光學(xué)零部件的基本測(cè)量

1、第三章 光學(xué)零部件的基本測(cè)量光學(xué)測(cè)量第三章 光學(xué)零部件的基本測(cè)量光學(xué)測(cè)量第一節(jié) 光學(xué)面形偏差的檢測(cè)第三章 光學(xué)零部件的基本測(cè)量光學(xué)測(cè)量4第一節(jié) 光學(xué)面形偏差的檢測(cè)5u概述：概述：u光學(xué)干涉測(cè)試技術(shù)最初在光學(xué)零件和光學(xué)系統(tǒng)光學(xué)干涉測(cè)試技術(shù)最初在光學(xué)零件和光學(xué)系統(tǒng)的檢驗(yàn)中獲得廣泛應(yīng)用。的檢驗(yàn)中獲得廣泛應(yīng)用。u在光學(xué)零件面型、平行度、曲率半徑等的測(cè)量在光學(xué)零件面型、平行度、曲率半徑等的測(cè)量中，斐索型干涉測(cè)量法與在光學(xué)車間廣泛應(yīng)用的中，斐索型干涉測(cè)量法與在光學(xué)車間廣泛應(yīng)用的牛頓型干涉測(cè)量法（樣板法或牛頓型干涉法）相牛頓型干涉測(cè)量法（樣板法或牛頓型干涉法）相比，屬于非接觸測(cè)量。比，屬于非接觸測(cè)量。第一節(jié)

2、 光學(xué)面形偏差的檢測(cè)干干涉涉法法6u現(xiàn)代干涉技術(shù)是物理學(xué)理論和當(dāng)代技術(shù)有機(jī)結(jié)合的產(chǎn)物?，F(xiàn)代干涉技術(shù)是物理學(xué)理論和當(dāng)代技術(shù)有機(jī)結(jié)合的產(chǎn)物。激光、光電探測(cè)技術(shù)和信號(hào)處理技術(shù)對(duì)于干涉技術(shù)的發(fā)激光、光電探測(cè)技術(shù)和信號(hào)處理技術(shù)對(duì)于干涉技術(shù)的發(fā)展起著重要的作用。展起著重要的作用。u歷史進(jìn)程：歷史進(jìn)程： u1717世紀(jì)后半葉世紀(jì)后半葉，玻意耳，玻意耳(Boyle)(Boyle)和胡克和胡克(Hooke)(Hooke)獨(dú)立地觀獨(dú)立地觀察了兩塊玻璃板接觸時(shí)出現(xiàn)的彩色條紋（后被稱作牛頓察了兩塊玻璃板接觸時(shí)出現(xiàn)的彩色條紋（后被稱作牛頓環(huán)），人類從此開(kāi)始注意到了干涉現(xiàn)象。環(huán)），人類從此開(kāi)始注意到了干涉現(xiàn)象。u1690

3、1690年年，惠更斯出版，惠更斯出版論光論光，提出，提出“波動(dòng)波動(dòng)”說(shuō)。說(shuō)。u17041704年年，牛頓出版，牛頓出版光學(xué)光學(xué)，提出了，提出了“微粒微?！闭f(shuō)。說(shuō)。u18011801年年，托馬斯，托馬斯楊楊(Thomas Young)(Thomas Young)完成了著名的楊氏完成了著名的楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)，人們可以有計(jì)劃、有目的地控制干涉現(xiàn)象。雙縫實(shí)驗(yàn)，人們可以有計(jì)劃、有目的地控制干涉現(xiàn)象。第一節(jié) 光學(xué)面形偏差的檢測(cè)干干涉涉法法7u歷史進(jìn)程：歷史進(jìn)程：u18181818年年，阿喇果和菲涅爾發(fā)現(xiàn)兩個(gè)正交的偏振光不能，阿喇果和菲涅爾發(fā)現(xiàn)兩個(gè)正交的偏振光不能干涉，導(dǎo)致楊和菲涅爾得出光是橫波的結(jié)論。干涉，導(dǎo)

4、致楊和菲涅爾得出光是橫波的結(jié)論。u18601860年年，麥克斯韋，麥克斯韋(C.Maxwell)(C.Maxwell)的電磁場(chǎng)理論為干涉技的電磁場(chǎng)理論為干涉技術(shù)奠定了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。術(shù)奠定了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。u18811881年年，邁克爾遜，邁克爾遜(A.Michelson)(A.Michelson)設(shè)計(jì)了著名的干涉實(shí)設(shè)計(jì)了著名的干涉實(shí)驗(yàn)來(lái)測(cè)量驗(yàn)來(lái)測(cè)量“以太以太”漂移，導(dǎo)致漂移，導(dǎo)致“以太以太”說(shuō)的破滅和相說(shuō)的破滅和相對(duì)論的誕生。他還首次用干涉儀以鎘紅譜線與國(guó)際米對(duì)論的誕生。他還首次用干涉儀以鎘紅譜線與國(guó)際米原器作比對(duì)，導(dǎo)致后來(lái)用光波長(zhǎng)定義原器作比對(duì)，導(dǎo)致后來(lái)用光波長(zhǎng)定義“米米”。u190019

5、00年年，普朗克（，普朗克（Max PlanckMax Planck）提出輻射的量子理論，）提出輻射的量子理論，成為近代物理學(xué)的起點(diǎn)。成為近代物理學(xué)的起點(diǎn)。干干涉涉法法第一節(jié) 光學(xué)面形偏差的檢測(cè)8u歷史進(jìn)程：歷史進(jìn)程：u19051905年年，愛(ài)因斯坦（，愛(ài)因斯坦（Albert EinsteinAlbert Einstein）提出相對(duì)論原）提出相對(duì)論原理。理。u19241924年年，Louis de BroglieLouis de Broglie推導(dǎo)出推導(dǎo)出de Brogliede Broglie波方程，波方程，認(rèn)為所有的運(yùn)動(dòng)粒子都具有相應(yīng)的波長(zhǎng)，為隧道顯微鏡、認(rèn)為所有的運(yùn)動(dòng)粒子都具有相應(yīng)的波長(zhǎng)

6、，為隧道顯微鏡、原子力顯微鏡的誕生做了理論準(zhǔn)備。原子力顯微鏡的誕生做了理論準(zhǔn)備。u19601960年年，梅曼，梅曼(Maiman)(Maiman)研制成功第一臺(tái)紅寶石激光器，研制成功第一臺(tái)紅寶石激光器，以及微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，使光學(xué)干涉以及微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，使光學(xué)干涉技術(shù)的發(fā)展進(jìn)入了快速增長(zhǎng)時(shí)期。技術(shù)的發(fā)展進(jìn)入了快速增長(zhǎng)時(shí)期。u19821982年年，G.BinningG.Binning和和H.RohrerH.Rohrer研制成功掃描隧道顯微研制成功掃描隧道顯微鏡，鏡，19861986年發(fā)明原子力顯微鏡，從此開(kāi)始了干涉技術(shù)向年發(fā)明原子力顯微鏡，從此開(kāi)始了干涉技術(shù)向納

