实验1 用立式光学计测量轴
实验1 用立式光学计测量轴
仲恺农业工程学院实验报告用立式光学计测量轴张旺海机械132 学号2013108242371.实验目的1、立式光学计的工作原理及使用方法。
2、熟悉轴的直径及其形状误差的测量方法。
3、学会基本的测量误差处理方法。
2.设备与器材立式光学计１台、被测轴和相同尺寸量块各１组。
3.实验原理与方案立式光学计主要用于作长度比较测量。
要先用量块将标尺和指针调到零位，被测尺寸对量块的偏差可从仪器标尺上读得。
并可对某轴的固定部位进行多次重复测量，计算测量误差。
立式光学计主要组成见外形图1-3。
由底座1、立柱2、支臂3、直角光管4和工作台11等几部分组成。
立式光学计的光学系统图1-4所示。
光线由进光反射镜6进入光学计管中，由通光棱镜7将光线转折90度，照亮了分划板4上的刻度尺9。
刻度尺上有±100格的刻线，此处刻线作为目标，位于物镜2的焦平面上。
由刻度尺9发出的光线经棱镜3后转折90度，透过物镜2成为平行光线，射向平面反射镜，平行光线被反射回来，重新透过物镜2，再经棱镜3汇聚于分划板4的另一半上，此处有一指示线8。
当测量杆5上下移动时，图1-3 立式光学计外形图推动平面反射镜１产生摆动，于是刻度尺9的像相对于指示线产生了移动，移动量可通过目镜10进行读数。
图1-4立式光学计光学系统图4.实验步骤、方法与注意事项根据被测零件表面的几何形状来选择测量头，使测量头与被测表面尽量满足点接触。
测量头有：球形、平面和刀口形三种。
测量平面或圆柱面零件时选用球形测头。
测量球面零件时选用平面形测头。
测量小圆柱面工件时选用刀口形测头。
4.1 按被测零件的基本尺寸组合量块和选择测量头。
4.2 仪器调零位：如图1-3，将组合好量块组的下测量面置于工作台11中央，并使测量头12对准上测量面中央。
粗调：松开支臂紧固螺钉8，转动调节螺母7，使支臂3缓慢下降，直至到测量头与量块上测量面轻微接触，并在视场中看到刻度尺象，将螺钉8锁紧。
细调：松开紧固螺钉10，转动调节轮9，直至在目镜中观察到刻度尺象与指示线接近为止，然后拧紧螺钉10。
互换性与技术测量第2章实验指导
实验2—1 用立式光学计测量轴径一.实验目的：1.了解立式光学计的结构及测量原理2.熟悉用立式光学计测量外径的方法3.掌握量块的正确使用方法4.掌握由测量结果判断工件合格性的方法二.仪器简介与工作原理：1、仪器简介立式光学计是一种精度较高而结构简单的常用光学量仪。
用量块组合成被测量的基本尺寸作为长度基准，按比较测量法来测量各种工件相对基本尺寸的偏差值，从而计算出实际尺寸仪器的基本度量指标如下：分度值：……………0.001mm示值范围：…………±0.1mm测量范围：…………0-180mm仪器不确定度：……0.001mm仪器的外观结构如图1所示图1 立式光学计外观图2．工作原理：直角光管是立式光学比较仪的主要部件，整个光学系统和测量部件装在直角光管内部。
测量原理是光学自准直原理和机械的正切放大原理组合而成。
其光路系统图如图2，正切放大原理图如图3所示。
图2 光路系统图图3 正切放大原理图分划板在物镜的焦平面上，由于这一特殊位置使刻度尺受光照后反射的光线经直角棱镜折转90°到物镜后形成平行光束。
当平面镜垂直于物镜主光轴时(通过调节仪器使测头距工作台为基本尺寸时正好平面镜垂直主光轴)。
这束平行光束经平面镜反射，反射光线按原路返回。
在分划板上成的刻度尺像与刻度尺左右对称，在目镜中读数为零。
当平面镜与主光轴的垂直方向成一个角度α时(测件与基本尺寸的偏差s使平面镜绕支点转动)，这束平行光束经平面镜反射，反射光束与入射光束成2α角，经物镜和平面镜在分划板上成的刻度尺像相对刻度尺上下移动t。
在原理图中可以看出：S=b×tgαt=f×tg2α∵α很小∴t gα≈αtg2α≈2α因此放大倍数K=t/s=2f/b又f=20mm b=5mm ∴K=400/5=80又∵目镜的放大倍数K′=12×80=960因此说明，当偏差S=1μm在目镜中可看到0.96mm的位移量(眼睛可以容易辨别大于0.75mm的距离)。
立式光学计实验
• 七、思考题 • 1、为什么要在被测工件的三个截面和两个方向上 进行测量？ • 2、为什么需要用验收极限来判断工件的合格性？ • 3、通过本实验，你在哪些方面有提高？ 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。 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。 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。 工件、量块、工作台和光学镜头避免用手指碰触，以 免生锈。
