计量检定类虚拟仿真实验  
 
亚微米级标准量块检定虚拟仿真实验
作者:admin     时间:2015-8-18 19:57:17   点击:365

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(一)、实验原理及装置

接触式干涉仪是应用光波干涉原理,将微小尺寸变化转变成干涉条纹的移动,从而实现微小尺寸测量的以一种高精度的比较测量的光学干涉仪器。

该实验应用于检定长度小于100mm的二等或二等以下量块,也可对150mm以下的精密工件的外尺寸作相对测量。标称长度大于100mm的量块,支撑点为艾利点,艾利点是距离量块两端面各为0.211L的位置,作用是为了使水平放置的物体在重力的作用下两端面仍能保持平行状态。

实验仪器和设备:接触式干涉仪,标准量块,被检量块

实验环境条件:温度20℃,大气压力101.325kPa。

(二)、实验方法与步骤

a)、从干燥箱中取出待检测的标准量块和待检定量块,放置在实验室盘子中进行等温2-4小时,同时将标准量块和待检定量块进行清洗、擦净。

b)、外观检测:目测检查量块测量面是否有碰伤或划痕,如有要修理再检定;

c)、量块长度和长度变动量的测量

寻找干涉条纹

放上滤色片,通过目镜头摆动扳手移开目镜,可以看到光源通过参考镜及反射镜反射回来的灯丝。用仪器所带的十字扳手旋转干涉仪的干涉带方向调节螺丝和宽度调节螺丝,直至看到两个灯丝象重合,移回目镜,就可观察到干涉条纹。

调焦

当干涉条纹不够清晰时,可以松开调焦旋钮,前后移动,可改变物镜的轴向位置,使其焦平面与分划板重合,即可调整清晰度。调整好后锁紧调焦调节旋钮。

调整干涉条纹与分划板刻线平行

若观察到干涉条纹与分划板不平行时,只要调节干涉带方向调节螺丝,直到使两者平行,然后拿掉滤色片。图2.25为干涉带方向及宽度调节示意图。

当测量杆在自由状态时,彩色条纹应位于标尺负方向,当按动提升杆使测量杆上升时,彩色干涉条纹应向标尺正向移动。若不是,则由于参考镜所形成的空气楔方向反了,可用十字扳手微旋干涉带宽度调节螺丝。旋转方向应使干涉条纹逐渐加宽而消失,再继续往同方向旋动,则楔角方向相反而逐渐增大,于是彩色干涉条纹重新又显现出来,并能够朝正确方向移动。

定度

放上滤色片,可以在视场中同时看到一系列单色干涉条纹m和分划板上的刻度线n。在接触式干涉仪中所产生的干涉条纹与分划板刻度尺没有直接关系,需通过定度,将光波长过渡到刻线格值上来,将波长与格值建立数值联系。

在图2.26这段长度范围内,共有干涉条纹m条,每个单色条纹间实际长度为λ/2,则这段长度共m×λ/2。在同样长度范围内,若共有分划板格值n格,每格分度值为i。

测量

定度后将单色光换成白光,将标准量块与被检量块成对地放在工作台上,将仪器调零。

测量数据处理