7、米、亞納米分辨率和準(zhǔn)確度前進(jìn)的新時(shí)代。納米、亞納米分辨率和準(zhǔn)確度前進(jìn)的新時(shí)代。第一節(jié) 光學(xué)面形偏差的檢測(cè)干干涉涉法法9u特點(diǎn)：特點(diǎn)：n具有更高的測(cè)試靈敏度和準(zhǔn)確度；具有更高的測(cè)試靈敏度和準(zhǔn)確度；n絕大部分的干涉測(cè)試都是非接觸式的，不會(huì)絕大部分的干涉測(cè)試都是非接觸式的，不會(huì)對(duì)被測(cè)件帶來(lái)表面損傷和附加誤差；對(duì)被測(cè)件帶來(lái)表面損傷和附加誤差；n較大的量程范圍；較大的量程范圍；n抗干擾能力強(qiáng)；抗干擾能力強(qiáng)；n操作方便；操作方便；n在精密測(cè)量、精密加工和實(shí)時(shí)測(cè)控的諸多領(lǐng)在精密測(cè)量、精密加工和實(shí)時(shí)測(cè)控的諸多領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。域獲得廣泛應(yīng)用。第一節(jié) 光學(xué)面形偏差的檢測(cè)干干涉涉法法10u分類：分類：干干涉涉法法

8、第一節(jié) 光學(xué)面形偏差的檢測(cè)111、干涉的概念、干涉的概念1）相干光）相干光（1）頻率相同）頻率相同 （2）位相差恒定）位相差恒定 （3）光矢量振動(dòng)方向相同）光矢量振動(dòng)方向相同（4）光程差小于波列長(zhǎng)度）光程差小于波列長(zhǎng)度 因此，必須用單色光源，使同一光源發(fā)出的光束分成兩束，且因此，必須用單色光源，使同一光源發(fā)出的光束分成兩束，且光程差不能太大。鈉光光程差不能太大。鈉光 ，激光激光 幾十米）幾十米）22Lmm)200100(10(第一節(jié) 光學(xué)面形偏差的檢測(cè)干干涉涉法法12影響干涉條紋對(duì)比度的因素影響干涉條紋對(duì)比度的因素u干涉條紋對(duì)比度可定義為干涉條紋對(duì)比度可定義為 minmaxminmaxIIII

9、K第一節(jié) 光學(xué)面形偏差的檢測(cè)干干涉涉法法13LM2)() 1(mm4-1 激光干涉測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)1.2 1.2 影響干涉條紋對(duì)比度的因素影響干涉條紋對(duì)比度的因素光源的單色性與時(shí)間相干性光源的單色性與時(shí)間相干性u(píng)如圖，干涉場(chǎng)中實(shí)際見(jiàn)到的條紋是如圖，干涉場(chǎng)中實(shí)際見(jiàn)到的條紋是到到 中間所有波長(zhǎng)的光干涉條紋疊加的結(jié)果。中間所有波長(zhǎng)的光干涉條紋疊加的結(jié)果。u當(dāng)當(dāng) 的第的第m m級(jí)亮級(jí)亮 紋與紋與的第的第m m+1+1級(jí)亮紋重級(jí)亮紋重 合后，所有亮紋開(kāi)始重合后，所有亮紋開(kāi)始重 合，而在此之前則是彼此分開(kāi)的。則尚能分辨干合，而在此之前則是彼此分開(kāi)的。則尚能分辨干涉條紋的限度為涉條紋的限度為 K 1 x 0 1

10、 2 3 4 5 6 0 1 2 3 4 5 6 + m I 圖4-1 各種波長(zhǎng)干涉條紋的疊加 +第一節(jié) 光學(xué)面形偏差的檢測(cè)干干涉涉法法14影響干涉條紋對(duì)比度的因素影響干涉條紋對(duì)比度的因素光源大小與空間相干性光源大小與空間相干性u(píng)干涉圖樣的照度，在很大程度上取決于光源干涉圖樣的照度，在很大程度上取決于光源的尺寸，而光源的尺寸大小又會(huì)對(duì)各類干涉的尺寸，而光源的尺寸大小又會(huì)對(duì)各類干涉圖樣對(duì)比度有不同的影響圖樣對(duì)比度有不同的影響: :n由平行平板產(chǎn)生的等傾干涉，無(wú)論多么寬的光源由平行平板產(chǎn)生的等傾干涉，無(wú)論多么寬的光源尺寸，其干涉圖樣都有很好的對(duì)比度。尺寸，其干涉圖樣都有很好的對(duì)比度。n楊氏干涉實(shí)驗(yàn)

11、只在限制狹縫寬度的情況下，才能楊氏干涉實(shí)驗(yàn)只在限制狹縫寬度的情況下，才能看清干涉圖樣?？辞甯缮鎴D樣。n由楔形板產(chǎn)生的等厚干涉圖樣，則是介于以上兩由楔形板產(chǎn)生的等厚干涉圖樣，則是介于以上兩種情況之間。種情況之間。 S0 S r -f 圖 4-2 等厚干涉儀中的擴(kuò)展光源 圖4-3 光闌孔大小對(duì)干涉條紋對(duì)比度的影響 a) b) c) rfhm2第一節(jié) 光學(xué)面形偏差的檢測(cè)干干涉涉法法15影響干涉條紋對(duì)比度的因素影響干涉條紋對(duì)比度的因素相干光束光強(qiáng)不等和雜散光的影響相干光束光強(qiáng)不等和雜散光的影響u設(shè)兩支相干光的光強(qiáng)為設(shè)兩支相干光的光強(qiáng)為I I2 2= =nInI1 1，則有，則有Knn21圖4-4 對(duì)比

12、度K與兩支干涉光強(qiáng)比n的關(guān)系1 ImI非期望的雜散光進(jìn)入干涉場(chǎng)，會(huì)嚴(yán)重影響條紋對(duì)比度。非期望的雜散光進(jìn)入干涉場(chǎng)，會(huì)嚴(yán)重影響條紋對(duì)比度。設(shè)混入兩支干涉光路中雜散光的強(qiáng)度均為設(shè)混入兩支干涉光路中雜散光的強(qiáng)度均為 ，則，則Inmn Imax()121Inmn Imin()121Knnm21第一節(jié) 光學(xué)面形偏差的檢測(cè)干干涉涉法法164-1 激光干涉測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)影響干涉條紋對(duì)比度的因素相干光束光強(qiáng)不等和雜散光的影響u當(dāng)n = 1時(shí)，有Km22Knn21第一節(jié) 光學(xué)面形偏差的檢測(cè)干干涉涉法法174-1 激光干涉測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)影響干涉條紋對(duì)比度的因素影響干涉條紋對(duì)比度的因素u小結(jié)：小結(jié)：u對(duì)于所有類型的干涉儀

