试验三用合象水平仪测量直线度误差 .pdf

试验三用合象水平仪测量直线度误差--第1页

实验三用合象水平仪测量直线度误差

一、实验器具光学合像水平仪

该仪器主要应用于测量平面和无柱面对水平的倾斜度，以及机床与光学机械

仪器的导轨或机座等的平面度、直线度和设备安装位置的正确度等。

主要技术指标：

分度值：0.01mm/m

最大测量范围：

±5mm/m

工作面长度：165毫

米

示值误差：±1毫米

／米范围内：

±0.01mm/m

全部测量范围内：图3－1合像水平仪结构图

±0.02mm/m

1、工作原理：合像水平仪是利用棱镜将水准器中的气泡象符合放大，来提高

读数的瞄准精度，利用杠杆、微动螺杆等传动机构进行读数。

2、仪器结构：合像水平仪结构如图2－10所示，主要由微动螺杆、螺母、度

盘、水准器、棱镜、放大镜、杠杆以及具有平面和V形工作面的底等组成。

3、使用方法：将合像水平仪安置在被测零件的表面上，由于被测表面的倾斜

而引起两气泡象的不重合。当转动度盘，使两气泡像重合时，即可通过读数机构

读出被测件表面实际倾斜读数，并按下式计算实际倾斜值：

实际倾斜值＝刻度值×支点距离×刻度盘读数

4、使用注意事项：

①使用前工作面要清洗干净。

②湿度变化对仪器中的水准器位置影响很大，固必须隔离热源。

③测量时旋转度盘要平稳，必须等两气泡像完全符合后方可读数。

二、测量原理与器具简介

为了控制机床、仪器导轨及长轴的直线度误差，常在给定平面（垂直平面或

水平平面）内进行检测，常用的测量器具有框式水平仪、合象水平仪、电子水平

仪和自准直仪等测定微小角度变化的精密量仪。

由于被测表面存在直线度误差，测量器具置于不同的被测部位上时，其倾斜

角将发生变化，若节距（相邻两点的距离）一经确定，这个微小倾角与被测两点

的高度差就有明确的函数关系，通过逐个节距的测量，得出每一变化的倾斜度，

经过作图或计算，即可求出被测表面的直线度误差值。合象水平仪因具有测量准

确、效率高、价格便宜、携带方便等特点，在直线度误差的检测工作中得到广泛

采用。

合象水平仪是利用棱镜将水准器中的气泡像复合放大，以提高读数时的对准

精度，利用杠杆和微动螺杆传动机构来提高读的精度和灵敏度,其工作原理见本

指导书第二篇。合象水平仪置于被测工件表面上，若被测两点相对自然水平线不

等高时，将引起两端的气泡像不重合，转动度盘使气泡像重合，此时合象水平仪

试验三用合象水平仪测量直线度误差--第1页

试验三用合象水平仪测量直线度误差--第2页

的读数值即为该两点相对自然水平面的高度差，刻度盘读数与桥板跨距L之间的

关系为：h=i•L•a

三、测量步骤

1、量出零件被测表面总长，将总长分为若干等分段（一般为6～12段）确定

每一段的长度（跨距）L，并按L调整可调桥板两圆柱的中心距。

2、将合像水平仪放于桥板上，然后将桥板从首点依次放在各等分点位置上进

行测量。到终点后，自终点再进行一次回测，回测时桥板不能调头，同一测点两

次读过的平均值为该点的测量数据。如某测点两次读数相差较大，说明测量情况

不正常，应查明原因并加以消除后重测。

测量时要注意每次移动桥板都要将后支点放在原来前支点处（桥板首尾衔接），

测量过程中不允许移动水平仪与桥板之间的相对位置。

3、从合象水平仪读数时，先从合像水平仪的侧面视窗处读得百位数，，再从