图3-8
内径百分表(定位护桥式）
1-测量头 2-可换测头 3-主体 4-表架 5-传动杆 6-弹簧 7-量表 8-杠杆 9-定位装置 10-螺母
图3-9 杠杆百分表
1-齿轮 2-扭簧 3-表针 4-扇形齿轮 5-杠杆测头 6-表夹头
三、计量器具的选择
• 综合考虑加工和检验的经济性 • 1、与工件的外形、位置、尺寸的大小及经济参数特性相 适应。 • 2、考虑工件的尺寸公差，保证测量精度要求，又符合经 济性要求。 • 例3-2 轴类工件,试确定验收极限和选择计量器具。 • 解：（1）确定安全裕度A • 工件公差 T=0.039mm, 公差等级为 IT8, A=1/10T,A=0.0039. • （2）确定验收极限 • 内缩（遵守包容原则） • 上验收极限=最大极限尺寸-A=49.9711mm. • 下验极限=最小极限尺寸+A=49.9399mm. • （3）选择计量器具 • 选用分度值为0.005mm的比较仪符合1挡要求。
测量最大长度180mm； 测量范围±0.1 mm 分划板分度值1μ m； 总放大倍数x 1000
三、测量原理 立式光学计（又称为立式光 学比较仪）是一种精度较高 且结构简单的常用光学仪器。 在仪器上以量块作长度基准， 用比较测量法测量工件的外 形尺寸。右图为仪器的外形 图。仪器由底座1、 立柱2 、 调节螺母3、支臂4、支臂锁 紧螺钉5、光学计管6、凸轮 微调手柄7、锁紧螺钉8、测 头提升杠杆9、测头10和工 作台11等部件组成。
1.2用立式光学计测量轴的外径[9页]
![1.2用立式光学计测量轴的外径[9页]](https://img.taocdn.com/s3/m/21a900e13b3567ec112d8aa4.png)
a)细调整后 b)微调整后 图1-53 立式光学计目镜视场
（4）微调节 转动刻度尺寸微调螺钉6，如图1-52b）所示，使 刻度尺的零线影像与μm指示线重合，如图1-53b）所示。然后压 下测头提升杠杆19数次，使零位稳定，误差不超过±1μm。
（5）放置被测量零件 将测头抬起，取下量块组，放上活塞销。 4. 测量活塞销 按实验规定的部位（在三个横截面上两个相互 垂直的径向位置上）进行测量，把测量结果填入表1-10。
五、实验数据与处理
六、实验结论 根据测量结果，按被测活塞销的尺寸公差，作出相应 结论。 七、思考题 1．用立式光学计测量轴颈属于什么测量方法？绝对 测量与相对测量个有何特点？ 2．什么是分度值、刻度间距？它们与放大比的关系 如何？ 3．仪器工作台与测杆轴线不垂直，对测量结果有何 影响?工作台与测杆轴线垂直度如何调节？ 4．仪器的测量范围和刻度尺的示值范围有何不同？
三、实验原理
立式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1-52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后成为一平行 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饶支点转动某一角度α，如图1-52a）所示。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l，如图152c）所示，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为测杆中心至平面反射镜支点间的距离，s为测 杆移动，则由图1-52a)可知：
1.2用立式光学计测量轴的外径
一、实验目的
1. 了解立式光学计的测量原理。 2. 熟悉立式光学计的结构和测量外径的方法。 3. 加深理解计量器具与测量方法的常用术语。
实验一 用立式光学计测量轴径实验报告
实验一用立式光学计测量轴径实验报告实验目的：熟悉用立式光学计测量轴径的方法，掌握该仪器的使用方法及注意事项。
实验器材：立式光学计、测微目镜、标准测量棒、轴径标准器。
实验原理：轴径是指轴向的长度尺寸，通常用外径和内径的平均值来表示。
用立式光学计测量轴径时，需要先通过标准测量棒校验仪器的误差，然后在测量之前要把待测轴放置在轴径标准器上，与标准测量棒校正后再进行测量。
立式光学计是一种高精度的测量仪器，通过检测物体表面反射的光线来测量其尺寸大小。
实验步骤：1.校验仪器误差将标准测量棒放在立式光学计的测量台上，并按下“调零”按钮将读数调零。
然后依次在标准测量棒的不同刻度处测量，并记录读数。
最后与标准测量棒上的刻度进行比较，得出仪器的误差值。
2.准备测量轴将待测轴放置在轴径标准器上，并用手轻轻压紧，确保轴与标准器紧密贴合。
将准备好的轴与标准测量棒贴合，并将立式光学计调整到适当位置。
按下“零位”按钮将读数调为零，然后将光学计向下移动，直到目视读数为所需测量轴的最大直径，并记录读数。
再将光学计向上移动，直到目视读数为所需测量轴的最小直径，并记录读数。
最后将两次测量的读数求平均值，即为该轴的轴径值。
注意事项：1.轴径标准器应放置在水平的台面上，避免仪器晃动和误差。
2.轴径标准器和标准测量棒应清洁干净，并避免碰撞和损坏。
3.在测量前应检查仪器的零位是否正确，并进行相关的校准工作。
4.在测量时应注意调整光学计的位置，确保目视读数准确无误。
实验结果：校验测量仪器误差，得出仪器误差为0.02mm。
测量待测轴径，得出最大直径为18.23mm，最小直径为18.20mm，平均轴径为18.215mm。
结论：经过实验验证，用立式光学计测量轴径的测量结果具有较高的精度和可靠性，能够满足工程和科研领域的测量要求。
在使用时需要注意仪器校准、操作规范和注意事项，以保证测量结果的准确性。
1-实验一 尺寸测量
实验一 尺寸测量一．实验目的1． 了解测量尺寸的常用仪器量具等的用途及使用方法；2． 学会用立式光学计测量轴径和用内径百分表或卧式测长仪测量轴套内径。
二．实验介绍尺寸的测量在技术测量中占有非常重要的地位。
一般分绝对测量和相对测量。
绝对测量如用外径千分尺、游标卡尺和测长仪等测量长度尺寸。
相对测量是指从测量器具的读数装置上得到的是被测量相对标准量的偏差值，如用比较仪、内径百分表测量尺寸。
本实验介绍用立式光学计测量外径、用内径百分表或测长仪测量内径的方法。
三．测量仪器及测量原理（一）立式光学计结构及原理立式光学计主要用途是利用量块和零件相比较的方法，来测量物体外形的微差尺寸，首先根据被测工件的基本尺寸L 组成量块组，然后用此量块组将立式光学计的标尺调到零位。
若从该仪器刻度尺上获得的被测长度对量块尺寸的偏差为L Δ，则被测工件的长度为L +L Δ。
是一种精度高、结构简单的光学量仪。
该仪器分度值为 0.001毫米，示值范围±0.1毫米，最大测量长度180毫米。
仪器外形及主要部分见图1-1。
仪器测量原理: 立式光学计是利用光学杠杆放大原理(光线反射现象产生放大作用)进行测量的仪器。
其光学系统如图1-2所示。
光线经反射镜1及三角棱镜照射到刻度尺8上，再经过直角棱镜2、物镜3，照射到反射镜4上。
从刻度尺8上发出的光线经物镜3后成为平行光束到达反射镜4。
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a ，如图1-3a ，则反射光线相对于入射光线偏转2a 角度，从而使刻度尺7产生位移t 如图1-3b ，它代表被测尺寸的变动量。
若物镜至刻度尺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：ab a f s t K tan 2tan == 当a 很小时，a a 22tan ≈,a a ≈tan ，因此 bf K 2= 光学计的目镜放大倍数为12，f =200mm, b =5mm, 则放大比K =80。
实验一 立式光学计测量塞规实验报告
实验一立式光学计测量塞规实验报告
仪器名称及规格：
仪器名称______________分度值______________
仪器刻尺范围______________仪器测量范围______________
块规尺寸______________
2-2
3-3
Ⅰ-Ⅰ
Ⅱ-Ⅱ
止规
Ⅰ-Ⅰ
Ⅱ-Ⅱ
测量结果：
思考题：
1、用立式光学计测量塞规属于什么测量方法？
2、工作台和测杆不垂直对测量有何影响？
3、仪器的测量范围和刻度尺的示值范围有何不同？
被测工件：
塞规的基本尺寸、精度______________
通规最大极限尺寸______________通规最小极限尺寸______________
止规最大极限尺寸______________止规最小极限尺寸______________
测得偏差（μm）
塞规实际尺寸（3-3
1-1
互换性实验报告
实验一在立式光学计上测量轴径
实际偏差(um) 实际尺寸(mm)
Ⅰ—ⅠⅡ—ⅡⅢ—ⅢⅠ—ⅠⅡ—ⅡⅢ—Ⅲ1—3
实验二用光切显微镜测量表面粗糙度1.微观不平度十点高度Ｒｚ的测量
实验三形状误差的测量1.直线度误差的测量
