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刻度盘分类与规格

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刻度盘分类与规格

发布日期:2018-07-18 作者:泰兴市永兴滤布机械厂 点击:

分类与规格

标尺按毛坯材料一般分为金属标尺和玻璃标尺两类。在仪器中,前者采用反射式照明,后者采用透射式照明。一般短标尺多采用玻璃标尺,故光学仪器中玻璃标尺应用较广泛。玻璃标尺的基本系列见下表。

金属标尺

金属标尺具有以下特点:
1)一般金属尺坯加工较玻璃尺容易,尤其是长标尺。但要获得极高表面光洁度却比玻璃尺难得多;
2)金属尺的线膨胀系数与仪器整体及被测工件相接近,从这方面说,采用金属尺的仪器在使用中对温度条件要求较低。但目前已有线膨胀系数接近金属的玻璃材料(
  
);
3)金属尺的断面可做成较复杂的形状,以减小弯曲变形。
标尺在自重或外力作用下将产生弯曲变形,因而引起误差,其误差大小与标尺截面尺寸及其形状密切有关,如图:
标尺的弯曲变形标尺的弯曲变形
当标尺弯曲时,在中性层oo'上部受压,尺寸缩短,下部受拉,尺寸变长,只有中性层oo'长度不变。若将刻线刻在上表面或下表面。其尺寸都发生变化,只有刻在中性层上,对尺寸影响最小。所以,将金属标尺的横断面加工成“U”型或“H”型,将刻线刻在中性层上,如图:
金属标尺的截面形状(a、b为刻画面)金属标尺的截面形状(a、b为刻画面)
而玻璃标尺很难加工成复杂形状,一般为矩形断面。据资料介绍,有把玻璃标尺加工成梯形断面以减小弯曲变形,也有用简单形状胶合成“H”形的,如下图。其效果如何,有待进一步研究。
玻璃标尺的界面形状(a、b、c为刻画面)玻璃标尺的界面形状(a、b、c为刻画面)
综上所述,无论是抗温度变化或抗弯曲变形,金属标尺都优于玻璃标尺,所以,最精密的标尺是用金属制造的。

玻璃标尺

玻璃标尺的特点是:
1)能用透射光照明,其亮度及衬度都比用反射光的金属标尺好,这个优点在用光电自动读数时更突出;
2)可以获得良好的表面光洁度,因此,玻璃标尺的表面质量是很好的;
3) 可以将刻线面朝下安装,并加盖保护玻璃,因此,没有灰尘落在刻线面上,可长期保持清洁;
4)有利于照相复制。
因为具有上述优点,所以玻璃标尺还是得到广泛的应用,特别是200毫米以下的短标尺。如工具显微镜、测长仪、球径仪等大多采用玻璃标尺。
过去,玻璃标尺的材料常选用K9,其特点是加工性好,较硬不易划伤,但缺点是线膨胀系数a与钢相差较大,因而要得到准确的测量结果,仪器只有在20±1°C(甚至更苛刻的)恒温下使用。为克服此缺点,部颁布标准已规定玻璃材料采用与钢的线膨胀系数相近的F6,但F6玻璃较软,工艺性差。标尺的保护玻璃仍规定为K9
玻璃标尺的坯件及保护玻璃的形状和尺寸,部颁布标准中也有规定,见下图和下表。 [1] 
玻璃标尺和保护玻璃的形状和尺寸  单位:mm玻璃标尺和保护玻璃的形状和尺寸 单位:mm

标尺的误差与精度

编辑
影响标尺精度的主要因素有三:1)刻划误差;2)温度变化带来的误差;3)标尺受重力弯曲变形的误差。前一项主要取决于刻划机及刻划工艺。一般,标尺的刻划误差可分为短周期误差和长周期误差,是由刻划机造成的。部颁布标准巳对标尺的精度作了明确规定。按现定标尺的任意两分划线之间的最大不准确度分为五级,即:
1级 
 
微米
2级 
 
微米
3级 
 
微米
4级 
 
微米
5级 
 
微米
式中L为任意两分划线之间的距离(单位为毫米)。
第一机械工业部颁布了光学仪器用标尺的标准(JB2215-78),仪器的设计者应尽可能根据需要选择适当精度等级的标尺。但是,实际情况是高精度的标尺满足不了需要,常常用较低精度的标尺来代替,用误差修正表的方法,就是将标尺用精度较高的比长仪进行检定,将每条刻线的误差列成一表,使用时再根据此表进行修正。例:有一200毫米的标尺,在比长仪上分别测出0-1,0-2,……0-200,共200条刻线的误差值,列出一表随仪器附给用户,使用时即可据此表修正。如测得一个工件长度的两次读数分别为78.2194和11.6382毫米,用修正表对照数据作如下计算:
78.2194毫米:设由修正表查得刻划误差在78毫米处为-0.0005毫米,则修正后实际值为:
 
78毫米。
11.6382毫米:设由修正表查得刻划误差在11毫米处为+0.0008毫米,则修正后实际值为:
 
毫米。
所以,实际测量长度为
  
毫米。
由上例可见,使用修正表后,标尺的误差就不再取决于刻划误差,而决定于标尺的检定误差,从而提高了标尺的使用精度。目前,检定标尺用的光电比长仪一般能达到检定精度为±0.5微米。而我国有关计量单位已研制出激光干涉比长仪,测量1米范围的精度可达到±0.2微米。 [1] 

尺座的机械结构与调整

编辑
尺座的机械结构应保证标尺固定可靠又不产生内应力,并且刻划面与光轴垂直、刻线与标尺移动方向垂直。因此,在设计标尺机械结构时要充分考虑标尺的调整可能性,以满足上述基本要求,下面结合两个具体结构加以说明。
图为19JA万能工具显微镜纵向标尺座的机械结构图。标尺3支承在标尺座11里,标尺的刻划面朝下,以防止灰尘等脏物落在刻划面上,保护玻璃胶合在刻划面上。标尺在平面里的正确位置,靠三个螺钉2、12等来调节,为防止标尺变形或挤碎,调整螺钉对面的对应点采用弹性支点顶着。螺钉2进行左右调整,两个螺钉12进行前后调整。标尺在垂直面的正确位置是靠拧动四个调整螺母1。使整个标尺座上下移动来加以调整的。
19JA万能工具显微镜标尺座机械结构19JA万能工具显微镜标尺座机械结构
上图中:1——调整螺母 2——调整螺钉 3——标尺 4——弹簧片 5——螺钉 6——盖板 7——螺钉 8——内套 9——弹簧 10——外套 11——标尺座 12——调整螺钉(左右各一个)
下图为万能测长仪测量主轴上标尺机械结构图。标尺8与保护玻璃11联成一体装在测量主轴内,标尺的刻划面应通过测量主轴的轴线且应与光轴垂直,其正确位置是依靠调整调节螺钉7、9、10来实现,调节螺钉的对面的对应点采用弹簧螺钉5、6、12支撑,以防标尺变形或挤碎。可以看出,这两个结构都是符合运动学原理的设计,底面有三个约束点,侧面两个,端面一个。
上图中:1——固定长测头 2——测量主轴 3——平头螺钉 4——盖板 5、6、12——弹簧螺钉 7、9、10——调节螺钉 8——标尺 11——保护玻璃 [1] 

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