13、，干涉條紋圖樣對(duì)比度降對(duì)于所有類型的干涉儀，干涉條紋圖樣對(duì)比度降低的普遍原因是：低的普遍原因是：n光源的時(shí)間相干性；光源的時(shí)間相干性；n光源的空間相干性；光源的空間相干性；n相干光束的光強(qiáng)不等；相干光束的光強(qiáng)不等；n雜散光的存在；雜散光的存在；n各光束的偏振狀態(tài)差異；各光束的偏振狀態(tài)差異；n振動(dòng)、空氣擾動(dòng)、干涉儀結(jié)構(gòu)的剛性不足等。振動(dòng)、空氣擾動(dòng)、干涉儀結(jié)構(gòu)的剛性不足等。第一節(jié) 光學(xué)面形偏差的檢測(cè)干干涉涉法法184-1 激光干涉測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)共程干涉和非共程干涉u 在普通干涉儀中，由于參考光束和測(cè)試光束沿著分開(kāi)的光路行進(jìn)，故這兩束光受機(jī)械振動(dòng)和溫度起伏等外界條件的影響是不同的。因此，在干涉測(cè)量過(guò)程

14、中，必須嚴(yán)格限定測(cè)量條件，采取適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)措施，否則干涉場(chǎng)上的干涉條紋是不穩(wěn)定的，因而不能進(jìn)行精確的測(cè)量。這類干涉儀，稱為非共程干涉儀。u 若參考光路和測(cè)試光路經(jīng)過(guò)同一光路，這類干涉儀稱為共程干涉儀。其u 共程干涉儀大致可分為u 共程干涉儀常常借助于部分散射面、雙折射晶體、半反射面或衍射實(shí)現(xiàn)分束。第一節(jié) 光學(xué)面形偏差的檢測(cè)干干涉涉法法192)平板干涉平板干涉iihtginhsin2cos/2iniininsinsinsinsin0inhiinhiinihinhcos2)sin1 (cos/2cos/sinsin2cos/22第一節(jié) 光學(xué)面形偏差的檢測(cè)干干涉涉法法n nh hii i i iinn

15、nii2222sin1/sin1cos),(sin222inhfinh20考慮半波損失考慮半波損失暗）（亮212sin22sin22222minhminh暗亮）（minhminh2222sin221sin2干干涉涉法法第一節(jié) 光學(xué)面形偏差的檢測(cè)i i不變不變h h變等厚干涉，變等厚干涉，ii變變h h不變等傾干涉不變等傾干涉212、等厚干涉法、等厚干涉法1）菲索干涉儀）菲索干涉儀原理：當(dāng)原理：當(dāng)i=0時(shí)，時(shí)，0sin i暗亮）（mnhmnh2212干干涉涉法法第一節(jié) 光學(xué)面形偏差的檢測(cè)223-1-13-1-1裴索平面干涉儀檢測(cè)面形偏差裴索平面干涉儀檢測(cè)面形偏差第一節(jié) 光學(xué)面形偏差的檢測(cè)第一節(jié)

16、光學(xué)面形偏差的檢測(cè)菲菲索索平平面面干干涉涉儀儀23第一節(jié) 光學(xué)面形偏差的檢測(cè)菲菲索索平平面面干干涉涉儀儀24第一節(jié) 光學(xué)面形偏差的檢測(cè)菲菲索索平平面面干干涉涉儀儀25激光斐索型平面干涉儀的基本光路和原理激光斐索型平面干涉儀的基本光路和原理1237456M1參考平面M2被測(cè)平面圖4-15 激光斐索型平面干涉儀基本光路圖h42hfd2第一節(jié) 光學(xué)面形偏差的檢測(cè)菲菲索索平平面面干干涉涉儀儀26第一節(jié) 光學(xué)面形偏差的檢測(cè)菲菲索索平平面面干干涉涉儀儀27第一節(jié) 光學(xué)面形偏差的檢測(cè)菲菲索索平平面面干干涉涉儀儀28測(cè)平面面形測(cè)平面面形光程差變化光程差變化，h=/2看條紋的彎曲看條紋的彎曲和不規(guī)則判斷面形誤差

17、，減小空氣層和不規(guī)則判斷面形誤差，減小空氣層厚度看條紋移動(dòng)判斷凸凹性質(zhì)。厚度看條紋移動(dòng)判斷凸凹性質(zhì)。h h= =m m 2 2第一節(jié) 光學(xué)面形偏差的檢測(cè)菲菲索索平平面面干干涉涉儀儀29第一節(jié) 光學(xué)面形偏差的檢測(cè)菲菲索索平平面面干干涉涉儀儀30第一節(jié) 光學(xué)面形偏差的檢測(cè)31第一節(jié) 光學(xué)面形偏差的檢測(cè)32第一節(jié) 光學(xué)面形偏差的檢測(cè)33第一節(jié) 光學(xué)面形偏差的檢測(cè)34第一節(jié) 光學(xué)面形偏差的檢測(cè)35第一節(jié) 光學(xué)面形偏差的檢測(cè)菲菲索索平平面面干干涉涉儀儀36第一節(jié) 光學(xué)面形偏差的檢測(cè)菲菲索索平平面面干干涉涉儀儀37精度分析：精度分析：1、標(biāo)準(zhǔn)平面的誤差、標(biāo)準(zhǔn)平面的誤差 口徑大于口徑大于200mm時(shí)加工和檢

18、驗(yàn)困難，精度大于二十分之一波長(zhǎng)用液面作基時(shí)加工和檢驗(yàn)困難，精度大于二十分之一波長(zhǎng)用液面作基準(zhǔn)面地球半徑準(zhǔn)面地球半徑6400KM液面口徑液面口徑500mm時(shí)液面平面度誤差為百分之一波長(zhǎng)。時(shí)液面平面度誤差為百分之一波長(zhǎng)。2、準(zhǔn)直物鏡的像差、準(zhǔn)直物鏡的像差 出射光不是平行光以角象差出射光不是平行光以角象差表示形成干涉條紋的光程差附加了一個(gè)表示形成干涉條紋的光程差附加了一個(gè)2h的光的光程差，若精度要求程差，若精度要求/100，h=50mm求得求得550,550,37.5 0.06% 4、環(huán)扣選擇、環(huán)扣選擇 另另mmh00013. 0581 . 0073. 0073. 03mmhhhh0005. 010

19、3 . 12224224222232221RRRrK )11 (2KRh)()11 ()11 (122KfKKKRrhrrRA)(11122122222KfKKhrhRB222221)()(hrRKfKf 機(jī)機(jī)械械法法第二節(jié)第二節(jié) 球面曲率半徑的測(cè)量球面曲率半徑的測(cè)量110f f1 1(K),(K),f f2 2(K)(K)在定義域內(nèi)為單調(diào)函數(shù)有端值在定義域內(nèi)為單調(diào)函數(shù)有端值00.250.50.751.00f1(K)7.883.732.201.00f2(K)30.56.641.950.00K取0.75較合適5、優(yōu)缺優(yōu)點(diǎn)：精度高、測(cè)量范圍寬、零件不用拋光、操作方便缺點(diǎn)：磨損 機(jī)機(jī)械械法法第二節(jié)第

