扩大立式光学计测量范围的一种方法及误差分析

　　立式光学计是一种准确度较高的光学机械式长度计量仪器,它结构简单,精度高且可靠,操作方便,在计量工作中被广泛使用。就结构形式而言,立式光学计分为目视式、投影式和莫尔条纹数学式,这里以JD3型(分度值为1μm,极限误差0·25μm)投影立式光学计为例,介绍一种扩大其测量范围的简单方法。

　　JD3型光学计,一般采用标准器(量块)以比较法测量工件的外尺寸,测量范围为0~180mm。而实际工作中,我们经常需要测量尺寸大于180mm的工件,按常规测量方法该仪器无能为力,故此,我们对它进行了改装,利用立式光学计和双零级平板组合使用^[1],扩大了其测量范围,保证了测量准确度,满足了工作需要。

　　1　主要备件

　　①600mm×400mm双零级平板一块。②自制可调式载物台一个,载物台由两块长260mm、宽165mm、厚15mm的铁板和3个调节螺丝以及拉簧组成。为保证其调整的可靠性,调整螺丝采用3根M10×25细螺纹连接。如图1中的“1”所示。③分度值为0·01mm/m的165mm合象水平仪一架。④三等量块。

　　2　改装方法

　　(1)调整

　　按照仪器使用要求,用8~10mm量块调平立式光学计工作台,使光学计工作台与测量杆垂直(小于3′)。

　　(2)平板调水平^[2]

　　用分度值为0·01mm/m的合象水平仪,把平板在相互垂直的两个方向上调至水平。这样就保证了平板工作面与光学计工作台面平行(由几何知识可知),也就保证了光学计测量轴线与平板工作面的垂直度。

　　(3)立式光学计工作台的调整^[3]

　　把立式光学计置于可调式载物台上,用分度值为0·01mm/m的合象水平仪,采用相同方法,通过调整载物台上的3个底脚调节螺丝,把立式光学计工作台在相互垂直的两个方向上调至水平。

　　(4)改装后的整套装置

　　把光学计管绕立柱旋转180°后,以平板为测量基准面进行测量即可。这样,就可以轻易地把立式光学计的测量范围提高到0~500mm,甚至更大,与用千分尺测量相比准确度大大提高(500mm千分尺的最大允许误差为10μm),改装后整套装置如图1所示。

　　(5)测量过程

　　把名义尺寸(L量块)与被测件标称尺寸(L)相同的量块置于双零级平板上,在立式光学计上对零(=0)后;取下量块,再把被测件置于双零级平板上,在立式光学计上读数得;设三等量块的修正值为,那么被测件的实际尺寸:

　　L=L_量块+(-)+

　　式中　为立式光学计上的零位;为立式光学计上的读数,为量块修正值。

　　3　改装后整套装置计量误差的不确定度分析