量塊檢定上課講義

1、量塊檢定任務(wù)：量塊的檢定任務(wù)：量塊的檢定測(cè)量對(duì)象和被測(cè)量測(cè)量對(duì)象和被測(cè)量n問(wèn)題問(wèn)題1 1：量塊是什么？：量塊是什么？（歷史、形狀、特性、分類(lèi)）（歷史、形狀、特性、分類(lèi)）n問(wèn)題問(wèn)題2 2：測(cè)量塊的什么量？：測(cè)量塊的什么量？測(cè)量單位和標(biāo)準(zhǔn)量測(cè)量單位和標(biāo)準(zhǔn)量n長(zhǎng)度單位長(zhǎng)度單位- -米米n高等級(jí)量塊高等級(jí)量塊n光波波長(zhǎng)光波波長(zhǎng)測(cè)量方法（依規(guī)程）測(cè)量方法（依規(guī)程）n相對(duì)測(cè)量相對(duì)測(cè)量原理原理儀器：接觸式干涉儀、測(cè)長(zhǎng)機(jī)儀器：接觸式干涉儀、測(cè)長(zhǎng)機(jī)( (儀儀) ) 、光學(xué)計(jì)、光學(xué)計(jì)n絕對(duì)測(cè)量絕對(duì)測(cè)量原理原理激光量塊干涉儀激光量塊干涉儀n接觸形式、定位、環(huán)境條件接觸形式、定位、環(huán)境條件測(cè)量不確定度測(cè)量不確定度1

2、1等：等：=（0.02+0.2L0.02+0.2L） m m 2 2等：等：=（0.05+0.5L0.05+0.5L） m m 3 3等：等：=（0.10+ 1L0.10+ 1L） m m4 4等：等：=（0.20+ 2L0.20+ 2L） m m 5 5等：等：=（0.50+5L0.50+5L） m m一、量塊簡(jiǎn)介一、量塊簡(jiǎn)介 量塊量塊發(fā)明于發(fā)明于189189年年，是長(zhǎng)度計(jì)量中應(yīng)用最廣泛的一種，是長(zhǎng)度計(jì)量中應(yīng)用最廣泛的一種實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)，為，為單值量具單值量具，是以兩個(gè)相互平行的測(cè)量面之間，是以兩個(gè)相互平行的測(cè)量面之間的距離來(lái)確定其工作長(zhǎng)度的的距離來(lái)確定其工作長(zhǎng)度的一種高精度量具（又稱(chēng)端度

3、一種高精度量具（又稱(chēng)端度器，俗稱(chēng)塊規(guī)）器，俗稱(chēng)塊規(guī)） 。形狀：形狀：我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)形狀規(guī)定為我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)形狀規(guī)定為 長(zhǎng)方形正六面體。長(zhǎng)方形正六面體。 瑞典普爾亨瑞典普爾亨,19世紀(jì)世紀(jì)初初,木質(zhì)的帶有手柄的普木質(zhì)的帶有手柄的普爾亨爾亨”棒規(guī)棒規(guī)”和和”板狀板狀量規(guī)量規(guī)”的量具的量具, 沒(méi)幾年傳沒(méi)幾年傳遍了歐洲遍了歐洲,鐵鐵(鋼鋼)材料材料.1890年瑞典愛(ài)斯克次年瑞典愛(ài)斯克次納步槍廠的總機(jī)械師艾納步槍廠的總機(jī)械師艾爾斯特羅姆，精加工，爾斯特羅姆，精加工，平板形帶柄量規(guī)平板形帶柄量規(guī) 19 19世紀(jì)末天才的卡爾約翰世紀(jì)末天才的卡爾約翰遜，想用端面量規(guī)檢測(cè)任意遜，想用端面量規(guī)檢測(cè)任意尺寸，創(chuàng)制了階梯式端面量

