)等进行测量。也可使用直线度测量仪。直线度测量仪是一种利用直尺、以指示表法测量直线度误差的长度测量工具。它以石英平尺的测量面作为已知平面与被测直线比较,通过电学式长度传感器、相应的电子部分和记录仪等把被测截面的轮廓形状记录下来,或打印出直线度误差。
光学准直法
利用光学准直望远系统测量直线度误差。准直望远系统由准直光管和望远镜组成。由光源发出的光经十字分划板1和物镜1后,以平行光射出,再经望远镜中的物镜2后会聚在位于其焦平面上的十字分划板2上,通过目镜读数。如将望远镜和准直光管置于被测表面(例如导轨)上,当移动准直光管时,若其射出的十字线影像与分划板2的十字线重合,则表示直线度好;如有偏离,则表示准直光管的光轴相对望远镜的光轴倾斜了一个角度□ 。将各个位置的偏离值经过数据处理后即可得到直线度误差。应用光学准直原理测量直线度误差的量仪称为准直望远镜。它的准直光管内还装有同心圆分划板。望远镜内还装有内调焦透镜组和用于读数系统的平行平板玻璃等。利用内调焦透镜组重新调焦可使同心圆分划板上的同心圆刻线成像在分划板 2上。这样,就可以测量两光轴的偏移□(也有利用靶镜代替准直光管测量的)。这种准直望远镜也可用于测量大型机器(如汽轮机)上的各支承孔的同轴度误差。
光学自准直法 用自准直仪测量。将被测全长分成若干段,测出各段的倾斜角。通过作图或计算求出直线度。
重力法
利用液体自动保持水平或重物自动保持铅直的重力现象测量直线度。常用的量仪是水平仪,也有利用液体的水平面作为测量面与被测面比较来测量直线度误差的。
直线法
利用钢丝和激光束等测量直线度。利用钢丝测量车床导轨的直线度误差时,移动溜板,可从安装在溜板上的读数显微镜中读出导轨各点偏离钢丝的数值。利用激光束测量直线度误差时,激光束相当于钢丝,四象限光电传感器和指示表相当于读数显微镜,沿被测导轨移动滑块,若四象限光电传感器中的 4个光电池所接收的光强信号相等,表示导轨直线度好;否则表示存在误差。误差大小可以直接从指示表中读出。利用激光束测量直线度误差的测量工具称为激光准直仪。
其他方法
此外,还可以利用平晶、激光干涉仪及其直线度测量附件测量直线度误差,测量精确度很高。后者的测量精确度可达0.4微米/1000毫米。
现在很多机床厂都用激光干涉仪来测直线度,平面度,垂直度等等。
B. 激光准直仪的测量原理是什么
激光准直仪的测量原理:
1、激光准直仪由半导体激光器及电源、小型单筒望远镜、孔径约1cm的圆光阑、四象限光电池、2个可正、负显示的小量程数字电压表、导轨和3个调节架组成 。
2、其中,半导体激光器用于产生红色激光,倒置望远镜用于对激光器发出的激光束进行扩束准直,圆光阑可起到控制光斑直径大小及获得近似的轴对称圆光束的双重作用,四象限光电池用于检测激光束中心相对其中心的位置。
3、激光准直仪检查导轨的平直度的原理:由可见红光的半导体激光器配上单筒望远镜及合适孔径的圆光阑,经调节可形成一束与导轨轴平行且有一定截面积大小的基准光束。
4、光路调节好后,当装有四象限光电池的调节架在导轨上由近及远(或相反)移动时,可由照在四象限光电池上光斑的上下、左右偏移而引起2个电压表读数正负和大小的变化来检验导轨是否有高低起伏或扭曲。
(2)光学准直仪使用方法扩展阅读:
激光准直仪中的激光束:
1、激光用于准直时,激光束作为参考轴线。因此准直精度与选作参考的激光束本身的特性密切相关,作为参考轴线的激光束必须有一定特性。
2、在激光束任意截面上其光强分布应有稳定的中心,并且这些中心的轨迹必须是一直线。激光束截面的强度分布应与有关的中心峰值成对称分布。当激光束截面的波前具有单一位相时,即具有高斯分布时,就能满足这个条件。
3、为了获得高的准直精度,希望中心峰值的光强以很快的速度向两边下降。激光束要有高度的稳定性。必须同时满足光束直径最小的变化和光束能量最大的集中这两个条件。因此,应根据最大准直距离和准直精度的要求选择合适的望远镜放大倍数。
C. 光学准直仪做什么的怎么用
光学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,用准直仪测量被测量要素的 直线度误差,利用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求出直线度误差值
D. 光学准直仪计算方法
