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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 图1.1 立式光学计的外形结构 仪器的放大比K 为： 1-底座；2-调节螺母；3-支臂；4 、8-紧固螺钉； t f tan 2 K   5-立柱；6-直角光管；7-调节手轮；9-提升杠杆； s b tan  10-测头；11-工作台 当α 很小时，tan2α ≈ 2α ，tanα ≈ α ，因此： 1 2f K  b 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： 2f 2 200 n  12K  12  12  960 b 5 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1.2 立式光学计的光学原理图 1、4-反射镜；2-棱镜；3-物镜；5-侧杆；6-微调螺钉；7-刻度尺像；8-刻度尺 四、实验步骤 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； 测量球面工件时，选用平面形测头；测量小于10mm 的圆柱面工件时，选用刀口形测头。 2. 按被测塞规外径的基本尺寸组合量块。 3. 调整仪器零位 ① 参看图1.1，选好量块组后，将下测量面置于工作台11 的中央，并使测头10 对准上 测量面中央； ② 粗调节：松开支臂紧固螺钉4 ，转动调节螺母2，使支臂3 缓慢下降，直到测头与量 块上测量面轻微接触，并能在视场中看到刻度尺像时，将螺钉4 锁紧； ③ 细调节：松开紧固螺钉8，转动调节凸轮7，直至在目镜中观察到刻度尺像与μ 指示 线接近为止(图1.3a)，然后拧紧螺钉8； ④ 微调节：转动刻度尺寸微调螺钉6( 图1.2b)，使刻度尺的