Cassification
讀數(shù)顯微鏡由于用途不同,其外形結(jié)構(gòu)亦有所不同,本文著重談談單獨使用的讀數(shù)顯微鏡,如圖1所示。
圖1讀數(shù)顯微鏡外形圖
一、儀器使用方法及注意事項
將儀器置于被測物體上,使被測部分有均勻但不刺眼的光線(可以是自然光線或燈光)照明,然后調(diào)節(jié)目鏡,使視場中能同時看清分劃板像和被測物體像。
1.如何測量
(1)孔徑類測量
這里主要指測量小圓孔或硬度試驗的圓形壓痕等。如圖2所示,測量時調(diào)整儀器位置,使分劃板橫絲大致穿過圓心,轉(zhuǎn)動鼓輪使豎絲與一邊相切并記錄讀數(shù)(如1.255mm),繼續(xù)轉(zhuǎn)動鼓輪與另一邊相切并記錄讀數(shù)(如2.460mm),則該圓的直徑為2.460-1.255=1.205mm。
圖2孔徑類測量示意圖
(2)線值類測量
這里主要指刻線寬度、刻線間距的測量。如圖3所示,現(xiàn)以刻線間距為例簡述如下,圖中虛線為被測對象。*步調(diào)整儀器,使儀器橫絲(豎絲)與刻線間距方向平行(垂直)。
圖3線值類測量示意圖
第二步進行測量,*,刻線有一定寬度,在顯微鏡下這一點表現(xiàn)得更為明顯,那么應該用刻線的哪個位置表征該線的位置呢?答案是刻線左邊緣與右邊緣讀數(shù)的平均值。轉(zhuǎn)動測微鼓輪瞄準*條刻線a的左側(cè)邊讀數(shù)得a1,繼續(xù)瞄準右側(cè)邊讀數(shù)得a2,同樣瞄準第二條刻線的左右邊讀數(shù)得b1和b2,則刻線間距為
2.測量中需注意的問題
(1)注意儀器的穩(wěn)固性
測量過程中,一定要確保儀器與被測對象之間不能有任何方向的位移,因此,測量時應設法將儀器與被測對象固定在一起??刹捎媚承A具,也可用橡皮泥等固定,總之視具體情況而定。
(2)注意消除儀器回程誤差的影響
任何螺旋測微類量儀都或多或少地存在回程誤差,主要表現(xiàn)在對同一目標瞄準時,從左側(cè)瞄準的讀數(shù)與從右側(cè)瞄準的讀數(shù)存在一定差值,這個值一般就稱為回程誤差。為此,在同一個測量過程中,應確保測微鼓輪的旋轉(zhuǎn)方向為一個方向,即開始時為順時針方向則整個測量過程都是順時針方向,反之亦然。如果旋轉(zhuǎn)過了頭,則要反方向多退回一定距離再重新按原方向旋轉(zhuǎn)瞄準。
二、儀器的校準與調(diào)整
1.鼓輪零刻線與分劃板零位的校準與調(diào)整
(1)對鼓輪零刻線與分劃板零位的校準
JJG571-2004之5.3.4對儀器的要求是,當十字絲豎絲對準毫米刻度尺的零刻線時,測微鼓輪的零位應對準指標線,其偏移量不超過
個分度,即0.2格。
校準時只需旋轉(zhuǎn)測微鼓輪使十字絲豎絲與毫米刻度尺零刻度線重合,讀取測微鼓輪的讀數(shù),≤0.2格時合格,>0.2格時則需進行調(diào)整。
(2)鼓輪零刻線與分劃板零位的調(diào)整
當測微鼓輪零位不符合要求時,先旋轉(zhuǎn)測微鼓輪將視場內(nèi)十字絲豎絲與毫米刻度尺零位重合,然后,在保持鼓輪不轉(zhuǎn)動的狀態(tài)下,用合適的螺絲刀旋松鼓輪上對稱排列的3個止緊螺絲;松開后將鼓輪的零位輕輕轉(zhuǎn)到指標線上,先輕微擰緊止緊螺絲,再次確認視場內(nèi)位置正確,就可以將止緊螺絲擰緊了。
調(diào)整后需再次校準,不合格時重復上述步驟,直至合格。
2.示值誤差校準與調(diào)整
(1)示值誤差的校準
JJG571-2004之4.8中的表1規(guī)定,分度值大于0.001mm的儀器,其示值誤差應小于等于分度值,即分度值為0.01mm,則示值誤差≤10μm。
具體校準方法參見JJG571-2004之6.3.12,這里不再贅述。
(2)示值誤差的調(diào)整
經(jīng)上述步驟校準后,如果結(jié)果示值仍超差,需先對校準數(shù)據(jù)進行分析,如果示值誤差隨受檢點尺寸增加而單方向增大或單方向減小,則可判斷為儀器物鏡的放大倍數(shù)不正確,并且此時才可以進行調(diào)整。如果示值誤差隨受檢點尺寸增加而變化無常、忽正忽負,則是儀器本身有問題,不屬于調(diào)整范圍。
為了說明物鏡的放大倍數(shù),筆者制作了如圖4所示的幾何光路圖,AB為被測物,A1B1為物鏡,F(xiàn) ′物為物鏡像方焦點,A′B′為分劃板和目鏡的物方焦點,f ′物為物鏡的像方焦距,Δ為物鏡與目鏡的光學間隔,經(jīng)簡單的數(shù)學推導得出物鏡的放大倍數(shù)M物可由下式求得:
圖4幾何光路示意圖
由于物鏡焦距f ′物基本不可調(diào)整,要調(diào)整M物只能改變Δ值,需增大M物,就增大Δ值,也就是增大物鏡與目鏡的間距,反之亦然。
判斷儀器示值誤差超差是M物過大還是過小,方法很簡單,根據(jù)示值誤差校準結(jié)果,正示值誤差表示M物大,需減小M物;負示值誤差表示M物小,需增大M物。
本文討論的儀器(見圖1),物鏡與物鏡筒一般由螺紋連接,連接處墊有墊圈。如果需減小M物,則需減小墊圈厚度;要增加M物,則要增加墊圈厚度。但需特別強調(diào)的是,調(diào)整的量一般很小,且不好量化,所以調(diào)整時需要一點點來。每調(diào)整一次,就要粗略校準一次,直至合格。
3.物距位置的校準
正常的儀器應該是當調(diào)整目鏡至清晰看到分劃板后,將儀器置于被測物平面上時,被測物像也能同樣清晰地成像在分劃板上。怎樣才算是zui清晰,在此介紹一個簡單的判斷方法:使眼睛在目鏡上輕微地左右擺動,看物體的像和分劃板間有無位移現(xiàn)象,如果有,說明有視差,物距不正確,需調(diào)整物距,直至調(diào)到物體的像和分劃板間無位移現(xiàn)象(即無視差)才為zui清晰。
如圖1所示的儀器鏡筒底座與鏡筒間由螺紋連接,并有3個對稱的止緊螺絲。當物距不對時,可旋松止緊螺絲,旋轉(zhuǎn)底座調(diào)整物鏡至被測物的間距,直至物體像zui清晰為止,然后擰緊止緊螺絲,儀器的物距調(diào)整完畢。
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