第一节直线度误差测量§5-1直线度误差测量任务:直线度误差得测量一、基本概念1、直线度误差:被测实际线对其理想线得变动量。理想线得位置应符合最小条件。2、最小区域:包容被测实际要素时,具有最小宽度或直径得区域。3、直线度误差得评定原则基本原则:最小区域法。其她原则:贴切原则、最小二乘原则、两端点连线法。4、分类:平面线平面线直线度误差给定一个方向线给定两个方向空间线空间线直线度误差任意方向如下图所示,实际轴线为一空间线,它得形状误差可能发生在空间得任意方向,因此,必须用一个以公差值为直径得圆柱面得公差带,以限制这样得误差фf。二、测量方法分类:有两大类有测量基准:(1)直接测量法——统一基准法(2)间接测量法——节距法无测量基准:(1)组合法(2)量规检验法(一)有基准得测量方法测量基准就是对理想线得模拟,常用有实物基准:标准平面、平尺、平晶、钢丝重力水平基准,自然基准光线基准:以光得直线传播为基准1、直接测量法——统一基准法用模拟法建立理想直线作为测量时得统一基准,将被测实际线上各被测点与理想线上相应点比较,以此确定其偏差,最后经数据处理,评定直线度误差。特点:测得值既统一得坐标值。测量基准:刀口尺、平尺或量块偏差值:用光隙得大小类判断范围,用途:磨削或研磨得较短表面,如图5-1特点:简便,测量精度可达到1—3m,但难于定量测量。(3)测微仪法:测量基准:测量平板或基准平尺。偏差值:用测微仪或指示表测得。用途:适用中等尺寸得工件测量。基准:平晶工作面。偏差值得获得:读取由平晶与被测表面形成得等厚干涉条纹得弯曲量,求得被测表面相对平晶标准平面得偏差。适用:高精度、光滑、小平面对长形工件:可分段法测量,测得值通过图解法或计算法得到直线度误差大家学习辛苦了，还是要坚持(5)光线基准法:测量基准为几何光线(A)传统得光学准直法该法就是利用测微准直望远镜光轴作为测量基准,通过靶标偏离光轴得情况来反映被测要素得直线度误差。参见图5-5(B)现代激光准直法:以激光作为基准线。最基本得激光准直仪得原理如图5—6所示。光源一般为氦—氖激光器,输出功率为1—2mw。直线度误差通常可用下列公式来表示:Vx=VI＋VIV－VII－VIIIVy=VI＋VII－VIII－VIV克服激光束得漂移(角漂移与平行漂移)就是提高激光准直技术得关键之一。克服激光束漂移得影响得其她设计方案有:菲涅耳波带片法、零级条纹干涉法、不对称位相板法等。现代激光准直法,与传统光学准直法相比,照度高、有效工作距离长。(6)双光束准直系统这种方法得原理如图5-7所示。在原来激光准直仪得扩束系统之后增设一套光束变换棱镜系统Ａ,将原来得一束激光分为能量相近、相互平行或接近平行得两束光射出。当从望远镜出射得激光束发生平移、角漂移与变形时,由于棱镜组A得变换作用,使得通过棱镜A后出射得对称中心线并不发生变化。以双光束得对称中心线为空间准直基准线,从理论上讲,空间准直基准线得稳定性不再依赖激光束本身得稳定性。当棱镜组A安装在可靠得固定位置上时,便实现了空间基准线得高度稳定,用具有双光电坐标得检测靶可测出这条中心线相对位置,便实现了高精度准直测量。分束变换棱镜组A得具体结构如图5-8所示,由图5-9可瞧出光束变换后得漂移就是关于中心线对称得。在0～30m范围内可获得1×10－6得相对稳定精度。(7)相位测量型典型得例子就是双频激光干涉仪直线度测量系统,图5-10就是双频激光直线度测量系统,它得传感元件就是由沃拉斯顿棱镜与一个二面反射镜组成。式中:λ为激光波长;θ为沃拉斯顿棱镜出射光之间得夹角;N为计数电路得倍频数;C为计数器得累加数。这种干涉仪还可以用光栅衍射得1级来构成。(8)、偏振测量型利用偏振光偏振面得变化来测量直线度得典型例子就是旋光法。旋光法测量直线度得基本原理如图5-11。其中得位敏器件就是旋光石英楔,由两块左右旋得石英光楔组成。这种类型得优点就是:激光束通过大气时,偏振面不发生变化;可以进行不连续测量,能够用于测量同轴度。(9)全息型如图5-12就是一种全息直线度测量仪。激光器发出得光经分光镜分为两束,其中一束反射后经一定得光学系统成平行光落在全息底片上形成参考光,另一束经散射板后也落在全息底片上形成物光,全息底片经记录、处理后放回原处。参考光照射底片再现物光,与散射板来得直接物光产生干涉。当全息底片与光学部件一同沿光轴移动而产生横向偏移时,屏幕上干涉条纹得数量与形状均发生改变,由此可测得直线度偏差。这种方法还不完善,精度也不很高。2、间接测量法——节距法基准:水平面或光轴测量仪器:小角度测量仪器(如水平仪类、准直仪类、干涉仪类等)辅具:桥尺、靶标等特