4、尺寸，創(chuàng)制了階梯式端面量塊在德國(guó)學(xué)習(xí)精密加工，塊在德國(guó)學(xué)習(xí)精密加工，結(jié)合結(jié)合18751875年英國(guó)特恩達(dá)爾教年英國(guó)特恩達(dá)爾教授的授的“磨光鋼板的相互黏合磨光鋼板的相互黏合力大于大氣壓力力大于大氣壓力“的著名論的著名論文，得文，得”量塊研合理量塊研合理論論18961896年發(fā)明年發(fā)明8181塊組量塊塊組量塊材料：材料：一般用鉻錳鋼或線膨脹系數(shù)小、性質(zhì)穩(wěn)定、耐磨、一般用鉻錳鋼或線膨脹系數(shù)小、性質(zhì)穩(wěn)定、耐磨、 不易變形的其它材料制成。不易變形的其它材料制成?；咎匦裕夯咎匦裕?穩(wěn)定性、耐磨性、穩(wěn)定性、耐磨性、 粘合性（借此可組合量塊，組合數(shù)粘合性（借此可組合量塊，組合數(shù)44塊）塊）成套性（使單值量

5、塊具有多值性）。成套性（使單值量塊具有多值性）。作用：作用：尺寸傳遞尺寸傳遞的媒介，用以體現(xiàn)測(cè)量單位；的媒介，用以體現(xiàn)測(cè)量單位；調(diào)整儀器的調(diào)整儀器的 零位；檢定和校準(zhǔn)量具、量?jī)x；精密機(jī)床的調(diào)整等。零位；檢定和校準(zhǔn)量具、量?jī)x；精密機(jī)床的調(diào)整等。量塊的組合使用：最多不能超過(guò)量塊的組合使用：最多不能超過(guò)4 4塊塊 （1 1）如何組合：）如何組合：67.585mm ,16.36mm67.585mm ,16.36mm （2 2）組合后的長(zhǎng)度：應(yīng)為各量塊值之和）組合后的長(zhǎng)度：應(yīng)為各量塊值之和 （3 3）組合后的）組合后的測(cè)量不確定度測(cè)量不確定度u u： 其中：其中：uiui各組合量塊的不確定度各組合量塊的

6、不確定度 f 研和膜厚度發(fā)散而帶來(lái)的不確定度，一般研和膜厚度發(fā)散而帶來(lái)的不確定度，一般0.02um0.02um （4 4）組合后量塊使用時(shí)，）組合后量塊使用時(shí)，它的測(cè)量不確定度要符合相應(yīng)長(zhǎng)它的測(cè)量不確定度要符合相應(yīng)長(zhǎng)度、相應(yīng)等級(jí)量塊的測(cè)量不確定度要求度、相應(yīng)等級(jí)量塊的測(cè)量不確定度要求22222123(1)nfuuuuunNoImage123nLLLLL二、量塊的精度等級(jí)二、量塊的精度等級(jí)量塊精度分等又分級(jí)，按制造精度分級(jí)，按檢定精度分等。量塊精度分等又分級(jí)，按制造精度分級(jí)，按檢定精度分等。1.1.量塊分級(jí)量塊分級(jí) 分為分為K K、0 0、1 1、2 2、3 3共五級(jí)共五級(jí)。n主要依據(jù)：主要依據(jù)

7、：量塊長(zhǎng)度相對(duì)于標(biāo)稱(chēng)長(zhǎng)度的偏差量塊長(zhǎng)度相對(duì)于標(biāo)稱(chēng)長(zhǎng)度的偏差（即量塊的長(zhǎng)（即量塊的長(zhǎng)度偏差）劃分的，其他有長(zhǎng)度變動(dòng)量、表面粗糙度、平面度偏差）劃分的，其他有長(zhǎng)度變動(dòng)量、表面粗糙度、平面度、粘合性等。度、粘合性等。n使用：使用：按級(jí)使用，用其中心長(zhǎng)度的標(biāo)稱(chēng)長(zhǎng)度按級(jí)使用，用其中心長(zhǎng)度的標(biāo)稱(chēng)長(zhǎng)度。2.2.量塊分等量塊分等 分為分為1 1、2 2、3 3、4 4、5 5共五等。共五等。n主要依據(jù)：主要依據(jù)：量塊長(zhǎng)度的測(cè)量不確定度量塊長(zhǎng)度的測(cè)量不確定度劃分的，其他有長(zhǎng)度劃分的，其他有長(zhǎng)度變動(dòng)量、表面粗糙度、平面度、粘合性等。變動(dòng)量、表面粗糙度、平面度、粘合性等。n使用：按等使用量塊時(shí)，用其中心長(zhǎng)度的實(shí)測(cè)值

