辅助线在精密测量中的应用

　　早期仪器的玻璃线纹尺和玻璃分度盘存在着安装误差。很难发现线纹尺的读数运动方向与导轨运动方向平行度失调0.01。由于是二次误差,仅对测量数据而言影响不大,但分度盘汇聚中心与安装回转中心有误差影响就大了。

　　如偏心0.005对180的圆分度盘,将产生最大arctg0.005/90=0.19′的误差,对分度值为0.5′的分度头而言误差较大。为了消除偏心误差,高精度分度头采用对径读数方法解决安装误差,而分度值0.5′以上的仪器,不采用对径读数。

　　先后接触到分度值为0.1′、0.5′和1′的单头读数的分度头,有最大±0.15′、±0.4′、±1.2′的系统误差,分度盘直径分别为5250、5180、580,则偏心分度为0.005、0.010、0.014。原因是制造方面问题,按外圆找正不能消除偏心,只好采用两次对径安装,取两次测量平均值来解决偏心的问题,费时、费力。其实制造时在玻璃线纹尺和分度盘加上辅助线,调整困难问题即迎忍而解。具体方法介绍如下:

　　如图1所示,在线纹尺上加一条与mm刻线垂直的一条细长线。在同一个安装基准下完成mm刻线和细长线,长线就代表了读数的方向线。

　　分度盘加一个与分度线汇聚中心同心的圆刻线,在同一个安装基准下完成,则圆刻线的中心代表了分度线的汇聚中心。见图2。

　　线纹尺调整找正细长线;分度盘调整找正圆刻线即可。在读数显微镜的分划板上要加上指示双刻线。且分划板移动要有微调装置,见图3。

　　调整线纹尺与运动平行度可保证在3Lm之内,而圆分度中心与回转中心误差易保证在1.5Lm之内,这样对分度角度的影响,对上例则为±2.5″、±3.4″、±7.7″,系统误差大大减少,调整很方便。

　　此外,线纹尺辅助线还可检查导轨运动的平行度,圆分度辅助线还可以检查回转的跳动。如果该建议能被光学仪器制造厂家采纳,则是本文的目的。

　　辅助线在测量上也有很多用途。

　　1.圆弧样板测量通常可在万工显上进行

　　对于R>100的样板无法直接测量直径,常采用弓高弦长法。对于测量R=400的不完整圆弧样板,如图4所示。下式中L为弦长,H为弓高。

　　在万工显上测量,Lmax=200,H=12.702,按照万工显测量极限误差

　　纵向X=3+L/30,则L=9.67Lm,

　　横向Y=3+H/50,则H=3.25Lm,

　　代入式(1)得

　　R=106.2Lm,误差较大。

　　如在样板上做辅助线:如图4所示的虚线NP,距顶端约等于100mm,则L=529.150,显然,不能在万工显上直接测量,可以把L分成三份:需再加两条辅助线,与NP垂直相交A、B两点,最好三段长度相等。