2.平面度误差的测量
3.圆度误差的测量
实验四位置误差的测量
1.平行度误差的测量(mm)
3.跳动的测量(mm)
实验五在工具显微镜上测量外螺纹各参数
实验一齿轮齿圈经向跳动的测量（表一）
实验一齿轮公法线长度及其变动的测量（表二）
实验一齿距偏差及齿距累计误差的测量（表三）
实验一在双啮仪上对齿轮的综合测量（表四）。
互换性实验指导手册
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，则仪器的放大比K 为：ααtan 2tan b f s t K ==当α很小时，tan2α ≈ 2α，tanα ≈ α，因此：图1.1 立式光学计的外形结构1-底座；2-调节螺母；3-支臂；4、8-紧固螺钉；5-立柱；6-直角光管；7-调节手轮；9-提升杠杆；10-测头；11-工作台b fK 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：960520021221212=⨯⨯===b f K n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。
互换性实验
实验一 名称：用立式光学计测量圆柱体长度一、实验目的1、了解立式光学计的测量原理和操作方法；2、掌握用立式光学计测量轴径的方法；3、学会基本的测量误差处理方法。
二、实验基本原理1、立式光学计是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，其光学系统图如图1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后成为一平行光束，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。
如图2所示，若被测尺寸变动使测杆5推动反射镜4饶支点转动某一角度α，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 ，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 为测杆移动的距离，则仪器的放大比K 为：ααbtg ftg s t K 2==当α很小时，αα22≈tg ，αα≈tg ，因此：b fK 2=光学计的目镜放大倍数为12，mm f 200=，mm b 5=，故仪器的总放大倍数n 为： 960520021221212=⨯⨯===b f K n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。
三、主要仪器设备1、实验仪器设备：上海泰明光学仪器有限公司生产的JDG-S1型立式光学计（见图3）。
2、实验台的主要参数及性能 测量范围：180mm示值范围（相对于中心零位）：不小于±0.1mm 最小示值：0.0001mm 测量力：2N ±0.2N示值误差（相对于中心零位）：±0.00025mm图1示值变动性：≦0.0001mm测量最大不准确度：±（0.5+10L）μm 式中L为被测件长度，以M数计图2 图3四、实验步骤及内容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。
《互换性与技术测量》课程实验指导书1解析
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。
公差实验报告
实验三导轨直线度误差测量（用合像水平仪）
实验六跳动误差测量（用千分表）
实验七影像法测螺纹参数（用工具显微镜）
实验八螺纹千分尺测螺纹中径（用螺纹千分尺）
测量数据及测量结果
测量部位
1 2
Ⅰ
Ⅱ
实验九用三针测量螺纹中径（用三针）
测量数据及测量结果
测得值M（mm）计算出d2实=M—3d0+0.866P
测量部分 1 2 3 1 2 3 Ⅰ-Ⅰ
Ⅱ-Ⅱ
思考题：用三针法测量螺纹中径时，有哪些测量误差？测出的中径是否是作用中径？
实验十齿厚偏差测量（用齿厚游标卡尺）
实验十一公法线长度测量（用公法线千分尺）。
精度实验指导书(14)(1)
