JJG 77-1983 干涉显微镜检定规程.pdf

中华人民共和国国家计量检定规程 J J G 7 7 - 1 9 8 3 干涉显微镜 I n t e r f e r e n c e Mi c r o s c o p e 1 9 8 3 一0 9 一3 0发布1 9 8 4 一1 0 一0 1 实施 国 家 计 量 局发 布 J J G 7 7 - 1 9 8 3 干涉显微镜检定规程 产 口. 。 . 一小 0 . 0 . 小0. 0 . 0 . 、 V e r i f i c a t i o n R e g u l a t i o n o f J J G 7 7 - 1 9 8 3 代替J J G 7 7 -1 9 7 6 I n t e r f e ren c e 、 . 0 . 0 . 口 . 口 . 口. 口. 口 . 口 本检定规程经国家计量局于1 9 8 3 年0 9 月3 0日 批准，并自1 9 8 4 年1 0 月0 1日 起施行。 归口单位:中国计量科学研究院 起草单位:中国计量科学研究院 本规程技术条文由起草单位负责解释 J J G 7 7 -1 9 8 3 本规程主要起草人: 金良元 参加起草人: 毛起广 ( 中国计量科学研究院) ( 中国计量科学研究院) .i .1 G 7 7 - 1 9 8 3 目录 一概述 检定项目和检定条件 检定要求和检定方法 四检定结果的处理 。 ， ( 1 ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( 3) 。 ( 4) ， 。 ( 9) 一一三 J J G 7 7 - 1 9 5 3 干涉显微镜检定规程 本规程适用于新制的、修理后和使用中的双光束干涉显微镜的检定。 一概述 双光束干涉显微镜由干涉和显微系统组成，主要用于v1 0 -v1 4 表面光洁度的测 量。目 前，常用的型式如图1 和图2 ，它们的光路系统简图分别如图3 和图4 0 图1 1 -调焦鼓轮; 2 -遮光屏; 3 一干涉带宽度、 方向调节螺钉; 4 , 5 一工 作台 纵横向 移动千分尺; 6 一工作台; 7 一光阂; 8 一光源; 9 -一 可换滤光片; 1 0 -测微目 镜;1 1 一照相机 J J G 7 7 - 1 9 8 3 1 -测微目 镜; 2 一目 视、 照相转换钮; 3 一照相机; 4 一光源; 5 一干涉带宽度调整钮; 6 -干涉带方向调整钮; 7 一参考镜微调螺丝; 8 一工作台高低移动 ( 调焦) 盘; 9 一工作台转动盘;1 0 -工作台平移盘;1 1 一工作台 图3 1 一光源; 2 -聚光镜; 3 一干涉滤光片; 4 一投影物镜; 5 一分光镜; 6 -补偿镜; 7 , 8 , 1 0 -物镜; 9 一参考镜; 1 1 , 1 4 一反射镜;1 2 -测微目 镜;1 3 -照相物镜;1 5 -影屏: 1 6 一孔径光阑;1 7 -视场光阑 J J G 7 7 - 1 9 8 3 1 一光源; 图4 3 , 4 一物镜组; 5 一目 镜组; 6 -照相物镜组; 7 一反射镜 ( 目 视、 照相转换) ; 8 -遮光板 ( 干涉、显微转换) ; 9 -参考镜; 1 0 -影屏 二检定项目和检定条件 1 仪器检定项目 和主要检定工具列于表1 0 裹 1 序号检定项目主要检定工具 检定类别 新制的修理后使用中 1外观 十十+ 2可动部分相互作用 十+ J J G 7 7 - 1 9 8 3 衰 1( 续) 序号检定项目主要检定工具 检定类别 新制的修理后使用中 3 侧微目 镜毫米刻线 与指标线相对位置 十十 4 侧徽目 镜示值误差万能工具显微镜 十+ 5光学系统成像质量 尺寸不小于5 m m的四等量块 + 6 干涉图象质量尺寸不小于5 rim 的四等量块 +十十 7工作台部分 尺寸不小于5 r n m的四等量块 十字线分划板 + 8照相装置十字线分划板 + 9 仪器示值误差单刻线样板 + 注: 表中 “ 十 ”表示检定; “ 一 ”表示可不检定。 2 检定室内的温度应为 ( 2 0 士 5 ) C， 被检仪器在室内平衡温度的时间应不少于2 4 h 检定前至少提前3 0 m in 开启仪器的照明光源。 