8、。使用：按等使用量塊時(shí)，用其中心長(zhǎng)度的實(shí)測(cè)值。3.3.量塊按等使用的精度比級(jí)的精度高得多。量塊按等使用的精度比級(jí)的精度高得多。量塊量塊等等與與級(jí)級(jí)的關(guān)系的關(guān)系（1 1）級(jí)別決定等別。對(duì)新量塊而言，一定等的量塊只能從一）級(jí)別決定等別。對(duì)新量塊而言，一定等的量塊只能從一定級(jí)的量塊中檢定出來(lái)定級(jí)的量塊中檢定出來(lái). .（2 2）量塊的使用中，一定）量塊的使用中，一定等等的量塊可以用相應(yīng)的量塊可以用相應(yīng)級(jí)級(jí)的的量塊來(lái)代替，但這種代替不經(jīng)濟(jì)。量塊來(lái)代替，但這種代替不經(jīng)濟(jì)。（3 3）量塊分等又分級(jí)目的：有利于以最經(jīng)濟(jì)的手段獲得高精）量塊分等又分級(jí)目的：有利于以最經(jīng)濟(jì)的手段獲得高精度的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)。度的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)。

9、三、量塊的檢定三、量塊的檢定（一）概述：（一）概述：1 1檢定的必要性：新制造的量塊須進(jìn)行檢定定級(jí)或檢定的必要性：新制造的量塊須進(jìn)行檢定定級(jí)或定等；使用中的量塊須定期校準(zhǔn)、檢定。定等；使用中的量塊須定期校準(zhǔn)、檢定。2 2檢定項(xiàng)目及設(shè)備：參閱最新量塊的檢定規(guī)程。檢定項(xiàng)目及設(shè)備：參閱最新量塊的檢定規(guī)程。 JJG146-2003JJG146-2003這里僅討論量塊長(zhǎng)度和長(zhǎng)度變動(dòng)量的測(cè)量。這里僅討論量塊長(zhǎng)度和長(zhǎng)度變動(dòng)量的測(cè)量。3 3量塊長(zhǎng)度：量塊一個(gè)測(cè)量面上的任意點(diǎn)到與其相對(duì)的另一量塊長(zhǎng)度：量塊一個(gè)測(cè)量面上的任意點(diǎn)到與其相對(duì)的另一個(gè)測(cè)量面之間的垂直距離。個(gè)測(cè)量面之間的垂直距離。4 4量塊長(zhǎng)度變動(dòng)量：量

10、塊任意點(diǎn)中最大長(zhǎng)度與最小長(zhǎng)度之差量塊長(zhǎng)度變動(dòng)量：量塊任意點(diǎn)中最大長(zhǎng)度與最小長(zhǎng)度之差的絕對(duì)值。的絕對(duì)值。（二）（二）量塊長(zhǎng)度的測(cè)量方法量塊長(zhǎng)度的測(cè)量方法 量塊長(zhǎng)度和量塊長(zhǎng)度變動(dòng)量的共同點(diǎn)在于均需測(cè)出量塊量塊長(zhǎng)度和量塊長(zhǎng)度變動(dòng)量的共同點(diǎn)在于均需測(cè)出量塊一個(gè)測(cè)量面上的任意點(diǎn)（含中心點(diǎn)）到與其相對(duì)的另一個(gè)測(cè)一個(gè)測(cè)量面上的任意點(diǎn)（含中心點(diǎn)）到與其相對(duì)的另一個(gè)測(cè)量面之間的垂直距離。通常，測(cè)量此垂直距離的方法有量面之間的垂直距離。通常，測(cè)量此垂直距離的方法有: : 1. 1.相對(duì)測(cè)量法；相對(duì)測(cè)量法； 2. 2. 絕對(duì)測(cè)量法絕對(duì)測(cè)量法: :光波干涉光波干涉1 1、相對(duì)測(cè)量法：、相對(duì)測(cè)量法：主要用于測(cè)量二等以下