摘要 亲,就是利用光学准直望远系统测量直线度误差。准直望远系统由准直光管和望远镜组成。由光源发出的光经十字分划板1和物镜1后,以平行光射出,再经望远镜中的物镜2后会聚在位于其焦平面上的十字分划板2上,通过目镜读数。如将望远镜和准直光管置于被测表面(例如导轨)上,当移动准直光管时,若其射出的十字线影像与分划板2的十字线重合,则表示直线度好;如有偏离,则表示准直光管的光轴相对望远镜的光轴倾斜了一个角度□ 。将各个位置的偏离值经过数据处理后即可得到直线度误差。应用光学准直原理测量直线度误差的量仪称为准直望远镜。它的准直光管内还装有同心圆分划板。望远镜内还装有内调焦透镜组和用于读数系统的平行平板玻璃等。利用内调焦透镜组重新调焦可使同心圆分划板上的同心圆刻线成像在分划板 2上。这样,就可以测量两光轴的偏移□(也有利用靶镜代替准直光管测量的)。这种准直望远镜也可用于测量大型机器(如汽轮机)上的各支承孔的同轴度误差。
E. 自准直仪的介绍
光电自准直仪是依据光学自准直成像原理,通过LED发光元件和线阵CCD成像技术设计而成。由内置的高速数据处理系统对CCD信号进行实时采集处理,同时完成两个维度的角度测量。
F. 光学准直仪的工作原理
光学准直仪是将入射的发散的光束变成平行的光束出射。
G. 光学垂准仪的使用方法
激光垂准仪是利用光学准直原理,将与视准轴重合的可见激光产生的铅垂线来对准基准点从而进行定位的仪器,常用作控制轴线向上投测的工具。在高层建筑、高塔、烟囱、电梯、大型机构设备的施工安装等场合有着广泛的应用。
1.安置、对中、整平
将三脚架安置在测站点上,仪器安装在三脚架的基座强制中心孔内,锁紧基座固定钮,使仪器稳固。
调节三脚架高度,使望远镜目镜大致与人眼等高。打开对点激光开关,调节对点调焦手轮,使激光聚焦在测站点上。调节三脚架,使圆水泡气泡居中。转动仪器照准部,使长水准器与任意两个脚螺旋的连线平行,以相反的方向等量旋动这两个脚螺旋,使气泡居中。将仪器照准部转动90?,旋动第三个脚螺旋,使气泡居中。用上述方法反复调整,直到仪器转动到任意位置,气泡最大偏离值不超过四分之一格值为止。
将仪器照准部转动 180?检查对中情况,若有偏离,松开中心螺旋,将整个仪器在架头上平移,直至激光斑与测站点精确对中。
转动照准部,确认仪器转动到任意位置,长水准器气泡居中,如有偏离,重复以上步骤。
确认对中,整平完成后,可将对点激光关闭以节省用电。
2.照准
在目标处放置网格激光靶。
转动望远镜目镜使分划板十字丝清晰,再转动调焦手轮使激光靶在分划板上成像清晰,并尽量消除视差,即当观测者轻微移动视线时,十字丝与目标之间不能有明显偏移。否则,应继续上述步骤直至无视差。
3.向上垂准
A.光学垂准
如果仪器已经校正好,当仪器整平后,视准轴同竖轴同轴误差≤5°,可以作为垂准线,一次观测可保证垂准精度。
但为提高垂准精度,应将仪器照准部旋转180?,通过望远镜获得第二个观测值,取其中数(中点)为测量值。
B.激光垂准
打开垂准激光开, 会有一束激光从望远物镜中射出,并聚焦在激光靶上,激光光斑中心处的读数既为观测值。同样建议用户通过旋转照准部,对径读数的方法提高垂准精度。
如需要通过望远镜目镜读数时,一定要在目镜外装上滤色片,减少激光对人眼的伤害。
为了正确合理地使用和保管仪器,保证垂准精度,延长仪器的使用寿命,请注意以下事项
1.仪器从包装箱内取出应小心,一手握提手,一手托住三角基座,不要用力拉激光外罩和望远镜筒部
2.观测时,用两手转动照准部下半部分的圆盘来转动仪器,不要用力推提手或激光外罩部分
3.使用时,应避免阳光直接照射在仪器上
4.仪器暴露在外面的光学镜片上有灰尘时,可用软毛刷轻轻刷去,有水气或油污时,可用檫镜纸或干净的绒布轻轻地檫净
5.冬天室内外温差大,仪器在拿到室外或室内时应间隔一段时间后再开箱
6.仪器不使用时,应放在仪器包装箱内,箱内放适量的干燥剂,箱子放在干燥,清洁,通风良好的房间内
H. 自准直仪的应用
常用于测量导轨的直线度、平板的平面度(这时称为平面度测量仪)等,也可借助于转向棱镜附件测量垂直度等。光电自准直仪多应用于航空航天、船舶、军工等要求精密度极高的行业,例如机械加工工业的质量保证(平直度、平面度、垂直度、平行度等)、计量检定行业中角度测试标准 、棱镜角度定位及监控、光学元件的测试及安装精度控制等等 。
I. 准直器的工作原理