《精 度 设 计 与 检 测》金玉萍主 编西南科技大学制造科学与工程学院2014年9月精度设计与检测实验指导书2 目录实验一用立式光学计测量塞规•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••3实验二用自准直仪测量直线度误差•••••••••••••••••••••••••••••••••••11实验三用光切显微镜测量表面粗糙度••••••••••••••••••••••••••••••••15实验四几何量综合测量••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••21制造科学与工程学院3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，熟悉其使用方法。
2. 熟悉量规公差标准及精度评定，掌握量块的正确使用和维护方法。
3. 熟悉轴的直径的测量方法。
4.初步掌握光滑工件尺寸的验收极限的确定。
5．掌握数据处理方法和合格性判断原则。
二、实验仪器和设备1. 投影立式光学计 一台2. 被测件（塞规） 一件3. 量块. 一块三、实验简介 1．仪器简介立式光学计（立式光学比较仪）是～种精度较高、结构简单的光学仪器，一般采用相对法以量块为长度基准测量外尺寸。
除了用于测量精密的轴类零件外，还可以检定5等和6等量块。
常见的立式光学计有两种：刻线尺式立式光学计和数显式立式光学计，下面分别介绍。
（l ）刻线尺式立式光学计仪器的基本技术性能指标如下： 分度值 0.001mm示值范围（自中央µ虚线算起） mm 1.0± 测量范围 0－180mm示值误差： 小于±0.06mm ±0.2µm大于±0.06mm ±0.3µm仪器外形及主要部分功能见图1.1.说明 （2）数显式立式光学计JDG －SI 数字式立式光学计的基本技术性能指标如下： 分度值 0.0001mm示值范围 （相对于中心零位）mm 1.0±≥测量范围 mm 180~0 示值误差 （相对于中心零位）m μ25.0±图1.1刻线尺式立式光学计 1-底座 2-支臂升降螺母3-支臂 4-支臂紧固螺钉 5-立柱 6-直角光管7-光管微动手轮8-光管紧固螺钉9-测头升降杠杆 10-测头 11-工作台精度设计与检测实验指导书4JDG －SI 数字式立式光学计的外形及主要部分见图1.2有图可知，它有底座1、升降螺母2、横臂紧固螺钉3、横臂4、电缆5、立柱6、微动螺钉7、光学计管8、微动紧固螺钉9、光学计管紧固螺钉10、提升器11、测帽12、可调工作台13、方工作台安置螺钉14、数显窗15、中心零位指示16、置零按钮17、电源插座18和电缆插座19等部分组成。
互换性与测量技术实验指导书(2013)三个实验
互换性与测量技术实验指导书主编：唐芬南湖南工业大学机械工程学院目录实验一：用立式光学比较仪测量轴的直径 (1)实验二：用内径指示表测内孔 (7)实验三：直线度误差测量 (10)实验一、用立式光学比较仪测量轴的直径线性尺寸可以用相对测量法(比较测量法)进行测量。
相对测量常用的量仪有机械、光学、电气和气动比较仪等几种，本实验用立式光学比较仪测量外尺寸，用比较仪测量时，先用量块(或标准器)调整量仪示值零位，测量工件所得的示值为被测尺寸相对于量块尺寸的偏差。
一、实验目的1．了解光学比较仪的结构并熟悉它们的示值零位调整方法和使用方法;2．熟悉量块的使用与维护方法。
图1-2 光学比较仪系统的光学二、用立式光学比较仪测量轴的直径1．量仪说明和测量原理立式光学比较仪也称立式光学计，是一种精度较高且结构不复杂的光学仪器，用于测量外尺寸。
图1-1为量仪外形图;量仪主要由底座12、立柱16、横臂14、直角形光管4和工作台10等几部分组成。
量仪的光学系统安装在光管内，光学系统如图1-2所示。
光管工作时的测量原理是光学杠杆放大原理。
光线经反射镜6、棱镜7投射到分划板4上的刻度尺9(它在分划板左半面)。
分划板位于物镜2的焦平面上。
当刻度尺9被照亮后，从刻度尺发出的光束经直角转向棱镜3，物镜2形成平行光束，投射到平面反射镜1上。
光束从反射镜1反射回来，在分划板4右半面形成刻度尺9的影象，从目镜5可以观察到该影象和一条固定指示线。
刻度尺上有一条零刻线。
它的两侧各有100条均布的刻线，这些刻线与零刻线构成200格刻度间距。
零刻线位于固定指示线上。
测量时，若反射镜1垂直于物镜2的主光轴，则分划板右半面胸刻度尺影象与其左半面的刻度尺的上下位置是对称的，即零刻线影象位于固定指示线上。
如果反射镜1与物镜2的主光轴不垂直，则分划板右半面的刻度尺影象就相对于其左半面的刻度尺上下移动。
参看图1-3所示的光学比较仪测量原理图(图中没有画出图1-2中的直角转向棱镜)，从图1-3．光学比较仪测量原理图物镜焦平面上的焦点C 发出的光线，经物镜后变成一束平行光投射到平面反射镜P 上。
实验一用立式光学比较仪测量轴径
