上海交通大學(xué)精品課程第四章角度及角位移測(cè)量(編輯修改稿)
2025-10-22 16:56 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 它們下母線的公切面與上工作面平行。在主體側(cè)面和前面分別裝有可供被測(cè)件定位用的側(cè)擋板 4和前擋板 3，它們分別垂直和平行于兩圓柱的軸心線。 正弦規(guī)按正弦原理工作，即在平板工作面與正弦規(guī)一側(cè)的圓柱之間安放一組尺寸為 H的量塊，使正弦規(guī)工作面相對(duì)于平板工作面的傾斜角度 ?0等于被測(cè)角 (錐 )度的公稱值， (如圖所示 )。量塊尺寸 H由下式?jīng)Q定 0s in /HL? ? 將被測(cè)件安放在正弦規(guī)工作面上，用正弦規(guī)前擋板或側(cè)擋板正確定位，使被測(cè)角位于與正弦規(guī)圓柱軸線垂直的平面內(nèi)。若被測(cè)角的實(shí)際值與公稱值一致， 則角度塊表面或圓錐的上素線與平板工作面平行；若被測(cè)角有偏差即 則在平臺(tái)上移動(dòng)測(cè)微計(jì)，可測(cè)得被測(cè)角上邊線兩端的高度差。設(shè)兩個(gè)測(cè)量位置的間距為 l(mm)，測(cè)微計(jì)在兩個(gè)位置的讀數(shù)值分別為 n n2(um)，則被測(cè)角偏差為 被測(cè)角度為： 0???21( ) /n n l?? ? ?0? ? ?? ? ?0? ? ?? ? ? 由此，用正弦規(guī)測(cè)量角度的誤差由標(biāo)準(zhǔn)角度 α 0的誤差和測(cè)量 Δα 時(shí)的誤差兩部分組成。 （ 1）標(biāo)準(zhǔn)角度 α 0的誤差主要由以下四項(xiàng)組成 1）正弦規(guī)兩圓柱中心偏差引起的誤差 δα 01。 兩圓柱中心矩偏差可用中心矩制造公差值 δ L（即偏差的最大值）來表示。如果采用高精度的測(cè)量方法將兩圓柱中心矩實(shí)際值 L測(cè)出，中心局偏差 Δ L引起的角度系統(tǒng)誤差即可被修正掉。 01tg LL??? ???2）所用量塊組的尺寸偏差 δ H引起的誤差 δα 02，它們之間的關(guān)系是 3）正弦規(guī)工作面對(duì)兩圓柱下公切面的平行度誤差 δ h引起的誤差 δα 03,它們之間的關(guān)系是 如果在第 1次測(cè)量以后，將量塊組換置在正弦規(guī)另一個(gè)圓柱下面，組成標(biāo)準(zhǔn)角后再進(jìn)行第 2次測(cè)量，并取兩次測(cè)得值的平均數(shù)作為測(cè)量結(jié)果，則可以消除 δ h引起的測(cè)角誤差。 02s e c HL?? ? ???031 hL?? ??4） 平板平面度誤差引起的誤差 δα 04 這里 δ p是指放置正弦規(guī)和量塊組區(qū)域內(nèi)的平面度誤差。應(yīng)將規(guī)程中所給整個(gè)平板的平面度誤差值適當(dāng)縮小，作為 δ p值。為提高正弦規(guī)測(cè)角精度，應(yīng)采用零級(jí)平板。 其他影響標(biāo)準(zhǔn)角度 α 0的誤差還有兩圓柱的幾何形狀誤差、平行度誤差、以及溫度誤差等，但影響均較小，可忽略不計(jì)。因此，標(biāo)準(zhǔn)角度的誤差為 04s e c pL?? ? ??2 2 2 20 0 1 0 2 0 3 0 4? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? 由前面幾式聯(lián)立可以看出，欲減小標(biāo)準(zhǔn)角度的誤差，需選擇兩圓柱中心矩 L較大的正弦規(guī)。而且被測(cè)角度α 越小時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)角度的精度越高。由于角度的正切與正割兩函數(shù)在超過 45o以后增加變快，為保證測(cè)角精度， 正弦規(guī)和平板間形成的標(biāo)準(zhǔn)角度不宜超過45o 。 環(huán)形激光器的基本結(jié)構(gòu)如圖所示，其由等邊三角形（或四邊形等）的光學(xué)諧振腔 1和位于腔管內(nèi)的氦一氖氣體放電管 4組成。諧振腔由腔管和反射鏡組成閉合回路，反射鏡 3是全反鏡，反射鏡 5允許少量光線透射。氣體放電管的兩端都發(fā)出激光，一束順時(shí)針方向傳播，另一束逆時(shí)針方向傳播，棱鏡 6將兩束光中透過反射鏡 5的部分合成一束，射向接收器。接收器由光電轉(zhuǎn)換元件和頻率檢測(cè)裝置組成。 其他測(cè)量方法 —— 環(huán)形激光器測(cè)量法 環(huán)形激光器結(jié)構(gòu)示意圖 1光學(xué)諧振腔 2全反鏡 3全反鏡 4氦 氖氣體放電管 5反射鏡 6棱鏡 如果環(huán)形激光器靜止不動(dòng)，則順時(shí)針傳播的光與逆時(shí)針傳播的光光程相等，均為激光器閉合腔長(zhǎng)度 L，因此它們具有相同的頻率 f。如果環(huán)形激光器以一定的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，則反向傳播的兩束光將產(chǎn)生光程查，且光程差的大小 Δ L與激光器旋轉(zhuǎn)的角速度 ω 成正比。由光程差 Δ L引起的兩束光的頻率差 Δ f與角速度 ω 的關(guān)系為 式中， A為環(huán)形激光器光路所包圍的面積，對(duì)一
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