11、的量塊主要用于測(cè)量二等以下的量塊 【基本原理】【基本原理】 相對(duì)測(cè)量法是將被測(cè)量塊與精度等級(jí)比它高一相對(duì)測(cè)量法是將被測(cè)量塊與精度等級(jí)比它高一等（等（ 或高一等以上）標(biāo)準(zhǔn)量塊放在相應(yīng)精度的儀器上進(jìn)行或高一等以上）標(biāo)準(zhǔn)量塊放在相應(yīng)精度的儀器上進(jìn)行比較，以求得被測(cè)量塊的長(zhǎng)度。比較，以求得被測(cè)量塊的長(zhǎng)度。 如：檢定如：檢定16.36mm16.36mm的四等量塊的四等量塊P P24 24 ，量塊組合使用，量塊組合使用 。投影立式光學(xué)計(jì)投影立式光學(xué)計(jì) n被測(cè)量塊在被測(cè)量塊在2020時(shí)對(duì)其標(biāo)稱(chēng)長(zhǎng)度的偏差為時(shí)對(duì)其標(biāo)稱(chēng)長(zhǎng)度的偏差為 L L L =L = L LDsDs LrLr- - L LC2 C2 式中：式

12、中： L LDsDs為標(biāo)準(zhǔn)量塊（或儀器所配備其它長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)器）在標(biāo)準(zhǔn)狀為標(biāo)準(zhǔn)量塊（或儀器所配備其它長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)器）在標(biāo)準(zhǔn)狀 態(tài)下，對(duì)其標(biāo)稱(chēng)長(zhǎng)度的偏差態(tài)下，對(duì)其標(biāo)稱(chēng)長(zhǎng)度的偏差 ; ; LrLr在測(cè)量狀態(tài)下，由比較儀測(cè)得被測(cè)量塊與標(biāo)準(zhǔn)量塊（或在測(cè)量狀態(tài)下，由比較儀測(cè)得被測(cè)量塊與標(biāo)準(zhǔn)量塊（或 儀器所配備其它長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)器）長(zhǎng)度的差值儀器所配備其它長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)器）長(zhǎng)度的差值; ; L LC2C2長(zhǎng)度測(cè)量時(shí)由于被測(cè)量塊和標(biāo)準(zhǔn)量塊（或儀器所配備其長(zhǎng)度測(cè)量時(shí)由于被測(cè)量塊和標(biāo)準(zhǔn)量塊（或儀器所配備其 它長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)器）溫度偏離標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)所應(yīng)引入的修正量。它長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)器）溫度偏離標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)所應(yīng)引入的修正量。 n被測(cè)量塊的長(zhǎng)度被測(cè)量塊的長(zhǎng)

13、度L L為為: L = L: L = L0 0 + + L L 【常見(jiàn)測(cè)量?jī)x器】【常見(jiàn)測(cè)量?jī)x器】實(shí)現(xiàn)這種測(cè)量的儀器有實(shí)現(xiàn)這種測(cè)量的儀器有 立式接觸式干涉儀；立式接觸式干涉儀； 0.20.2 m m投影光學(xué)計(jì)；投影光學(xué)計(jì)； 數(shù)字式立式光學(xué)計(jì)；數(shù)字式立式光學(xué)計(jì)； 測(cè)長(zhǎng)機(jī)；測(cè)長(zhǎng)機(jī)； 電容和電感測(cè)微儀。電容和電感測(cè)微儀。這些儀器的分辨率應(yīng)優(yōu)于相應(yīng)標(biāo)稱(chēng)長(zhǎng)度相這些儀器的分辨率應(yīng)優(yōu)于相應(yīng)標(biāo)稱(chēng)長(zhǎng)度相關(guān)等別量塊長(zhǎng)度測(cè)量不確定度極限允許值的關(guān)等別量塊長(zhǎng)度測(cè)量不確定度極限允許值的20%20%。量塊檢定儀器量塊檢定儀器投影立式光學(xué)計(jì)投影立式光學(xué)計(jì) 測(cè)長(zhǎng)機(jī)測(cè)長(zhǎng)機(jī)【立式接觸式干涉儀】【立式接觸式干涉儀】n測(cè)量原理：測(cè)量原

