立式光学计在实验教学中的误差分析与改进

张小勤 刘绍静

摘要：立式光学计测量工件尺寸误差，是各院校机械类专业《互换性与测量技术》这门课实验中一个重要的实验项目，对提高学生测量方面的实际能力具有重要的作用。結合实验教学情况，总结学生在实验过程中出现的问题，分析了实验过程等环节出现误差的原因，提出了应对策略，提高了学生的实验能力。

关键词：立式光学计；测量；误差

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）18-0262-03

一、立式光学计结构及工作原理[1]

立式光学计是一种精度较高而结构简单的常用光学测量仪。用量块作为长度基准，按比较测量法来测量各种工件的外尺寸。图1为立式光学计外形图。它由底座1、立柱5、支臂3、直角光管6和工作台11等几部分组成。光学计是利用光学杠杆放大原理进行测量的仪器，其光学系统如图2（b）所示。照明光线经反射镜1照射到刻度尺8上，再经直角棱镜2、物镜3、照射到反射镜4上，由于刻度尺8位于物镜3的焦平面上，故从刻度尺8上发出的光线经物镜3后成为平行光束。若反射镜4经物镜3之间相互平行，则反射光线折回到焦平面，刻度尺像7与刻度尺8对称。若被测尺寸变动使测杆5推动反射镜4绕支点转动某一角度α图2（a），则反射光线相对于入射光线偏转2α角度，从而使刻度尺像7产生位移t图2

由此说明，当测杆移动0.001mm时，在目镜中可见到0.96mm的位移量。

二、实验测量步骤及实验过程误差分析[2]

结合学生利用立式光学计测量工件的实际情况，针对整个测量过程中从实验操作到数据处理，全面分析各种误差产生的原因并加以改进，以提高测量准确度。……