光学合像水平仪.docx

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光学合像水平仪

光学合像水平仪

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徐金林    更新时间：

2011-9-22    阅读：

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光学合像水平仪已被广泛应用于精密机械工业中，它用比较法和绝对测量法检验工件表面的平面度、直线度和设备安装位置的准确度，同时还可以测量工件的微小倾角。

光学合像水平仪的外观形状见图2-5-16，其工作原理示意图见图2-5-17。

在图2-5-17中，光学合像水平仪内的玻璃管10，安装在杠杆架9特制的底板上，它的水平位置可以用旋钮2通过丝杆螺母和杠杆系统进行调整。

玻璃管内的气泡两端圆弧，分别用三个不同方位上的棱镜反射至观察窗口1内的圆形镜框内，分成两个半合像（气泡A和B）。

当水平仪不在水平位置时，气泡A、B就不重合，见图2-5-17（b）；在水平位置时，气泡A、B就重合，见图2-5-17（c）。

使用时，将水平仪放在被测工件上，眼睛看观察窗口1，用手转动旋钮，直到两半气泡A、B重合为止。

这时先从窗口4中看出尺寸（一般是零），然后再看刻度盘3上刻度的格数。

例如窗口4中所指的刻线是1mm（每格代表1000mm处的高度差为1mm），刻度盘上的格数是12格（每格代表1000mm处的高度差为0.01mm），那么它的读数就是1.12mm/1000mm。

如果工件的长度是500mm，那么在500mm处的高度差是1.12/2=0.56mm。

光学合像水平仪的最大特点是使用范围大。

但必须注意，这种水平仪精度较高，温度变化对它的影响很大，因此在使用时尽量避免受热。

　　防止脏物影响测量的准确性。

测量

　　水平面时，在同一个测量位置上，

　　应将水平仪调过相反的方向再进行

　　测量。

当移动水平仪时，不允许水

　　平仪工作面与工件表面发生摩擦，

　　应该提起来放置。

如图7-6所示。

图7-6水平仪的使用方法

　　4当测量长度较大工件时，可将工件平均分若干尺寸段，用分段测量法，然后根据各段的测量读数，绘出误差坐标图，以确定其误差的最大格数。

如图7-7所示。

床身导轨在纵向垂直平面内直线度的检验时，将方框水平仪纵向放置在刀架上靠近前导轨处（图7-7中位置A），从刀架处于主轴箱一端的极限位置开始，从左向右移动刀架，每次移动距离应近似等于水平仪的边框尺寸（200mm）。

依次记录刀架在每一测量长度位置时的水平仪读数。

将这些读数依次排列，用适当的比例画出导轨在垂直平面内的直线度误差曲线。

水平仪读数为纵坐标，刀架在起始位置时的水平仪读数为起点，由坐标原点

　　起作一折线段，其后每次读数都以前折线段的终点为起点，画出应折线段，各折线段组成的曲线，即为导轨在垂直平面内直线度曲线。

曲线相对其两端连线的最大坐标值，就是导轨全长的直线度误差，曲线上任一局部测量长度内的两端点相对曲线两端点的连线

　　三光学合像水平仪

　　光学合像水平仪，广泛用于精密机械中，测量工件的平面度、直线度和找正安装设备的正确位置。

　　1合像水平仪的结构和工作原理

　　合像水平仪主要由测微螺杆、杠杆系统、水准器、光学合像棱镜和具有V型工作平面的底座等组成，图7-10所示。

　　水准器安装在杠杆架的底板上，它的水平位置用微分盘旋钮通过测微螺杆与杠杆系统进行调整。

水准器内的气泡圆弧，分别用三个不同方向位置的棱镜反射至观察窗，分成两个半像，利用光学原理把气泡像复合放大（放大5倍），提高读数精度，并通过杠杆机构提高读数的灵敏度和增大测量范围。

　　当水平仪处于水平位置时，气泡A与B重合，见图7-10c。

当水平仪倾斜时，气泡A与B不重合，见图7-10d。

　　测微螺杆的螺距P=0.5mm，微分盘刻线分为100等分。

微分盘转过一格，测微螺杆上螺母轴向移动0.005mm。

　　1使用方法将水平仪放在工件的被测表面上，眼睛看窗口1，手转动微分盘，直至两个半气泡重合时进行读数。

读数时，从窗口4读出毫米数，从微分盘上读出刻度数。

　　高度差为1.16mm。

如果工件的长度小于或大于1m时，可按正比例方法计算:

1m长度上的高度差×工件长度。

　　1使用特点

　　1）测量工件被测表面误差大或倾斜程度大时，使用框式水平仪，气泡就会移至极限位置而无法测量，光学合像水平仪就设有这一弊病。

　　2）环境温度变化对测量精度有较大的影响，所以使用时应尽量避免工件和水平仪受热。