14、理： 是根據(jù)光波干涉原理，將微小尺寸的變化轉(zhuǎn)是根據(jù)光波干涉原理，將微小尺寸的變化轉(zhuǎn)換為干涉條紋的移動(dòng)，讀出干涉條紋的移動(dòng)數(shù)，換為干涉條紋的移動(dòng)，讀出干涉條紋的移動(dòng)數(shù)，從而達(dá)到測(cè)量微小尺寸變化的目的。從而達(dá)到測(cè)量微小尺寸變化的目的。n儀器光路儀器光路 ： 如圖如圖2-22-2，實(shí)質(zhì)即邁氏干涉儀，實(shí)質(zhì)即邁氏干涉儀+AAxm問(wèn)題：如何問(wèn)題：如何判斷移動(dòng)后的判斷移動(dòng)后的的位置？的位置？問(wèn)題：?jiǎn)栴}：x x與與m m的關(guān)系的關(guān)系問(wèn)題：原理問(wèn)題：原理如何儀器化？如何儀器化？如圖如圖2-2 2-2 立式接觸式干涉儀光學(xué)系統(tǒng)立式接觸式干涉儀光學(xué)系統(tǒng)問(wèn)題問(wèn)題:位移量位移量x能否直接讀出？能否直接讀出？n儀器的定度

15、：儀器的定度：調(diào)整并規(guī)定分劃板上刻度尺的刻度值。調(diào)整并規(guī)定分劃板上刻度尺的刻度值。原理：通過(guò)調(diào)節(jié)參考反射鏡相對(duì)測(cè)量鏡的夾角，改變?cè)恚和ㄟ^(guò)調(diào)節(jié)參考反射鏡相對(duì)測(cè)量鏡的夾角，改變干涉條紋的間距，從而獲得需要的儀器刻度值。干涉條紋的間距，從而獲得需要的儀器刻度值。光源：有確定波長(zhǎng)的單色光。光源：有確定波長(zhǎng)的單色光。方法：插入濾光片，首先調(diào)整條紋的寬度，使方法：插入濾光片，首先調(diào)整條紋的寬度，使 m m個(gè)條個(gè)條紋間隔剛好和刻度尺上紋間隔剛好和刻度尺上 n n個(gè)刻線間隔相重迭（如圖個(gè)刻線間隔相重迭（如圖2-2-3 3）。）。n n與與m m滿足下列等式滿足下列等式 n i = ( m) / 2 n i

16、= ( m) / 2 或或 n =n =（m / i m / i ）( / 2) ( / 2) 其中：其中：i i 儀器刻度值。儀器刻度值。 表表 : 儀器刻度值推薦表儀器刻度值推薦表 被檢量塊等別被檢量塊等別2、34、56刻度值刻度值 i / m0.050.10.2干涉條紋間隔數(shù)干涉條紋間隔數(shù) 816 32圖圖 干涉條紋間隔的寬度與刻度間隔的關(guān)系干涉條紋間隔的寬度與刻度間隔的關(guān)系n儀器的主要調(diào)整和測(cè)量?jī)x器的主要調(diào)整和測(cè)量調(diào)整：調(diào)整：干涉條紋寬度干涉條紋寬度( (定度）；定度）； 干涉條紋方向與標(biāo)尺刻線的平行；干涉條紋方向與標(biāo)尺刻線的平行； 干涉條紋移動(dòng)方向與測(cè)桿移動(dòng)方向一致。干涉條紋移動(dòng)方向