实验一用立式光学比较仪测量轴径一、测量器具---立式光学比较仪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。
其工作原理如图1－1所示。
图1－1 立式光学比较仪工作原理图结构：立式光学比较仪结构如图1－2所示，主要由以下部组成：光学计管：测量读数的主要部件；①零位调节手轮：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；②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，若读数图1－2 立式光学比较仪结构图相同，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。
二、测量步骤1、选择测帽：测量时被测物体与测帽间的接触面必须最小，即近于点或线接触。
因此在测量平面时，须使用球面测帽，测量柱面时宜采用刀刃形或平面测帽，对球形物体则应采用平面测帽。
实验一用立式光学计测量塞规
实验⼀⽤⽴式光学计测量塞规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。
2．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。
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=bf2 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。
所以，测量平⾯或圆柱表⼯作时，先⽤球形测头。
实验一 用立式光学计测量塞规
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。
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仲恺农业工程学院实验报告
用立式光学计测量轴
张旺海机械132 学号201310824237
1.实验目的
1、立式光学计的工作原理及使用方法。
2、熟悉轴的直径及其形状误差的测量方法。
3、学会基本的测量误差处理方法。
2.设备与器材
立式光学计１台、被测轴和相同尺寸量块各１组。
3.实验原理与方案
立式光学计主要用于作长度比较测量。
要先用量块将标尺和指针调到零位，被测尺寸对量块的偏差可从仪器标尺上读得。
并可对某轴的固定部位进行多次重复测量，计算测量误差。
立式光学计主要组成见外形图1-3。
由底座1、立柱2、支臂3、直角光管4和工作台11等几部分组成。
立式光学计的光学系统图1-4所示。
光
线由进光反射镜6进入光学计管中，由通光
棱镜7将光线转折90度，照亮了分划板4
上的刻度尺9。
刻度尺上有±100格的刻线，
此处刻线作为目标，位于物镜2的焦平面上。
由刻度尺9发出的光线经棱镜3后转折90
度，透过物镜2成为平行光线，射向平面反
射镜，平行光线被反射回来，重新透过物镜
2，再经棱镜3汇聚于分划板4的另一半上，
此处有一指示线8。
当测量杆5上下移动时，
图1-3 立式光学计外形图
推动平面反射镜１产生摆动，于是刻度尺9的像相对于指示线产生了移动，移动量可通过目镜10进行读数。
图1-4立式光学计光学系统图
4.实验步骤、方法与注意事项
根据被测零件表面的几何形状来选择测量头，使测量头与被测表面尽量满足点接触。
测量头有：球形、平面和刀口形三种。
测量平面或圆柱面零件时选用球形测头。
测量球面零件时选用平面形测头。
测量小圆柱面工件时选用刀口形测头。
4.1 按被测零件的基本尺寸组合量块和选择测量头。
4.2 仪器调零位：如图1-3，将组合好量块组的下测量面置于工作台11中央，并使测量头12对准上测量面中央。
粗调：松开支臂紧固螺钉8，转动调节螺母7，使支臂3缓慢下降，直至到测量头与量块上测量面轻微接触，并在视场中看到刻度尺象，将螺钉8锁紧。
细调：松开紧固螺钉10，转动调节轮9，直至在目镜中观察到刻度尺象与指示线接近为止，然后拧紧螺钉10。
微调：转动刻度尺微调螺钉13见图1-4。
使刻度尺的零线影象与指示线重合后，用手指压下测头提升杠杆5不少于三次，使零位稳定，调零结束。
4.3 将测头抬起取下量块，放入被测量件，按实验规定的部位测量，并将测量的结果填入实验报告中。
6．测量与处理数据
8．2. 算术平均值的标准偏差（um）：
9．3. 测量结果（mm）：
10．思考题
1.立式光学计测量轴，属于什么测量方法？绝对测量与相对测量各有何特点？什么是分度值？刻度间距？。