20、二節(jié) 球面曲率半徑的測(cè)量球面曲率半徑的測(cè)量111 機(jī)機(jī)械械法法第二節(jié)第二節(jié) 球面曲率半徑的測(cè)量球面曲率半徑的測(cè)量112自自準(zhǔn)準(zhǔn)直直法法一、準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡法一、準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡法(Autostigmatic Measurement)1、測(cè)量原理、測(cè)量原理-Rd-x-ffxfxdRxxffdfxfdfxdR)()(2,dR xf時(shí)xfR2當(dāng) 第二節(jié)第二節(jié) 球面曲率半徑的測(cè)量球面曲率半徑的測(cè)量1132 2、測(cè)量裝置及方法、測(cè)量裝置及方法1）裝置：帶有伸縮筒的自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡）裝置：帶有伸縮筒的自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡2）方法）方法 A用平面反射鏡自準(zhǔn)讀取用平面反射鏡自準(zhǔn)讀取a1 B用被測(cè)球面自準(zhǔn)讀取用被測(cè)球面自準(zhǔn)讀取a2 C

21、計(jì)算計(jì)算3、誤差分析、誤差分析21 aaxxxffdR)(1dRCxxffRB222xfxRA自自準(zhǔn)準(zhǔn)直直法法第二節(jié)第二節(jié) 球面曲率半徑的測(cè)量球面曲率半徑的測(cè)量114 實(shí)際上用實(shí)際上用 分析分析其中其中 主要有三個(gè)因素決定：主要有三個(gè)因素決定：（1）縱向調(diào)焦誤差）縱向調(diào)焦誤差調(diào)焦誤差調(diào)焦誤差自準(zhǔn)時(shí)自準(zhǔn)時(shí)22222dfxRBAxfR2xfRlglg2)lg(xxdffdRdR222)()(4xfRxfR%1.0ffx1x22210.294() ,33SDDD）（屈光度）()2(58. 02dDSD222)3429. 0(3212DDSD（）自自準(zhǔn)準(zhǔn)直直法法第二節(jié)第二節(jié) 球面曲率半徑的測(cè)量球面曲率

22、半徑的測(cè)量115調(diào)焦兩次調(diào)焦兩次（2）平面鏡的面形誤差）平面鏡的面形誤差修正修正 凹面取正，凸面取負(fù)凹面取正，凸面取負(fù) （3）伸縮筒格值誤差）伸縮筒格值誤差1222)3429. 0(32222SDSDDD（）1210001SDxf20241DNRSD10004100022222fDNfSDx01111RRRmmx001. 02自自準(zhǔn)準(zhǔn)直直法法第二節(jié)第二節(jié) 球面曲率半徑的測(cè)量球面曲率半徑的測(cè)量116例例:用自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡測(cè)一透鏡曲率半徑已知用自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡測(cè)一透鏡曲率半徑已知D=50mm D/f=1/10=20X平面鏡口徑平面鏡口徑D=60mm,N=0.2(在在50mm范圍內(nèi)范圍內(nèi))測(cè)得測(cè)得x=5m

23、m,1mm,25mm解：解：取清晰度法取清晰度法22)()(4xfRxfR%1 .0ff)/ 1 (1070. 1)50356. 045020129. 0(66)3429. 0(32242222221mDDSD（）（）4106 . 6)222050(206158. 0)2(58. 0dDSD0425. 0107 . 11000500100042121SDxf自自準(zhǔn)準(zhǔn)直直法法第二節(jié)第二節(jié) 球面曲率半徑的測(cè)量球面曲率半徑的測(cè)量117若若X=5mm，若若X=1mm，4-2202101.246056. 02 . 0441DNRSD031. 01000500101.241000424-222fDNx05

24、3. 0031. 00425. 022 xmmxfR50000550022%1 . 1)50053. 0(%)1 . 0 ( 4)()( 42222xfRxfRmmxfR250000150022%3 . 5)10053. 0(%)1 . 0 ( 4)()( 42222xfRxfR自自準(zhǔn)準(zhǔn)直直法法第二節(jié)第二節(jié) 球面曲率半徑的測(cè)量球面曲率半徑的測(cè)量118若若X=25mm，若若d=200mm 4、優(yōu)缺點(diǎn)、優(yōu)缺點(diǎn)（1）優(yōu)點(diǎn)：可測(cè)大曲率半徑、非接觸測(cè)量、設(shè)備簡(jiǎn)單）優(yōu)點(diǎn)：可測(cè)大曲率半徑、非接觸測(cè)量、設(shè)備簡(jiǎn)單（2）缺點(diǎn)：精度低（）缺點(diǎn)：精度低（0.2%10%）只適用于大曲率半徑、被測(cè)零件要拋光）只適用于大曲

25、率半徑、被測(cè)零件要拋光 mmxfR100002550022%291. 0)250053. 0(%)1 . 0 ( 4)()( 42222xfRxfRmmxxffdR1030025)25500(500200)(50.295 . 0)25255002(053. 0)25500()2()(222222222222fxRxxfxf%9 . 2%10010300300%,295. 01030050.29RR自自準(zhǔn)準(zhǔn)直直法法第二節(jié)第二節(jié) 球面曲率半徑的測(cè)量球面曲率半徑的測(cè)量119自自準(zhǔn)準(zhǔn)直直法法第二節(jié)第二節(jié) 球面曲率半徑的測(cè)量球面曲率半徑的測(cè)量120自自準(zhǔn)準(zhǔn)直直法法第二節(jié)第二節(jié) 球面曲率半徑的測(cè)量球面曲率

26、半徑的測(cè)量121二、準(zhǔn)直顯微鏡法二、準(zhǔn)直顯微鏡法1、測(cè)量原理、測(cè)量原理-R-R自自準(zhǔn)準(zhǔn)直直法法第二節(jié)第二節(jié) 球面曲率半徑的測(cè)量球面曲率半徑的測(cè)量1222、測(cè)量方法和裝置、測(cè)量方法和裝置（1）裝置：光學(xué)球徑儀）裝置：光學(xué)球徑儀（2）方法：自準(zhǔn)直顯微物鏡可換）方法：自準(zhǔn)直顯微物鏡可換A顯微鏡的準(zhǔn)球心看到自準(zhǔn)反射象記下讀數(shù)顯微鏡的準(zhǔn)球心看到自準(zhǔn)反射象記下讀數(shù)a1B顯微鏡的準(zhǔn)球面看到自準(zhǔn)反射象記下讀數(shù)顯微鏡的準(zhǔn)球面看到自準(zhǔn)反射象記下讀數(shù)a2C計(jì)算計(jì)算R=a2-a1+x03、誤差分析、誤差分析A夾持器座定位誤差?yuàn)A持器座定位誤差1 1=3.0m=3.0mB B刻尺刻線誤差刻尺刻線誤差2 2=0.5m=0.