17、與測(cè)桿移動(dòng)方向一致。測(cè)量：光源為白光，零級(jí)黑紋為指標(biāo)線，對(duì)量塊中心點(diǎn)測(cè)量：光源為白光，零級(jí)黑紋為指標(biāo)線，對(duì)量塊中心點(diǎn)和四個(gè)角的長(zhǎng)度進(jìn)行測(cè)量。和四個(gè)角的長(zhǎng)度進(jìn)行測(cè)量。圖圖2-4 2-4 量塊尺寸測(cè)量過(guò)程量塊尺寸測(cè)量過(guò)程n數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理被測(cè)量塊對(duì)標(biāo)準(zhǔn)量塊中心長(zhǎng)度差L為 L =(0(02 20 0 2 2)/2-(0)/2-(01 10 0 1 1)/2 )/2 i i1010 則被測(cè)量塊中心長(zhǎng)度L按式下式進(jìn)行計(jì)算得到。 L = L0 0 + L 式中：L0 標(biāo)準(zhǔn)量塊在20時(shí)的中心長(zhǎng)度，可在檢定 書(shū)中查到; 任意一點(diǎn)的長(zhǎng)度差： L = =(ai(aiai ai )/2-(O)/2-(O1 10 0

18、 1 1)/2)/2 長(zhǎng)度變動(dòng)量： Lv= Lmax - LminLv= Lmax - Lmin【光學(xué)計(jì)】【光學(xué)計(jì)】n光學(xué)原理光學(xué)原理【測(cè)長(zhǎng)機(jī)】【測(cè)長(zhǎng)機(jī)】n概述概述(1)(1)測(cè)長(zhǎng)機(jī)是怎樣的測(cè)量?jī)x器？測(cè)長(zhǎng)機(jī)是怎樣的測(cè)量?jī)x器？n精密、大尺寸、一維測(cè)量；精密、大尺寸、一維測(cè)量；n用途：測(cè)大尺寸的量塊、量棒、精密工件的內(nèi)外尺寸；用途：測(cè)大尺寸的量塊、量棒、精密工件的內(nèi)外尺寸；(2)(2)測(cè)長(zhǎng)機(jī)上的兩種測(cè)量方法：測(cè)長(zhǎng)機(jī)上的兩種測(cè)量方法： n絕對(duì)測(cè)量：利用測(cè)長(zhǎng)機(jī)本身的讀數(shù)系統(tǒng)，直接測(cè)量，絕對(duì)測(cè)量：利用測(cè)長(zhǎng)機(jī)本身的讀數(shù)系統(tǒng)，直接測(cè)量， 測(cè)出被測(cè)量絕對(duì)值；測(cè)出被測(cè)量絕對(duì)值；n相對(duì)測(cè)量：用比被測(cè)件更高精度的標(biāo)

19、準(zhǔn)件作比較測(cè)量，相對(duì)測(cè)量：用比被測(cè)件更高精度的標(biāo)準(zhǔn)件作比較測(cè)量， 測(cè)出相對(duì)值。測(cè)出相對(duì)值。(3)(3)測(cè)長(zhǎng)機(jī)的規(guī)格：測(cè)長(zhǎng)機(jī)的規(guī)格：有有1 1、2 2、3 3、4 4、6m6m，甚至還有，甚至還有12m12m的。的。光學(xué)補(bǔ)償式測(cè)長(zhǎng)機(jī)光學(xué)補(bǔ)償式測(cè)長(zhǎng)機(jī)n基本結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)測(cè)量座測(cè)量座工作臺(tái)工作臺(tái)底座底座尾座尾座支架支架n測(cè)長(zhǎng)機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)測(cè)長(zhǎng)機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)（）光學(xué)系統(tǒng)示意圖；（）光學(xué)系統(tǒng)示意圖； （）光學(xué)系統(tǒng)組成；（）光學(xué)系統(tǒng)組成； （）（）光學(xué)讀數(shù)原理光學(xué)讀數(shù)原理（）刻度尺；（）刻度尺； （）斜置平板玻璃的作用；（）倍成像系統(tǒng)（）斜置平板玻璃的作用；（）倍成像系統(tǒng)儀器經(jīng)讀數(shù)顯微鏡3進(jìn)行讀

