可调结构仪器工作台表面与测量轴线垂直性的定量调整方法

　　在长度计量仪器上进行精密比较测量时,必须对可调结构仪器工作台进行调整,使仪器工作台表面与测量轴线的垂直度达到允许的精度范围之内。通常测试人员只是通过高、低点的定性方式并根据经验进行调整,因而调整的准确性和调整速度都受到限制。为此,笔者在对仪器工作台的结构、调整原理和调整方法进行了比较深入研究之后,提出以仪器工作台高、低点的仪器读数之差为依据,通过仪器工作台调整时的动态变化过程间的几何关系,推导出了将仪器工作台表面调整为与测量轴线垂直时的高、低点仪器读数差δ与调整量t间的函数表达式,并提出以低点仪器示值为基准的定量方式的简便、快速调整方法,可在1min之内将仪器工作台表面与测量轴线的垂直度调整到允许的精度范围之内(δ≤0·3μm)。

　　1　可调结构仪器工作台的结构

　　可调结构仪器工作台的结构见图1。

　　图1a)为三点支承结构仪器工作台,其上层由三个支承点A、B、C支撑着,其中C是固定支承点, A和B是由两个微调螺钉构成的活动支承点;由AC和BC构成两条相互垂直的倾转轴线。(注意!将工作台安装在仪器底座的锥孔中时,一定要将倾转轴线AC和BC与操作者的左右、前后方位相一致)。通过调节微调螺钉A和B,可使仪器工作台表面与测量轴线垂直,达到仪器工作台的调整目的。图1b)为锥面支承结构仪器工作台,它是一个由环形锥面支承支撑着的活动工作台。通过相互垂直的前后和左右四个调整螺钉A、B、C、D来改变工作台相对于锥面支承的位置,可使仪器工作台表面与测量轴线垂直,从而达到仪器工作台的调整目的。

　　2　可调结构仪器工作台的调整原理

　　可调结构仪器工作台的调整原理是依据“一平面上两相交直线分别平行于另一平面上的两相交直线,则此两平面平行”的几何原理,并通过使装在测量轴线上平面测帽的端面与放置在仪器工作台上的量块的上表面平行调整,而达到调整的目的。仪器工作台的调整原理如图2所示。

　　由图2a)和图2b)均可看出,工作台实际表面EE′和与“理想表面”CC′相交于P(为方便叙述,本文把与测量轴线上测帽端面平行的仪器工作台表面称为“理想表面”,且工作台的实际表面、“理想表面”均指工作台上放置量块的上表面)。EE′和CC′重合的过程,点P也沿CC′移动,当EE′和CC′重合时,仪器工作台表面为“理想表面”。由点P所在的位置,即OP距离,可求出把倾斜的仪器工作台的实际表面调为“理想表面”时,测帽端面所移动的距离(调整量)t。由图2a)和图2b)均可得到: