用合像水平仪测量直线度误差

1、用合像水平仪测量直线度误差一、实验目的：1、 掌握直线度误差的测量及数据处理方法。 2、 学会合像水平仪测量直线度误差。二、实验内容：用合像水平仪测量直线度误差。三、 计量器具说明：合像水平仪是一种结构简单，使用方便的精密测角仪器。仪器其本参数如下：分度值 001mm/m底面长度过 166 mm 仪器外观见图2-1： 四、 合像水平仪的工作原理：合像水平仪是用来测量被测直线上某两点A、B对水平位置的高度差的仪器，如图2-2所示。合像水平仪的内部机构原理简图如图2-3（a）所示。当合像水平仪底板放置在水平位置时，调节读数手轮，使合像观察窗内水泡的像由图2-4（a）所示的不合像状态，调至图2-4（

2、b）所示的合像状态，此时，充水小管处于水平位置，微分简读数正好为0（图2-3（a）.当底板与水平位置存在一个倾角时（如图2-3（b）,调节读数手轮，测微螺杆将会带动充水小管绕铰链支点O旋转，当充水小管调至水平位置时，读数手轮上可读得一读数k.由于倾角很小， 若合像水平仪置于桥板上，而桥板两支点A 、B（图2-2）之间间距为L，则被测直线上B 点相对于A点对水平位置的高度差为： a) 用合像水平仪测量导轨直线度示例例如，要测量一个长度为1200 mm导轨的直线度误差，可选择桥板两支点间的长度为200 mm（桥板两支点间的长度是可调的，被测直线的长度应为桥板两支点间长度的整数倍）。如图2-5所示，

3、先将桥板及合像水平仪安放于位置，调节合像水平仪至合像，从读数标尺上可见此时指针介于3与4之间，而读数手轮上的值为52，此时合像水平仪的读数值为352格（读数手轮转一周，手轮上的刻度值走过100格，而读数标尺走过1格），这样就可测出测点1对测点0相对于水平位置的高度差；再将桥板移至位置，可测出测点2对测点1相对于水平 位置的高度差，如此重复6次，可获得6个测得值，将其记入表2-1中“顺测”栏。0测点是起始位置，是一个参考位置，记为0.表2-1：实验数据 （单位：格）测点0123456测得值顺测0353348350353351350回测0351350350351351348平均0352349350

4、352351349相对读数值0+2-10+2+1-1累加值0+2+1+1+3+4+3坐标变换量+1.5+2+2.5+3+3.5+4+4.5各点误差+1.50+1.5+2+0.50+1.5 回测是为了在一定程度上发现粗大误差，并使数据更加准确。回测时注意不要将合像水平仪掉头，按顺测时同样的方法再逐点往回测，即先测测点6对测点5相对水平位置的高度差，再测测点5相对测点4的高度差，如此测回被测直线的左端点。为了减少被测直线相对于水平位置的倾斜程度，可将第1至6各测点测得值减去同一个数（例中为350）得到所谓的“相对读数值”，它相当于将测出的直线绕测点0顺时针转动了一个角度，同时，数据减小后更方便作进

5、一步的处理。根据“相对读数值”可在坐标纸上描图出各点位置，然后连成一条折线，此即为被测的实际直线，如图2-6所示。“累加值”即为各点对水平位置的高度，（例如第4测点高度为3格）。 对图2-6中测出的实际直线用最小条件可找到它的理想直线的位置，该理想直线正好过测点1和测点5，据此可确定出该直线对应于每个测点处相对于水平位置的高度，记入表2-1中“坐标变换量”一栏。理想直线对应于每处的高度（即“坐标变换量”）减去该测点的实际高度（即“累加值”）即为各点的误差值。从表2-1可以看出，第3测点误差最大，为+2格，于是根据公式（2）可将此数作为k值代入，得到所求的直线度误差为 200mm×2格

6、× 0.01mm/m =0.004mm =4umb) 测量步骤：i. 顺测：在被测直线上确定各测点位置，将合像水平仪按从左至右的方向依次放于各测量位置上（读数手轮位于右边），在每个测量位置上调节读数手轮使合像水平仪合像，将测得的数据记录在实验报告相应的表格中。ii. 回测：按从右至左的方向将合像水平仪依次放于各测量位置（读数手轮仍然位于右边），测出各测点的数据记入实验报告相应的表格中（若同一测点顺测的数据与回测的数据有较大差异，应重新进行测量）。数据处理：按前面介绍的方法对测量数据时行处理，算出直线度误值。实验报告（二） 姓名： 同组者： 实验题目： 所用仪器： 名称： 基本参数： 被测工件： 长度： 分为： 段 点测量数据： 单位：（格）测点012345测量值顺测回测