20、數(shù)，小于01mm的讀數(shù)由光學(xué)計(jì)管2完成。如圖2-36所示。n光學(xué)補(bǔ)償系統(tǒng)光學(xué)補(bǔ)償系統(tǒng)（）補(bǔ)償原因（）補(bǔ)償原因 該儀器的測(cè)量軸線與基準(zhǔn)軸線平行，不共線，違背了該儀器的測(cè)量軸線與基準(zhǔn)軸線平行，不共線，違背了阿貝原則阿貝原則，會(huì)產(chǎn)生很大的測(cè)量誤差。，會(huì)產(chǎn)生很大的測(cè)量誤差。（）補(bǔ)償方法：光學(xué)補(bǔ)償（）補(bǔ)償方法：光學(xué)補(bǔ)償光學(xué)補(bǔ)償原理光學(xué)補(bǔ)償原理愛(ài)帕斯坦愛(ài)帕斯坦(Epenstien)(Epenstien)原則原則在設(shè)計(jì)上采用對(duì)稱(chēng)的棱鏡和物鏡系統(tǒng)，使一次誤差基在設(shè)計(jì)上采用對(duì)稱(chēng)的棱鏡和物鏡系統(tǒng)，使一次誤差基本上得到了綜合的補(bǔ)償，從而保證了本儀器仍然具有較高本上得到了綜合的補(bǔ)償，從而保證了本儀器仍然具有較高的測(cè)量

21、精度。的測(cè)量精度。式中： H測(cè)量線與刻線尺表面間的距離； F準(zhǔn)直物鏡9和11的焦距； l尾架測(cè)頭頂端距S點(diǎn)的垂線的距離； 尾架偏轉(zhuǎn)角；lFtg1lHllsincos 如圖2-37所示，由于床身導(dǎo)軌直線度誤差等原因使尾架移動(dòng)時(shí)繞點(diǎn)偏轉(zhuǎn)了一個(gè)角，在測(cè)量線上使被測(cè)量線段減小了l: 同時(shí)分劃板上S的象位置由s移到s”，在刻線尺7上意味著讀數(shù)的減小l1：l和l1互相補(bǔ)償，因此測(cè)量誤差為:Lll1 HllFtgsincosLHFl()22Ll 22將上式展開(kāi)，略去三次方并化簡(jiǎn)后得：上次課內(nèi)容：上次課內(nèi)容：測(cè)量方法的正確選擇測(cè)量方法的正確選擇量塊長(zhǎng)度的相對(duì)測(cè)量量塊長(zhǎng)度的相對(duì)測(cè)量n問(wèn)題：?jiǎn)栴}：、選擇測(cè)量方法的

22、基本原則是什么？、選擇測(cè)量方法的基本原則是什么？、如何確定測(cè)量方法、計(jì)量器具的不確定度？、如何確定測(cè)量方法、計(jì)量器具的不確定度？、應(yīng)如何選擇測(cè)量基面？應(yīng)如何選擇測(cè)量基面？、選擇測(cè)量器具應(yīng)綜合考慮哪些因素？選擇測(cè)量器具應(yīng)綜合考慮哪些因素？、用相對(duì)法測(cè)量量塊長(zhǎng)度，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)量塊有何要求？用相對(duì)法測(cè)量量塊長(zhǎng)度，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)量塊有何要求？、絕對(duì)測(cè)量法、絕對(duì)測(cè)量法n絕對(duì)測(cè)量法是將被測(cè)量塊直接與標(biāo)準(zhǔn)光波波長(zhǎng)進(jìn)行比較絕對(duì)測(cè)量法是將被測(cè)量塊直接與標(biāo)準(zhǔn)光波波長(zhǎng)進(jìn)行比較, , 從而推算出量塊長(zhǎng)度的方法，習(xí)慣上稱(chēng)作絕對(duì)測(cè)量法。從而推算出量塊長(zhǎng)度的方法，習(xí)慣上稱(chēng)作絕對(duì)測(cè)量法。n這種方法主要用于一等量塊的測(cè)量。能夠?qū)崿F(xiàn)這種測(cè)量的