27、5mC C投影讀數(shù)器誤差投影讀數(shù)器誤差3 30.5mD顯微鏡兩次調(diào)焦（清晰度法）的標(biāo)準(zhǔn)偏差顯微鏡兩次調(diào)焦（清晰度法）的標(biāo)準(zhǔn)偏差例：用光學(xué)球徑儀測(cè)曲率半徑，已知：例：用光學(xué)球徑儀測(cè)曲率半徑，已知：求調(diào)焦誤差求調(diào)焦誤差)()32073. 0662224mmNAnNA（）（110,56. 0, 1 . 0,4mmNA自自準(zhǔn)準(zhǔn)直直法法第二節(jié)第二節(jié) 球面曲率半徑的測(cè)量球面曲率半徑的測(cè)量123可見(jiàn)提高可見(jiàn)提高 和和 可提高測(cè)量精度可提高測(cè)量精度但但1、大，大，NA大，工作距小，凸面測(cè)量受限大，工作距小，凸面測(cè)量受限2、零件口徑、零件口徑D/R小時(shí)，小時(shí)，NA不能充分利用，達(dá)不到提高精度不能充分利用，達(dá)不到

28、提高精度的目的，反而會(huì)因?yàn)榉糯舐蚀?、光束孔徑小、使視?chǎng)暗，的目的，反而會(huì)因?yàn)榉糯舐蚀?、光束孔徑小、使視?chǎng)暗，降低調(diào)焦精度。降低調(diào)焦精度。3、優(yōu)缺點(diǎn)：、優(yōu)缺點(diǎn)：u優(yōu)點(diǎn)：非接觸測(cè)量表面不會(huì)磨損、可測(cè)小曲率半徑、精優(yōu)點(diǎn)：非接觸測(cè)量表面不會(huì)磨損、可測(cè)小曲率半徑、精度高度高 （0.0010.002）u缺點(diǎn)缺點(diǎn):表面必須拋光、測(cè)量范圍?。ㄍ勾笥诒砻姹仨殥伖?、測(cè)量范圍?。ㄍ勾笥?5mm凹小于凹小于500mm ）、儀器調(diào)整復(fù)雜）、儀器調(diào)整復(fù)雜 NAR自自準(zhǔn)準(zhǔn)直直法法第二節(jié)第二節(jié) 球面曲率半徑的測(cè)量球面曲率半徑的測(cè)量124曲率半徑和面形測(cè)量其他方法曲率半徑和面形測(cè)量其他方法125uSpherical Wave

29、Multiple Beam Interferometry (SWIM)曲率半徑和面形測(cè)量其他方法曲率半徑和面形測(cè)量其他方法126曲率半徑和面形測(cè)量其他方法曲率半徑和面形測(cè)量其他方法127曲率半徑和面形測(cè)量其他方法曲率半徑和面形測(cè)量其他方法128uScatterplate Interferometer曲率半徑和面形測(cè)量其他方法曲率半徑和面形測(cè)量其他方法129曲率半徑和面形測(cè)量其他方法曲率半徑和面形測(cè)量其他方法130曲率半徑和面形測(cè)量其他方法曲率半徑和面形測(cè)量其他方法131曲率半徑和面形測(cè)量其他方法曲率半徑和面形測(cè)量其他方法132曲率半徑和面形測(cè)量其他方法曲率半徑和面形測(cè)量其他方法133曲率半徑和

30、面形測(cè)量其他方法曲率半徑和面形測(cè)量其他方法134曲率半徑和面形測(cè)量其他方法曲率半徑和面形測(cè)量其他方法135曲率半徑和面形測(cè)量其他方法曲率半徑和面形測(cè)量其他方法136曲率半徑和面形測(cè)量其他方法曲率半徑和面形測(cè)量其他方法137曲率半徑和面形測(cè)量其他方法曲率半徑和面形測(cè)量其他方法138曲率半徑和面形測(cè)量其他方法曲率半徑和面形測(cè)量其他方法139曲率半徑和面形測(cè)量其他方法曲率半徑和面形測(cè)量其他方法140曲率半徑和面形測(cè)量其他方法曲率半徑和面形測(cè)量其他方法141曲率半徑和面形測(cè)量其他方法曲率半徑和面形測(cè)量其他方法142曲率半徑和面形測(cè)量其他方法曲率半徑和面形測(cè)量其他方法143曲率半徑和面形測(cè)量其他方法曲率

31、半徑和面形測(cè)量其他方法144曲率半徑和面形測(cè)量其他方法曲率半徑和面形測(cè)量其他方法145曲率半徑和面形測(cè)量其他方法曲率半徑和面形測(cè)量其他方法146曲率半徑和面形測(cè)量其他方法曲率半徑和面形測(cè)量其他方法147曲率半徑和面形測(cè)量其他方法曲率半徑和面形測(cè)量其他方法148曲率半徑和面形測(cè)量其他方法曲率半徑和面形測(cè)量其他方法149曲率半徑和面形測(cè)量其他方法曲率半徑和面形測(cè)量其他方法150曲率半徑和面形測(cè)量其他方法曲率半徑和面形測(cè)量其他方法151曲率半徑和面形測(cè)量其他方法曲率半徑和面形測(cè)量其他方法152曲率半徑和面形測(cè)量其他方法曲率半徑和面形測(cè)量其他方法第三節(jié) 平板玻璃平行差測(cè)量第三章 光學(xué)零部件的基本測(cè)量光

32、學(xué)測(cè)量154第三節(jié)第三節(jié) 平板玻璃平行差測(cè)量平板玻璃平行差測(cè)量光學(xué)系統(tǒng)分兩大類光學(xué)系統(tǒng)分兩大類u 共軸球面系統(tǒng)共軸球面系統(tǒng) coaxial spherical system A、球面、球面 B、非球面、非球面u 平面鏡棱鏡系統(tǒng)平面鏡棱鏡系統(tǒng) plane mirrorprism system 平面反射鏡、平行玻璃板、光楔、平面反射鏡、平行玻璃板、光楔、 棱鏡：反射棱鏡：反射棱鏡、棱鏡、 折射棱鏡折射棱鏡 155uMirrorsuWindowsuPrismsuCorner CubesuDiffraction GratingsuIndex inhomogeneity第三節(jié)第三節(jié) 平板玻璃平行差測(cè)量平

33、板玻璃平行差測(cè)量156平行玻璃板平行差測(cè)量（光楔的楔角測(cè)量）平行玻璃板平行差測(cè)量（光楔的楔角測(cè)量）measurement of different of plane parallelmeasurement of different of plane parallel 平行玻璃板主要做：保護(hù)玻璃濾光片、分劃板等平行玻璃板主要做：保護(hù)玻璃濾光片、分劃板等 平行差平行差主要由色散給定，有時(shí)也考慮光軸偏（如航測(cè)相機(jī)的保護(hù)玻主要由色散給定，有時(shí)也考慮光軸偏（如航測(cè)相機(jī)的保護(hù)玻璃和濾光片）璃和濾光片） = =（n nF F-n-nC C） =(n-1) =(n-1)平行玻璃板性質(zhì)平行玻璃板性質(zhì)濾光片保濾光

