第二章-自准直仪ppt课件.ppt

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1、第二章自准直仪学习目标:1.熟悉自准直测量原理；2.了解自准直仪的三种基本光学系统；3.熟悉平直度检查仪的光路原理与测微原理，在此基础上，了解光电自准直仪和激光准直仪的基本工作原理；4.结合实训，掌握平直度检查仪的操作使用。1仪器用途:自准直仪是一种光学测角仪器它是利用光学自准直原理来观测目标位置的变化，广泛应用于直线度和平面度的测量。它和多面棱体配合可以检测分度机构的分度误差；此外，还可测量零部件的垂直度、平行度等。2第一节自准直测量原理一、平行光管原理当位于物镜焦面上的分划板被光源照亮后，从分划板上发出的光，经过物镜后，即形成平行光，这样的光学系统结构，就

2、叫做平行光管。如图2—1所示:二、自准直光管原理图2—2为自准直光管的工作原理:3十字线与其倒像之间将错开距离t为：t---称为偏离量当α很小时，图2-2自准直光管的工作原理4三、自准仪的测微原理应用自准直光管的工作原理，再加上测微机构而设计制造的计量仪器，被称之为自准直仪。只要用自准直仪的测微机构测出上式中距离t,就可得出反射镜的角度变化值。这就是自准直仪测量微小角度的基本原理。5第二节自准直仪的三种基本光学系统自准直仪通常由三部分组成:1.体外反射镜2.物镜光管部件3.测微目镜部件由于分划板和各个光学元件的位置、结构不同，自准直仪有以下三种基本光路。6（一

3、）光路原理如图2—3所示，如果反射镜严格与光轴垂直，则十字线在分划板上所成的像与原来的十字线完全重合。若反射镜有一微小转角α，则十字线的像将偏离原来的十字线，其偏离量的大小可从测微目镜6中读出。一、高斯型自准直仪7图2－3高斯型光学系统1-反射镜；2-物镜；3-分划板；4-光源；5-分光镜；6-目镜8（二）高斯型系统特点优点：高斯型系统是目镜视场不受遮挡，且分划板上的刻划位于视场正中，观察方便。缺点：是亮度损失大，因而自准直像较暗；另外，为安置分光镜，目镜焦距较长，因而无法获得较大的放大倍数。高斯型主要应用于普通光学自准直仪的光学系统。9二、阿贝型自准直仪（一

4、）光路原理（二）阿贝型系统特点优点：是光强度大，亮度损失只有10-15%缺点：是它的视场被胶合棱镜遮挡了一半，又因光管出射光和反射光的方向不同，当反射镜和物镜间的距离超过一定数值后，反射光线就不能进入物镜成像，所以仪器工作距离较短。阿贝型应用于光学计的光学系统。见图2—4101-物镜；2-分划板；3-棱镜；4-光源；5-反射镜图2-4阿贝型光学系统若平面反射镜对光轴产生微小转角α，则十字线像将发生偏离，偏离量可从刻度尺上读出。11三、双分划板型自准直仪（一）光路原理如图2—5所示，（二）双分划板型系统特点优点:是视场不被遮挡，刻线可位于视场中央；目镜焦距短，可

5、获得较大的放大倍率。另外目镜和光源可互换位置，给使用带来方便。缺点:是结构比较复杂，亮度损失较大（介于前两者之间）。12图2-5双分划板型光学系统若平面反射镜对光轴有偏转，将引起自准直像偏离十字线，由测微机构测出其偏离量，即可得出反射镜对光轴的偏转角。1-物镜；2-指示分划板；3-立方直角棱镜；4-刻度分划板13第三节HYQ—03型自准直仪HYQ—03型自准直仪常称平直度检查仪，是国产自准直仪中应用较多的一种（以下称平直度检查仪）。一、仪器光学系统（一）光路原理如图2—6所示思考：该平直度检查仪的光学系统是属于哪种基本光路?14图2-6平直度检查仪光学系统1-

6、光源；2-滤光片；3-分划板；4-立方直角棱镜；5、6-反射镜；7-物镜；8-体外反射镜；9-固定分划板；10-活动分划板；11-目镜；12-测微螺杆；13-测微鼓轮15求偏离量t:见图2—7当反射镜8严格垂直于光轴时，十字线成像在固定分划板9的正中央，对称于字标“10”，目镜视场如图2—7(a)所示。若反射镜8对光轴有一微小倾角α，则十字线像将偏离字标“10”，如图2—7（b）所示，偏离量t由自准直原理可得16图2-7平直度检查仪目镜视场17（二）测微原理仪器的f物为400mm，测微螺杆12的螺距和固定分划板9上刻线的分度间隔都是0.4mm，即测微螺杆每转一

7、圈，活动分划板10上的长刻线在固定分划板9的刻度上移动一格，其对应的反射镜的倾角α为：弧度18和测微螺杆12同轴相连的测微鼓轮13上有100格圆周刻度，每格代表反射镜的倾角α为0.005/1000弧度。当十字线像偏离刻度“10”时，如图2—7（b）,可转动测微鼓轮13，使长刻线再次夹在十字线象的正中如图2—7（c）。长刻线移动的距离，即十字线象的偏离量。19二、仪器基本结构（一）外形结构图2—8为平直度检查仪的外形图。由图可知，从外形仪器分为两个部分。20（二）内部结构图2—9为仪器的结构示意图。图中1~4组成了测微目镜部件，测量前可松开定位螺钉5，由于两锥孔

8、在圆周上互成90o，可使整个目镜头就可