23、這種方法主要用于一等量塊的測(cè)量。能夠?qū)崿F(xiàn)這種測(cè)量的儀器統(tǒng)稱(chēng)為絕對(duì)光波干涉儀。儀器統(tǒng)稱(chēng)為絕對(duì)光波干涉儀。n根據(jù)不同的原理，絕對(duì)光波干涉儀可分以下幾種類(lèi)型：根據(jù)不同的原理，絕對(duì)光波干涉儀可分以下幾種類(lèi)型：計(jì)數(shù)法計(jì)數(shù)法小數(shù)重合法小數(shù)重合法管狀標(biāo)準(zhǔn)具光學(xué)倍乘法等管狀標(biāo)準(zhǔn)具光學(xué)倍乘法等【 JLG-1JLG-1型激光量塊干涉儀型激光量塊干涉儀】屬于計(jì)數(shù)法。n儀器的光學(xué)系統(tǒng)儀器的光學(xué)系統(tǒng)（見(jiàn)圖2-5）A、白光干涉系統(tǒng)B、激光干涉系統(tǒng)C、測(cè)定空氣折射率的輔助干涉系統(tǒng)D、投影系統(tǒng)E、自準(zhǔn)校正裝置 激光干涉測(cè)長(zhǎng)儀應(yīng)解決的幾個(gè)問(wèn)題激光干涉測(cè)長(zhǎng)儀應(yīng)解決的幾個(gè)問(wèn)題A A、動(dòng)鏡問(wèn)題、動(dòng)鏡問(wèn)題B B、判相和倍頻計(jì)數(shù)、判相和

24、倍頻計(jì)數(shù)C C、干涉條紋的移相、干涉條紋的移相D D、對(duì)激光器的要求、對(duì)激光器的要求E E、空氣折射率的修正、空氣折射率的修正F F、激光干涉測(cè)長(zhǎng)儀的數(shù)值有理化、激光干涉測(cè)長(zhǎng)儀的數(shù)值有理化問(wèn)：如何解決動(dòng)鏡問(wèn)題？問(wèn)：如何解決動(dòng)鏡問(wèn)題？常見(jiàn)反射器常見(jiàn)反射器1-平面反射鏡平面反射鏡2-直角棱鏡直角棱鏡3-角隅棱鏡角隅棱鏡4-三種三種“貓眼貓眼”系系統(tǒng)統(tǒng)5-固定反射鏡和直固定反射鏡和直角角棱鏡組合系統(tǒng)棱鏡組合系統(tǒng)6-特倫逆向反射系特倫逆向反射系統(tǒng)統(tǒng)n棱鏡移相棱鏡移相提供電子細(xì)分提供電子細(xì)分信號(hào)的光路信號(hào)的光路 a并聯(lián)式并聯(lián)式 b串連式串連式電阻鏈細(xì)分結(jié)構(gòu)電阻鏈細(xì)分結(jié)構(gòu)問(wèn)：系統(tǒng)如何實(shí)現(xiàn)干涉條紋問(wèn)：系統(tǒng)如

25、何實(shí)現(xiàn)干涉條紋的移相、判相和倍頻計(jì)數(shù)？的移相、判相和倍頻計(jì)數(shù)？將參考正弦信號(hào)移相將參考正弦信號(hào)移相2，然后進(jìn)行四倍頻辨向、計(jì)數(shù)。然后進(jìn)行四倍頻辨向、計(jì)數(shù)。單頻激光干涉儀判向技術(shù)系統(tǒng)單頻激光干涉儀判向技術(shù)系統(tǒng)空心立體棱鏡空心立體棱鏡42(38)42(38)與空心兩面直角棱鏡與空心兩面直角棱鏡43(39)43(39)之間的光路之間的光路 問(wèn)：采用該光路的目的是什么？問(wèn)：采用該光路的目的是什么？光學(xué)倍程，防止激光反饋光學(xué)倍程，防止激光反饋直接計(jì)算、折射率干涉儀、多波長(zhǎng)補(bǔ)償法直接計(jì)算、折射率干涉儀、多波長(zhǎng)補(bǔ)償法 n儀器技術(shù)指標(biāo)儀器技術(shù)指標(biāo)測(cè)量范圍：（0.51000）mm的1等量塊。測(cè)量誤差： （0.030.2L）m 式中：L被測(cè)量塊的長(zhǎng)度（m） 【 KostersKosters干涉儀干涉儀】 ：小數(shù)重合法 圖圖 Kosters干涉儀干涉儀 棱鏡5是色散棱鏡，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)棱鏡可使光源1的不同譜線被選用以實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換。 8，9， 10，12 構(gòu)成Michelson干涉儀，11 為被測(cè)