光隙法影响因素及其应用

王钧

【摘要】光隙法是直线度测量中较为简单易行的方法，本文对光隙法的两种分析方法、三种影响因素作了详细介绍，并列举了两个案例。

【关键词】光隙法；影响；应用

光隙法主要是用刀口形直尺以其刃口放在被检表面上，如被检表面不平直或并列两平面之间有微小的尺寸差异，则表面与刀口尺在接触处将有可见的光隙。利用此光隙来确定误差大小的检测方法，就叫光隙法。凡是小于0. 02mm的间隙，只要能产生可见光隙，都可以用光隙法检验。在常用的量具的检定中，多用光隙法来检测量具工作面的直线度、平面度以及垂直度和微差尺寸等许多项目。

图1 图2

当光隙值较大时，可用量块或塞尺测出其值；光隙值较小时，可通过与标准光隙比较来估读光隙量大小。还可以观察透光颜色判断间隙大小，若间隙大于2.5μm，透光颜色为白光；间隙为1～2μ时，透光颜色为红光；间隙为1μm时，透光颜色为蓝光；间隙小于1μm，透光颜色为紫光；间隙小于0.5μm，则不透光。

1分析方法

1.1标准光隙法

标准光隙法是利用尺寸依次差异为1um 或2um的3等量块研合在2级平晶上，再将0级刀口尺放在两端为等高的量块上，形成标准光隙。图1所示为尺寸差依次为2，4，6，8μm的光隙。然后再将0级刀口尺放在被检表面上，以所形成的光隙與标准光隙相比较，以最接近的标准光隙作为检测结果$要注意实测光隙与标准光隙形成的条件要相同，比如光源的形状与照度，被检表面的粗糙度等，这样才能保证检测精度。

1.2颜色估计法

当被检的缝隙较小时，可将0级刀口尺放在被检表面上，根据光隙的颜色直接估计缝隙的大小。一般有0.5μm的缝隙即可透光，0.8μm左右的光隙呈蓝色，（1.25～1.75）μm的光隙呈色，超过2μm或2.5μm的光隙呈白色。

2影响因素

2.1光源

光源的影响主要是光源的性质与照度。最好用光线柔和的日光灯作光源。白炽灯泡光线刺眼，且随着离光源的距离增加而很快的减弱，易使人观察缝隙时产生错觉。通常是采用平行光源或点光源。如图2所示，观察角β应略小于光源角α。也可在光源前加一块毛玻璃板，用漫射光照射。光源的照度对光隙的影响很大，照度与光源的强度与位置有关。经验表明，要看清1μm的缝隙，照度以800lx为宜。当用15，20或40W的荧光灯时，光源与缝隙的距离（60～90）mm为宜。照度的影响还与工件颜色与底衬有关，如黑色金属工件用白色底衬，间隙就比较清晰。

2.2检具条件

检具工作边（面）的宽度和表面粗糙度影响光隙的大小。工作边的宽度增大，最小可见光隙也增大。如图2所示方法，以工作边宽为0.2mm的直尺测量所见到光隙为标准。为了减少检测误差，应减小检具工作边（面）的宽度，或使构成标准光隙的条件与实测的条件相同。检具工作边（面）的表面粗糙度对光隙也有影响，一般要求其粗糙度Ra值不大于0·1μm。2.3被测表面

2.3被测表面

被测表面粗糙度对光隙也有影响。当被测表面的粗糙度Ra值不大于0.2μm时，用光隙法检测的间隙值与实际间隙基本相符。随着被测表面粗糙度的增大，检测的间隙值将小于实际间隙。故光隙法不宜用于检测粗糙表面。

光隙法的测量误差将随被测间隙的增大而增大。对（1～5）μm的实际光隙，光隙法的测量误差约为±1μm，对（5～10）μm的实际光隙，其测量误差约为±2μm。

3应用实例

3.1应用1——测量直线度公差

直线度公差：用于控制直线和轴线的形状误差，根据零件的功能要求，直线度可以分为在给定平面内，在给定方向上和在任意方向上三种情况。

如图3的图样标注，为测量在给定平面内的直线度公差，其检测方法如图4所示。

图3 图4

将平尺或刀口尺与被测素线直接接触，并使平尺和被测素线间的最大间隙为最小，这个最大间隙就是被测素线的直线度误差。测量若干条素线，取其中最大的误差值作为被测零件的直线度误差值。

应用2——用量规检测钢丝螺纹套

使被测表面与量规的测量面接触，后面放光源或采用自然光。当间隙小至一定程度时，由于光学衍射现象使透光成为有色光，间隙至0.5微米时还能看到透光。根据透光的颜色可判断间隙大小。间隙大小和不均匀程度即表示被测尺寸、形状或位置误差的大小，例如，用直尺检验直线度，用角尺和平板检验垂直度等。

参考文献

1刘群，光隙法，计量与测试技术，1976年，第六期

2方馗、钟嵘，光隙法的具体检测方法及影响因素分析，计量与测试技术，2011年，第一期

3董国乾、白凤民，标准光隙的建立及光隙法的应用，品牌与标准化，2010年，第八期