用万能工具显微镜测量的原则及原理分析

万 能工 具 显 微 镜 （ 以下 简 称 万 工 显） 是机 械 制 造 行业常用 的一种大型和 复杂的光学测 量仪器 。
它 主 要 以影 相 法 和 轴 切法 为 瞄 准 方法 ，按 照 直 角 坐 标 或 极 坐 标 来 精 确地 测 量 零 件 的长度 、 度 。 角 影
这 种 仪 器 配 有 多种 附 件 ， 有 精 度 高 、 作 方 便 、 具 操 适用 性 广 等 特 点 。 尽 管 万 工 显 具 有 很 多优 点 ， 如 果 测 量 工 件 但 时 操 作 不 当 ， 会 引 入 一 系 列 系 统 误 差 ， 而 降 就 从 低 测量 的精 度 。 下 面 根 据 万 工 显 光 学 系 统 的特
测试测量技术与设备
电 子 工 业 专 用 设 苗
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用万 能工具 显微镜 测量 的原 则及 原 理分析
李 雪， 宋秀敏
（ 中国 电子 科 技 集 团公 司 第 四十 五 研 究所 ， 京 １ １０ ） 北 ０６ １
摘 要 ： 析 了利 用万 能工 具 显微镜 测量 工件 时为 了提 高测量 精度 采 用的原 则 。并做 了一 定 的 分 原 理性 分析 。 关键 词 ：万能工 具 显微镜 ； 焦 ； 调 可变 光 阑 中图分 类 号 ： Ｈ７ ２ Ｔ ４ 文献标 识 码 ： Ｂ 文章 编号 ：０ ４４ ０ （０ ２０ ．０ ８０ １０ ．５ ７２ １）２０ ４ ．３
聚 焦 面 上 ， 就 必 须 按 照 正 确 的调 焦 原 则 进 行 这
操作。
把 被测 工件放 在工 作台上用顶 针顶 紧后 ， 首 先 从 目镜 视 野 内仔 细 观 察 米 字 刻 线 是 否 清 晰 ， 如
果 不 够 清 晰 ， 调 节 目镜 筒 上 的 滚 花 圈 ， 视 度 应 使 和 测 量 者 视 力 相 适 应 ， 视 野 内得 到 清 晰 的 米 字 在
通 过透镜后 的夹 角也会 更大 ， 之亦 然 。从 图 １ 反
中 可 看 出 ， 测 同 一 圆 柱 直 径 时 ， 阑 的大 小 对 当 光 测 量 数 值 的大 小 影 响 很 大 。 当 光 阑大 时 ， 由光 阑 下 边 缘 Ｃ 点 射 出 的 光 线 Ｃ 与 显 微 镜 物 镜 轴 线 之 问 的 夹 角 就 大 ， 由于 它 在 圆柱 面 上 反 射 的 结
收 稿 日期 ：０ １１－０ ２ １ －２２
１ 调 焦 原 则
在 万 工 显 上 进 行 测 量 时 ， 为 了 保 证 测 量 的
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电 子 工 业 专 用 设 蚤
测 试 测 量技 术与 设 备
正 确 性 ， 须 要 求 物 像 和 米 字 线 分 划 线 的像 在 同 必
一
的 每 一 点 射 出 的 光 束 经 过 透 镜 后 各 自成 一 束 平 行 光 ， 些 平 行 光 束 间有 一 定 的 夹 角 ， 阑 大 时 ， 这 光 由 光 阑 边 缘 点 射 出 的 光 线 与 中心 点 射 出 的 光 线
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线 像 ， 后 移 动 显 微 镜 悬 臂 或 焦 距 微 调 环 ， 视 然 使 野 内物 像 轮 廓 清 晰 ， 移 动 纵 横 滑 板 使 米 字 线 和 并 被 测 工 件 影 像 轮 廓 边 缘 互 相 重 叠 。 了检 验 调 焦 为 位 置 的 正 确 性 ， 量 者 的 眼 睛 可 在 目镜 的 任 一 位 测
像法是直接 依靠显微镜将 影像放大来 瞄准读 数 ，
轴切法是为 了在轮廓对准 上克服因衍射现象 带来
的测 量误 差 ，利 用 所 配 附 件 测 量 刀 上 的 刻 线 代 替
性 ， 述 一 下 在 操 作 过 程 中如 何 提 高 测 量 精 度 及 论
其原理 。
被测 表面轮廓来完成瞄准 。万工显可 以测量 如扁 平、 圆柱 、 锥体、 螺纹等各种形状零件 的参数 ， 包括 刀具的轮廓角 、 样板和模 具的几何形状 、 凸轮的坐 标 尺 寸 、 弧 半 径 、 径 和 孔 间 距 等 都 可 以测 量 。 圆 孔