三检定要求和检定方法 3 外观 3 . 1 要求 3 . 1 . 1 仪器的电镀表面不应脱皮， 漆面不应有脱落现象以及明显的颜色不均匀。 3 . 1 . 2 仪器的工作表面不应有影响使用的锈蚀、 划痕、 裂纹等缺陷， 所有读数部分的 数字、刻线应当清晰。 3 . 1 . 3 仪器视场内不应有霉、 雾以及影响测量的气泡、 麻点、 擦痕、 灰尘等疵病。 3 . 1 . 4 仪器应标有生产厂名 ( 或商标)和出厂编号。 使用中和修理后的仪器，允许有不影响使用质量的上述缺陷。 3 . 2 检定方法:目 力观察。 4 可动部分相互作用 4 . 1 要求 a J J G 7 7 - 1 9 8 3 4 . 1 . 1 仪器各可动部分使用时应顺畅、 平稳， 不应有卡住和突跳现象。 4 . 1 . 2 改变干涉条纹宽度和方向的机构，应能保证在任一位置时视场中只有 1 条干涉 条纹。对于修复和使用中的仪器，允许在垂直和水平两位置上检定， 并不多于两条干涉 条纹。 4 . 1 . 3 仪器的所有固紧螺丝的作用应可靠。 4 . 2 检定方法: 试验与观察。 5 测微目 镜的毫米刻线与指标线的相对位置。 5 . 1 要求: 测微目 镜的测微鼓轮指示零位时， 测微目 镜分划板的毫米刻线均应套在指 标线内。 5 . 2 检定方法: 试验与观察。 6 测微目 镜示值误差 6 . 1 要求:在任意一周 ( 1 m m)内应不超过0 . 0 0 5 m m;在全程 ( 8 m m)内应不超过 0 . 0 1 0 mmo 6 . 2 检定方法: 在万能工具显微镜上检定。将测微目 镜从仪器上取下， 并旋去它的目 镜头， 然后安装在万能工具显微镜的工作台上， 调整工作台使测微目 镜的十字线交点运 动方向与万能工具显微镜纵向 ( 或横向)行程平行。转动测微目 镜鼓轮对准零位。移动 万能工具显微镜的滑板使万能工具显微镜测角目 镜的米字线交点对准测微目 镜的十字线 交点 ( 图5 a ) ， 从万能工具显微镜的读数显微镜中读数， 然后依次转动测微目 镜鼓轮1 , 2 , 3 , 3 . 5 , 3 . 7 5 , 4 , 4 . 2 5 , 4 . 5 , 5 , 6 , 7 , 8 周 ( 如图5 b ) ， 并依次地在万能工具显 微镜上读数。每个读数减去第一点读数即为该点的实际值，测微鼓轮上的标称值与其实 际值之差即为该点的示值误差。这项检定应在正、反行程上进行， 全程内或任一周内的 示值误差应以该范围内 各点正反行程中的最大正误差及最大负误差的绝对值之和确定。 若各点的示值误差均是正值 ( 或负值)时， 则应以最大值与最小值之差确定。其大小不 应超过 6 . 1 款的要求。 图5 J J G 7 7 - 1 9 8 3 7 光学系统成像质量 7 . 1 要求: 仪器视场内干涉条纹与被测物体的像应同时清晰;对于图2 所示仪器，被 测物体的像与仪器视场下方的刀口 像应同时清晰。 7 . 2 检定方法: 将量块置于仪器工作台上， 调整仪器进行检查。 8 干涉图像的质量 8 . 1 要求 8 . 1 . 1 干涉图像应清晰。 8 . 1 . 2 当用测微目 镜观察时， 视场中干涉条纹的弯曲量对于使用中的仪器不应大于条 纹间隔的1 / 4 ; 对于新制的仪器不应大于1 / 5 。应在干涉条纹处于水平和垂直两个位置 上分别进行检定。 8 . 2 检定方法 8 . 2 . 1 选一尺寸不小于5 m m的四等量块置于仪器工作台上， 将干涉光路切断， 对准 量块进行调焦，直至视场内出现量块表面清晰的显微像， 然后打开干涉光路， 应能在视 场中部出现清晰的干涉条纹。当仪器用白光照明时， 在视场中部应能看见6 -8 根干涉 条纹， 其中彩色的条纹基本对称地排列在黑色条纹的两侧。当用单色光照明时， 干涉条 纹应充满整个视场，至少有5 0 %的干涉条纹清晰。 8 . 2 . 2 用测微目 镜十字线对准任一干涉条纹的中部 ( 图6 a ) ， 从测微鼓轮上读得a , ; 然后转动测微鼓轮， 使十字线与视场两边沿的同一条干涉条纹对准 ( 图6 b ) ， 读得a 2 ; 再用十字线对准相邻干涉条纹的中部 ( 图6 0， 读得a i o 图6 干涉条纹弯曲量 b为: a2一 al 口3一 口1 ( 1 ) 再测出当干涉条纹处于垂直位置时的弯曲量。 