自准直仪(准直器)是一种高精度测角用的精密光学仪器。它广泛用于测量导轨的直线性、精密平板的平面度、基面之间的垂直度和平行度、精密轴系的晃动误差等;同时还可以来测量各种棱镜的角度差和平镜的平行差以及测量检验各种棱镜、平镜与装配基准面之间的角度误差。该仪器主要用于小角度的精密测量,如多面棱体的检定。也可测量高精度导轨等精密零件的直线性、平行性、垂直性及相对位置。在精密测量和仪器检定中还可作非接触式定位,又可作自动测量。该仪器具有安装、使用方便等特点,是精密机械、仪器制造及有关科研、计量部门必不可少的检测仪器。
该仪器是一种应用光学自准直成象测微原理的高精度测角仪器,它利用光学自准直法,把角度量变成线值量,由微型线位移光栅传感器测出线值变化量,间接地把角度变化量测出来。它广泛用于小角度的精密测量。如:配合多面棱体用来检验各种分度圆(多点分度台、光学分度台、转台、测角仪等)的分度误差;测量导轨的直线度、精密平板的平面度、基面之间的垂直度和平行度、精密轴系的晃动误差等;同时还可以用来测量各种棱镜的角度差和平镜的平行差以及测量检验各种棱镜、平镜与装配基准面之间的角度误差。因此该仪器可以在机械制造业、精密仪器制造业、计量室、光学实验室、光学冷加工车间及光学仪器的装配、调整、检验等多方面广泛得到应用。
HC0.1秒型 数显精密测微自准直仪分单向(HC-0.1D)和双向(HC-0.1S)。
技术指标:
1、仪器的规格与参数:
1)测角范围:0~10′
2)最小分辨率:0.1″
3)示值误差(测量精度):
10′范围内≤1.5″
任意1′≤0.5″
视场:单向:亮视场暗十字丝;双向:亮、暗视场可切换;
4)准直物镜:焦距:258mm,入瞳直径:Φ40mm
5)显微物镜:焦距:27.45mm,放大倍率:4倍
6)测微目镜:视场:8mm×8mm,视度调节:±5屈光度
7)组合焦距:1031.324mm
8)最大测量距离:30m(视场≥2′)
9)视轴与镜管机械轴平行度:<20″
视轴与支架底面平行度:<1′
10)圆水泡规格:8′;置平精度:4′
11)照明灯电压:6v;功率:2~5w
12光栅数显表规格:单坐标20细分,配50线对/mm光栅线位移传感器
13)光栅数显表电压:220V
14)仪器外形尺寸:490mm×162mm×180mm
15)仪器重量:7.8Kg
2、楔形镜规格与参数
1)镜面通光孔径:Φ46mm,中心反射面直径:Φ25mm
2)楔形镜角值:10′±15″(指内外反射像的夹角)
楔角标定精度:<1″
3)楔形镜两面形误差:<1/10光圈(1/20波长)
4)全反射面对底面垂直度:<20″
全反射面对侧面垂直度:<1′(做可调镜时)
5)外形尺寸:106mm×74mm×125mm
3、双向数显自准直仪(型号:HC-0.1S型)配双向数显读数头;单向数显自准直仪(型号:HC-0.1D型)配单向数显读数头;
标准配置:
1、仪器主机
2、反射镜
3、光源变压器
4、数据显示器
5、随机文件
注意事项:
(1)仪器及被测量零件应放在较稳定的工作台上。工作环境应力求温度恒定,做测件与仪器中间不得有抖动的气流,如通风口、暖气片、电烙铁、台灯、人体温度等,应尽量避免其影响。
(2)观察表而镀反射膜的反射镜自准像应选择小功率灯泡,观察表面未镀反射膜的光学零件(如平行平板、棱镜等)的自准像则应选择功率大的灯泡,该仪器可使用6v5w以下的小灯泡。
(3)在可能的情况下每一个自准像多次瞄准所读取的读数取平均值计算可降低瞄准误差,提高仪器精度。一般取3~5次。
J. 自准直仪数字分划板上的读数范围为多少
因读数系统的不同分为如下几大类:光学自准直仪:直接或利用测微装置或可动分划板从分划板或读数鼓轮上读出 α角的分值和秒值。光学自准直仪的分度值有约1分到十数秒,精度最低。当以斜率(例如1/200)表示分度值时,通常称这种自准直仪为平面度测量仪。光电自准直仪:当以光电瞄准对线代替人工瞄准对线时,就称为光电自准直仪。也有几种不同的类型,光电瞄准(对线)原理与振子式光电显微镜的相似、光栅式或其它,精度较传统自准直仪有所提高。数字自准直仪:基于DSP、计算机及CCD或CMOS技术的新式自准直仪。也分为几种,最大差异的分类是按面阵和线阵,面线阵CCD只能测试一个方向的数据,可以测试两个方向线阵的自准直仪是将两个线阵组合或通过光学方式组合,精度相对差些,最主要的一般都有测试盲点,但是线阵式有时可以做得测试范围更大些。一般数字自准直仪具有动态响应和跟踪功能,也称为动态自准直仪,部分光电自准直仪也具有此功能。