导轨直线度误差测量.doc

实验二导轨直线度误差测量一、实验目得1、了解合像水平仪或自准直仪得结构并熟悉使用它测量直线度方法;2、掌握给定平面内直线度误差值得评定方法;3、掌握按两端点连线与最小条件作图求解直线度误差值得方法。二、实验内容:1、了解实验使用得仪器得原理及使用方法;2、测量给定导轨得直线度;3、数据处理。三、实验步骤及要求:1、直线度误差得评定直线度误差就是指实际被测直线对其理想直线得变动量,理想直线得位置符合最小条件。最小条件就是指实际被测直线对其理想直线(评定基准)得最大变动量为最小。测量数据可以用指示表测量实际被测直线上均匀布置得各测点相对平板(测量基准)得高度来获得,也可以用水平仪或自准直仪对实际被测直线均匀布点测量,测量两相邻测点之间得高度差来获得。然后,按照最小条件或以首、尾两个测点得连线(两端点连线)评定基准,由获得得测量数据用作图或计算得方法求解直线度误差值。2、用合像水平仪测量直线度误差(1)量仪说明与测量原理合像水平仪就是一种精密测角仪器,用自然水平面为测量基准。合像水平仪得结构见图1,它得水准器8就是一个密封得玻璃管,管内注入精镏乙醚,并留有一定量得空气,以形成气泡。管得内壁在长度方向具有一定得曲率半径。气泡在管中停住时,气泡得位置必然垂直于重力方向。就就是说,当水平仪倾斜时,气泡本身并不倾斜,而始终保持水平位置。利用这个原理,将水平仪放在桥板上使用,便能测出实际被测直线上相距一个桥板跨距得两点间高度差,如图2所示。在水准器玻璃管管长得中部,从气泡得边缘开始向两端对称地按弧度值(mm/m)刻有若干条等距刻线。水平仪得分度值i用[角]秒与mm/m表示。合像水平仪得分度值为2",该角度相当于在1m长度上,对边高0、01mm得角度,这时分度值也用0、01mm/m或0、01/1000表示。1－底板;2－杠杆;3－支承;4－壳体;5－支承架;6－放大镜;7－棱镜;8－水准器;9－微分筒;10－测微螺杆;11－放大镜;12－刻线尺图1合像水平仪I－桥板;Ⅱ－水平仪;Ⅲ－实际被测直线;L－桥板跨距;0,1,2,…,n－测点序号图2用水平仪测量直线度误差时得示意图参瞧图1与图3,测量时,合像水平仪水准器8中得气泡两端经棱镜7反射得两半像从放大镜6观察。当桥板两端相对于自然水平面无高度差时,水准器8处于水平位置。则气泡在水准器8得中央,位于棱镜7两边得对称位置上,因此从放大镜6瞧到得两半像相合(如图3(a)所示)。如果桥板两端相对于自然水平面有高度差,则水平仪倾斜一个角度α,因此,气泡不在水准器8得中央,从放大镜6瞧到得两半像就是错开得(如图3(b)所示),产生偏移量△。(a)相合(b)错开图3气泡得两半像为了确定气泡偏移量A得数值,转动测微螺杆10使水准器8倾斜一个角度α,以使气泡返回到棱镜7两边得对称位置上。从放大镜中观察到气泡得两半像恢复成图3(a)所示相合得两半像。偏移量A先从放大镜11由刻线尺12读数,它反映测微螺杆10转动得整圈数;再从测微螺杆手轮9(微分筒)得分度盘读数(该盘每格为刻线尺一格得百分之一);它就是螺杆10转动不足一圈得细分读数。读数取值得正负由测微螺杆手轮9指明。测微螺杆10转动得格数α、桥板跨距L(mm)与桥板两端相对于自然水平面得高度差h之间得关系为:(2)实验步骤1)测量时,水平仪放置在实际被测直线得两端,把实际被测直线调整到大致水平,使水平仪在两端得示值不要相差太大。然后在实际被测直线旁标出均匀布置得各测点得位置。2)根据两相邻测点间得距离选择跨距适当得桥板。将水平仪安放在桥板上,然后沿着实际被测直线把桥板放在该实际被测直线得一端,记下水平仪第一个示值△1(格数)。按各测点画得位置依次逐段地移动桥板,同时记录各测点得示值△i(格数)。注意每次移动时,应使桥板得支承在前后位置上首尾相接,而且水平仪不得相对于桥板产生位移。由始测点顺测到终测点后,再由终测点返测到始测点。返测时,桥板切勿调头。3)将在各个测量间隔记录得两次示值得平均值分别作为各个测量间隔得测量数据,求解直线度误差值。若某个测量间隔两次示值得差异较大,则表明测量不正常,查明原因重测。(3)直线度误差值得评定方法1)按最小条件评定直线度误差值应该采用最小包容区域来评定。参瞧图4,由两平行直线包容实际被测直线时,实际被测直线得测点中应至少有三个测点分别与这两条直线接触(成高→底一高三极点或低一高一低三极点相间接触),则位于实际被测直线体外得那条包容直线得位置符合最小条件,它就就是评定基准。这两条平行直线之间得区域称为最小包容区域(简称最小区域)。最小包容区域宽度即为符合最小条件得直线度误差值fMZ。(a)高－低－高三极点(b)低－高－低三极点○－高极点;□－低极点图4直线度误差最小包容区域判别准则2)按两端点连线评定参瞧图5,以实际被测直线两端点