J J G 7 7 - 1 9 8 3 9 工作台部分 9 . 1 要求 9 . 1 . 1 工作台转动时， 干涉条纹间隔的变化不应大于1 0 %。 9 . 1 . 2 工作台移动时，对于图2 所示仪器，视场中央的白光干涉条纹应不越出视场; 对于图1 所示仪器， 在移动工作台1 0 m m范围内，物距变化不应大于仪器调焦鼓轮的 3 . 5 个刻度。 9 . 1 . 3 对于图2 所示仪器，工作台的回转中心与仪器光轴的最大偏离不超过0 . 0 3 n u n . 9 . 2 检定方法 9 . 2 . 1 将一尺寸不小于5 m m的四等量块置于仪器工作台上，用单色光照明，调整仪 器使视场内出现清晰的干涉条纹。 用测微目 镜测出任一相邻干涉条纹的间隔MI 。松开 工作台的固紧螺钉， 转动工作台， 每转动9 0 0 测量一次干涉条纹的间隔m 2 , m : 和m 4 , 取4 次测量中干涉条纹间隔的最大和最小值，按下式求得变化量 d的百分数: d=m ja * - m尘x 1 0 0 %( 2 ) 刀r 最小 9 . 2 . 2 锁紧工作台， 选用白光， 将黑色干涉条纹和处于测微目镜中央的十字线重合: 对于图2 所示仪器， 在一个方向 上移动工作台， 观察干涉条纹位置的变化， 不应越出视 场;对于图1 所示仪器， 移动工作台1 0 m m，同时观察干涉条纹对于十字线的偏移， 在 产生最大偏移的两处， 转动仪器的调焦鼓轮 ( 图1 中1 ) ，使干涉条纹重新与十字线重 合， 记下这两次调焦鼓轮的读数， 其差值不大于3 . 5 个刻度。 在垂直于前者工作台的另一个方向上重复上述检定过程。 9 . 2 . 3 将十字线分划板置于仪器工作台上， 对十字线分划板调焦， 直至在目 镜视场中 得到十字线的清晰像并和处于测微目 镜视场中央的十字线重合。转动工作台，测出两十 字线中心最大偏离值， 其值的一半不大于0 . 0 3 m m, 1 0 照相装置 1 0 . 1 要求: 照相屏幕上的影像应与目 镜视场中的像同样清晰， 且摄影中心与目 镜视场 中心应同轴， 其最大偏移值不超过2 mm, 1 0 . 2 检定方法: 将十字线分划板置于仪器工作台上， 对十字线分划板调焦， 使在视场 中得到清晰的像，并使其某一分划刻线和处于测微目 镜视场中央的十字线交点重合。然 后使分划板成像在影屏上， 观察成像质量并测出偏移值。以上也可以用直接照相进行检 定。 1 1 仪器示值误差 1 1 . 1 要求: 对于v1 0 样板， 示值误差为5 %; 对于V1 1 样板， 示值误差为1 0 %; 对于v1 2 样板，示值误差为1 6 %; 对于v1 3 样板， 示值误差为2 2 %。 7 J J G 7 7 - 1 9 8 3 检定时， 可选用其中两块样板， 一块相当于01 2 或01 3 ; 另一块相当于01 0 或0 2 检定方法 2 . 1 将单刻线样板置于仪器工作台上， 并进行调焦， 直至在视场中得到清晰的像。 2 . 2 移动仪器工作台， 使样板的主刻线两侧边缘标有两个压痕的部位处于视场中 如图7 0 主刻线 11111111央 图7图8 1 1 . 2 . 3 打开干涉光路， 选用白光， 调整焦距及干涉条纹的方向、 宽度， 使黑色干涉条 纹垂直于主刻线并通过两压痕。两相邻干涉条纹的目 视宽度约 ( 5 - 1 0 ) n u n . 1 1 . 2 . 4 改用单色光， 用测微目 镜 ( 如图8 )依次测得 N “ , , N “ 2 , N “ 3 , N “3 , N “ 2 , N “ , ， 分别取它们的平均值: N “ , +N 0 , 2 N, 2 +N“ 2 2 ( 3 ) .1.es砂.es NN N， ; +N刀 。 N 飞= 乙 以上为一次测量结果 按下式计算刻线深度 H = N3 一N2 N3 一N1 . 立 2( K m) ( 4 ) 式中:几 单色光的光波波长。 1 1 . 2 . 5 按1 1 . 2 . 4 项的方法对单刻线样板重复进行5 次测量， 每次重新调整仪器 得H