34、片保護(hù)玻璃護(hù)玻璃高精度高精度3-1一般精度一般精度1-10分劃板分劃板10-15表面鍍膜反射鏡表面鍍膜反射鏡10-15背面鍍膜反射鏡背面鍍膜反射鏡2-30光楔性質(zhì)光楔性質(zhì) 高精度高精度0.210 中精度中精度1030 一般精度一般精度301 第三節(jié)第三節(jié) 平板玻璃平行差測(cè)量平板玻璃平行差測(cè)量157一、自準(zhǔn)直法一、自準(zhǔn)直法事先將工作臺(tái)反射面自準(zhǔn)事先將工作臺(tái)反射面自準(zhǔn)1）測(cè)量原理）測(cè)量原理（1）當(dāng)平行玻璃）當(dāng)平行玻璃口徑小于測(cè)角物鏡口徑小于測(cè)角物鏡口徑時(shí)，經(jīng)工作臺(tái)上平面反射鏡自準(zhǔn)，成像在視場(chǎng)中心口徑時(shí)，經(jīng)工作臺(tái)上平面反射鏡自準(zhǔn)，成像在視場(chǎng)中心u光線光線I經(jīng)平板玻璃上表面反射，方向如光線經(jīng)平板玻璃上

35、表面反射，方向如光線II，I、II間夾角間夾角為為2。u光線光線I經(jīng)平板玻璃上表面折射后，又由下表面反射，最后經(jīng)經(jīng)平板玻璃上表面折射后，又由下表面反射，最后經(jīng)上表面折射，方向?yàn)樯媳砻嬲凵?，方向?yàn)镮II。 第三節(jié)第三節(jié) 平板玻璃平行差測(cè)量平板玻璃平行差測(cè)量自自準(zhǔn)準(zhǔn)直直法法158I II II II II II II II II II II I第三節(jié)第三節(jié) 平板玻璃平行差測(cè)量平板玻璃平行差測(cè)量自自準(zhǔn)準(zhǔn)直直法法159當(dāng)當(dāng)I I很小時(shí)很小時(shí),由圖知，由圖知，ininsinsininni 1innii1nnniii1112nnii122nnnniii121)90(9022003) 12(33nniii

36、i1 1i i 1 1i i2 2i i 2 2i i3 3i i 3 3I II II II II II I第三節(jié)第三節(jié) 平板玻璃平行差測(cè)量平板玻璃平行差測(cè)量自自準(zhǔn)準(zhǔn)直直法法160取取n=1.5則則、之間夾角之間夾角、之間夾角之間夾角、之間夾角之間夾角2）被測(cè)件口徑大于測(cè)角儀望遠(yuǎn)鏡口徑，只能看到）被測(cè)件口徑大于測(cè)角儀望遠(yuǎn)鏡口徑，只能看到II、III象象 21)22(2n32210nn2第三節(jié)第三節(jié) 平板玻璃平行差測(cè)量平板玻璃平行差測(cè)量自自準(zhǔn)準(zhǔn)直直法法161u討論當(dāng)?shù)谝幻娲怪庇诠廨S時(shí)討論當(dāng)?shù)谝幻娲怪庇诠廨S時(shí)第三節(jié)第三節(jié) 平板玻璃平行差測(cè)量平板玻璃平行差測(cè)量自自準(zhǔn)準(zhǔn)直直法法I II II II

37、Ii i2 2i i 2 2i i3 3i i 3 3I II II II II II II I011 ii22ii223 iinnii233n21622、測(cè)量裝置和測(cè)量方法、測(cè)量裝置和測(cè)量方法1）裝置）裝置比較測(cè)角儀：自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡加測(cè)量機(jī)構(gòu)比較測(cè)角儀：自準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡加測(cè)量機(jī)構(gòu)以杭州產(chǎn)以杭州產(chǎn)Gxy型光學(xué)比較測(cè)角儀為例：型光學(xué)比較測(cè)角儀為例：實(shí)際分劃板每小格對(duì)應(yīng)物方視場(chǎng)角為實(shí)際分劃板每小格對(duì)應(yīng)物方視場(chǎng)角為30，讀數(shù)時(shí)取，讀數(shù)時(shí)取15，故計(jì)算故計(jì)算時(shí)，時(shí)，n 第三節(jié)第三節(jié) 平板玻璃平行差測(cè)量平板玻璃平行差測(cè)量自自準(zhǔn)準(zhǔn)直直法法163第三節(jié)第三節(jié) 平板玻璃平行差測(cè)量平板玻璃平行差測(cè)量自自準(zhǔn)準(zhǔn)直直法法1

38、642）測(cè)量方法）測(cè)量方法（1）使承物臺(tái)上平面反射鏡垂直于測(cè)角儀光軸（自準(zhǔn)）使承物臺(tái)上平面反射鏡垂直于測(cè)角儀光軸（自準(zhǔn)）（2）放上被測(cè)件，測(cè)出）放上被測(cè)件，測(cè)出 角，求角，求（3）判斷楔角方向）判斷楔角方向 在待測(cè)檢后表面哈氣變模糊的象為后表面的反射像該象所在的那端為厚端在待測(cè)檢后表面哈氣變模糊的象為后表面的反射像該象所在的那端為厚端3）誤差分析）誤差分析（1）測(cè)平行玻璃板平行差精度（以測(cè)量最小平行差）測(cè)平行玻璃板平行差精度（以測(cè)量最小平行差min表示）表示）受人眼鑒別角和儀器鑒別率限制，一般取受人眼鑒別角和儀器鑒別率限制，一般取=1，儀器鑒別率應(yīng)與人眼鑒別角相匹配儀器鑒別率應(yīng)與人眼鑒別角相匹

39、配 nn2min/,2/minn nDDnDDdDDDDD15. 1,3 . 2,20601406012minmin第三節(jié)第三節(jié) 平板玻璃平行差測(cè)量平板玻璃平行差測(cè)量自自準(zhǔn)準(zhǔn)直直法法165A B(2)測(cè)光楔精度測(cè)光楔精度 與自準(zhǔn)直平行光管對(duì)準(zhǔn)精度有關(guān)，如采自準(zhǔn)直測(cè)微平行光管（最小格直為與自準(zhǔn)直平行光管對(duì)準(zhǔn)精度有關(guān)，如采自準(zhǔn)直測(cè)微平行光管（最小格直為0.1和和0.2） DDLDDLnDnD15.1minminLLnDnD15.1minmin06,50, 5 . 1 LDDn或 9 . 0505 . 16015. 18 . 0505 . 160minminf ne2第三節(jié)第三節(jié) 平板玻璃平行差測(cè)量

40、平板玻璃平行差測(cè)量自自準(zhǔn)準(zhǔn)直直法法166fnelglglglgffdndnededffnnee22222fnfefnnefne22222)2()2()2(f nefnef nfne誤差分析：誤差分析：第三節(jié)第三節(jié) 平板玻璃平行差測(cè)量平板玻璃平行差測(cè)量自自準(zhǔn)準(zhǔn)直直法法167例：設(shè)例：設(shè)注意：注意： 由兩項(xiàng)構(gòu)成由兩項(xiàng)構(gòu)成A分劃板刻度誤差分劃板刻度誤差 B對(duì)準(zhǔn)誤差：設(shè)對(duì)準(zhǔn)誤差：設(shè) 則則%1 . 0/,103,002. 0,2, 5 . 1,550,50,605ffnemmenmmfmmDmmDL5 . 0(104 . 2%)1 . 05505 . 1225505 . 121032 . 05505 .

41、 12002. 0(22262522 弧度）f nfefnnef nee001. 01e01,25 mmfmmmflm001. 0105102562第三節(jié)第三節(jié) 平板玻璃平行差測(cè)量平板玻璃平行差測(cè)量自自準(zhǔn)準(zhǔn)直直法法1681、等厚干涉法、等厚干涉法1）菲索干涉儀）菲索干涉儀原理：當(dāng)原理：當(dāng)i=0時(shí)，時(shí)，0sin i暗亮）（mnhmnh2212第三節(jié)第三節(jié) 平板玻璃平行差測(cè)量平板玻璃平行差測(cè)量干干涉涉法法)()(21212mmhhnnmmhhh2)(1212h2h1Dnmh2nbmnbmnbmbh133.103100022062652令令m=m2-m1169誤差分析誤差分析 0.2如用測(cè)微目鏡測(cè)條

42、紋還可更小如用測(cè)微目鏡測(cè)條紋還可更小 ， 0.050.1mm若若m1,能測(cè)最小角度能測(cè)最小角度例：例： 比自準(zhǔn)直方法好，可見(jiàn)比自準(zhǔn)直方法好，可見(jiàn) 取決于零件尺寸即受取決于零件尺寸即受b的限制不受人的限制不受人眼鑒別率限制眼鑒別率限制md(d=2mm)時(shí)采用消視差法；時(shí)采用消視差法； D2mm時(shí)采用清晰度法定焦時(shí)采用清晰度法定焦。（6）為消除軸外象差的影響，平行光管分劃板上刻有成對(duì)的一組刻線）為消除軸外象差的影響，平行光管分劃板上刻有成對(duì)的一組刻線（又稱波羅板），這些刻線對(duì)稱于分劃板中心，裝配時(shí)使分劃中（又稱波羅板），這些刻線對(duì)稱于分劃板中心，裝配時(shí)使分劃中心位于光軸上，最大刻線間隔小于有效視場(chǎng)

43、心位于光軸上，最大刻線間隔小于有效視場(chǎng)。2073-4-13-4-1放大率法放大率法1、測(cè)量原理、測(cè)量原理W=W tg W= =2、測(cè)量裝置及方法、測(cè)量裝置及方法1）測(cè)量裝置：焦距儀）測(cè)量裝置：焦距儀 C0D C0=D-測(cè)微目鏡讀數(shù)值測(cè)微目鏡讀數(shù)值 C0-儀器常數(shù)儀器常數(shù) 2 fyotg W=2fy2fyo2fy00fyyf 00fyyf yy kDy kDy DykffykDff0000000ykff0f y0y OLABBA放大率法測(cè)量原理圖 208209平行光管焦距平行光管焦距f0=550mm 分劃板：三組刻線：分劃板：三組刻線：y0=13.75 ,5.50 ,2.75(mm)顯微鏡物鏡放

44、大倍率：顯微鏡物鏡放大倍率：=0.5X , 1X , 5X測(cè)微目鏡螺距：測(cè)微目鏡螺距：0.25mm 螺桿式測(cè)微目鏡螺桿式測(cè)微目鏡測(cè)微鼓輪分為測(cè)微鼓輪分為100格，轉(zhuǎn)一小格格，轉(zhuǎn)一小格0.0025mm實(shí)際讀數(shù)為：實(shí)際讀數(shù)為：0.01mm 倍率倍率K=2）測(cè)量方法）測(cè)量方法（1）調(diào)各系統(tǒng)光軸基本重合）調(diào)各系統(tǒng)光軸基本重合（2）調(diào)測(cè)量顯微鏡，使清楚看清分劃板上的象（清晰度調(diào)測(cè)量顯微鏡，使清楚看清分劃板上的象（清晰度 試清視差法），記試清視差法），記錄軌上刻度錄軌上刻度a1（3）讀?。┳x取D（4）計(jì)算）計(jì)算f=C0D（5）顯微鏡看清透鏡表面的象，記下導(dǎo)軌刻度）顯微鏡看清透鏡表面的象，記下導(dǎo)軌刻度a2

45、Sf=a2-a140025. 001. 02103、測(cè)量誤差分析、測(cè)量誤差分析f=C0D=實(shí)際生產(chǎn)中，平行光管焦距實(shí)際生產(chǎn)中，平行光管焦距f0不一定正好等于名義尺寸不一定正好等于名義尺寸550mm，有時(shí)差，有時(shí)差10mm，為保證表中，為保證表中C0,k是一起校的。是一起校的。用一精密刻尺，長(zhǎng)度為用一精密刻尺，長(zhǎng)度為A，由顯微鏡直接讀數(shù)為，由顯微鏡直接讀數(shù)為D,則：則： D=AK 00ykDf00ykDffnnnnn0000ydykdkDdDfdffdf)(000yykkDDffff200222)()()()(yykkDDffffADk211使使K= 其中相對(duì)誤差其中相對(duì)誤差取取則：則：此外：此

46、外：f0f0/f/f0 0= =0.1% D D= =0.005 y0y0= =0.001 000ycf2222)1()1(ADkADkmmD005. 0mmA001. 0 A k/ k k/ k0.5X12 0.022%1X60.027% 5X1.20.086 %212例例（1）f=1200mm，=1X ， y=2.75 D=24（2） f=5mm, =5X , y=13.75, D=2.5解解: (1)(2)可見(jiàn)：可見(jiàn)：截距測(cè)量誤差：正透鏡截距測(cè)量誤差：正透鏡=1X ，5X：（：（0.1-0.4）mm 負(fù)透鏡負(fù)透鏡=0.5X ： （0.1-1）mm4、負(fù)透鏡測(cè)量、負(fù)透鏡測(cè)量對(duì)于負(fù)透鏡測(cè)量時(shí)

47、，顯微鏡工作距必須大于被測(cè)透鏡焦距，用低倍顯微物鏡。對(duì)于負(fù)透鏡測(cè)量時(shí)，顯微鏡工作距必須大于被測(cè)透鏡焦距，用低倍顯微物鏡。%2 . 0%24. 0)75. 2001. 0()100027. 0()24005. 0(%)1 . 0(2222ff%1 . 0%11. 0)75.13001. 0()100086. 0()5 . 2005. 0(%)1 . 0(2222ff%3 . 0ff2133-4-23-4-2精密測(cè)角法精密測(cè)角法1、測(cè)量原理、測(cè)量原理2、測(cè)量裝置及方法、測(cè)量裝置及方法1)裝置：測(cè)像儀式經(jīng)緯儀裝置：測(cè)像儀式經(jīng)緯儀2）方法：）方法：（1）將分劃析放在被測(cè)物鏡焦平面上）將分劃析放在被測(cè)物

48、鏡焦平面上（2）調(diào)整測(cè)象儀式望遠(yuǎn)鏡，使其望遠(yuǎn)鏡調(diào)焦看清被測(cè)物鏡分劃板，且刻線和被）調(diào)整測(cè)象儀式望遠(yuǎn)鏡，使其望遠(yuǎn)鏡調(diào)焦看清被測(cè)物鏡分劃板，且刻線和被測(cè)物鏡分劃板重合（調(diào)結(jié)者）測(cè)物鏡分劃板重合（調(diào)結(jié)者）（3）轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)角儀式經(jīng)緯儀，使之瞄準(zhǔn)被測(cè)物鏡分劃板一條放慢線，記下角度讀）轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)角儀式經(jīng)緯儀，使之瞄準(zhǔn)被測(cè)物鏡分劃板一條放慢線，記下角度讀數(shù)數(shù)a1,再轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)角儀式經(jīng)緯儀使之瞄準(zhǔn)中心刻線，或另一對(duì)稱刻線，記下角再轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)角儀式經(jīng)緯儀使之瞄準(zhǔn)中心刻線，或另一對(duì)稱刻線，記下角度讀數(shù)度讀數(shù)a0或或a2 2w=a2 a1 w=a0 a1（4）計(jì)算）計(jì)算 f=tgwy2143)誤差分析誤差分析lg f=lgy-lg

49、tgw 當(dāng)當(dāng)w1時(shí)，時(shí)，sin2w2w 則則 wdwydywwdwydydwtgwwydyfdf2sin2cossincos1)2sin2)(wwyyff22)2sin2()(wyfwyfff22)()(wywy215例：例：2y=20mm y y=0.001 2w=2“ w=1 2w=4251.8 w=2125.9=1285.9 解：解：f=1604.4mm精度：精度：不適于測(cè)負(fù)透鏡不適于測(cè)負(fù)透鏡 %08.0)9.12851()10001.0(22ff%05. 0ff2163-4-33-4-3附加透鏡法附加透鏡法1、原理、原理2、裝置及方法、裝置及方法1）裝置：平行光管，）裝置：平行光管，

50、口焦距的正透鏡，前置鏡口焦距的正透鏡，前置鏡2）方法：）方法： 將正、負(fù)透鏡構(gòu)成一組將正、負(fù)透鏡構(gòu)成一組 略望遠(yuǎn)系統(tǒng)，放在平行光管和前置鏡中間，略望遠(yuǎn)系統(tǒng)，放在平行光管和前置鏡中間，測(cè)出測(cè)出y 將正、負(fù)透鏡將正、負(fù)透鏡 掉，測(cè)掉，測(cè)y0 計(jì)算計(jì)算 01yyff正正正負(fù)10fyyf正負(fù)10fyyf2173、誤差分析、誤差分析例：前置鏡放大倍率例：前置鏡放大倍率=7X，平行光管平行光管f0=1200mm，玻羅板刻線，玻羅板刻線30、12、6、3(mm)，前置鏡測(cè)微目鏡最小格值為，前置鏡測(cè)微目鏡最小格值為0.0025mm解：測(cè)得最寬對(duì)刻線，則解：測(cè)得最寬對(duì)刻線，則y1 =4.71mm y2=3.01

51、8mm,f正正=220.2mm設(shè)設(shè)精度和焦距儀（放大率法）一樣：精度和焦距儀（放大率法）一樣：0.3% 222 211 222 )()()(fyyffyyf負(fù)負(fù)mmf1 .14174. 4018. 32 .220負(fù)%3 . 0正正ff005. 01 y001. 00y%3 . 0)018. 3001. 0()71. 4001. 0()103 . 0(2222負(fù)負(fù)ff218 3-4-4 3-4-4附加接筒法附加接筒法1、原理、原理2、裝置及方法、裝置及方法1）裝置：測(cè)微目鏡、承物臺(tái)、刻尺）裝置：測(cè)微目鏡、承物臺(tái)、刻尺2）方法：）方法：（1）被測(cè)物鏡擰在顯微鏡筒上，調(diào)使之成象在測(cè)微）被測(cè)物鏡擰在顯

52、微鏡筒上，調(diào)使之成象在測(cè)微目鏡分劃板上，測(cè)得目鏡分劃板上，測(cè)得y1（2）接上附加筒，用同樣方法測(cè)）接上附加筒，用同樣方法測(cè)y2（3）計(jì)算）計(jì)算 ;222111ffsfxffsfx211221effefss111yy222yy21ef2193)誤差分析誤差分析2111111212121)ln(lnlnydyydyydddedefdfef2222222ydyydyyd22 222222222 1222211222222121121211)()1()(yyyyfyyyyyyeef220例：例：y1=5.45 y1 =0.5 y2=6.28 y2 =0.5 e=28.45設(shè)：設(shè)：精度精度 但但 ，故，

53、故 高倍顯微鏡精度低，隨著顯微物鏡高倍顯微鏡精度低，隨著顯微物鏡 )(14.175 . 045. 55 . 028. 645.28mmf001. 01y005. 021yy01. 0e22222222222221107 . 2001. 018. 6005. 05 . 05 . 01104 . 2001. 045. 5005. 05 . 05 . 01%4 . 0%36. 0)104 . 2()107 . 2()9 .1056.121()45.2801. 0(222222ff%4 . 0fyf mmy8fffff2213-4-53-4-5平面光學(xué)零件最小焦距的測(cè)量平面光學(xué)零件最小焦距的測(cè)量一、概

54、述一、概述由于加工誤差及玻璃材料缺陷，平面零件（平行玻璃板及棱鏡）的光焦度不為由于加工誤差及玻璃材料缺陷，平面零件（平行玻璃板及棱鏡）的光焦度不為零，即具有一定的焦距，如將其放在物鏡前（如保護(hù)玻璃、濾光片、端部零，即具有一定的焦距，如將其放在物鏡前（如保護(hù)玻璃、濾光片、端部棱鏡等），將使整個(gè)系統(tǒng)焦距變化。影響測(cè)量精度，如一束基線測(cè)距儀中棱鏡等），將使整個(gè)系統(tǒng)焦距變化。影響測(cè)量精度，如一束基線測(cè)距儀中央棱鏡（反射鏡）央棱鏡（反射鏡）fmin1000y0 ,端部棱鏡：端部棱鏡：fmin2000米，航測(cè)相機(jī)及大地測(cè)米，航測(cè)相機(jī)及大地測(cè)量相機(jī)量相機(jī)fmin（5000-10000）米。）米。二、調(diào)焦距離

55、法二、調(diào)焦距離法1、測(cè)量原理、測(cè)量原理u xx=-f2u x0=f +fmin -du (f +fmin d )x= -f0 22 0minfxf222minxfxdxfxff2222、測(cè)量裝置及方法、測(cè)量裝置及方法1）裝置：平行光管，前置鏡）裝置：平行光管，前置鏡2）方法）方法（1）調(diào)平行光管，望遠(yuǎn)鏡（前置鏡）光軸基本重合）調(diào)平行光管，望遠(yuǎn)鏡（前置鏡）光軸基本重合（2）平行光管、前置鏡調(diào)焦無(wú)限遠(yuǎn)，記下前置鏡子套筒刻度）平行光管、前置鏡調(diào)焦無(wú)限遠(yuǎn)，記下前置鏡子套筒刻度a（3）放在被測(cè)平行玻璃板，調(diào)前系統(tǒng)伸縮筒，使之看清平行光管十字線成象，）放在被測(cè)平行玻璃板，調(diào)前系統(tǒng)伸縮筒，使之看清平行光管十字線成象，記下讀取記下讀取a2（4）計(jì)算：）計(jì)算：3、誤差分析、誤差分析1）誤