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影响光学计的仪器精度的几个因素

下面介绍影响光学计的仪器精度的几个因素。
(1) 理论误差/光学杠杆放大比的非线性误差
在自准直仪中,测杆位移量S通过自准直光学系统放
大,反映在准直物镜焦面上的标尺象位移的放大比K为
K=tg2a
atga a 1-tg a 
。2f1
(2-1)
1
1-t=1+tg.a+tg'a+tga+·
因tga=二,是一个很小的量,所以,可以把tg'a以下的各
项高阶小量之和略去不计,则式(2-1) 可化简为
16
急位移量!为1-X5-2 (1+5)
 上式说明,测杆位移量S与象位移量/不成精确的线性
关系,放大比随着测杆位移量增加加速递增。制造单位为
 了简化工艺,光学计管上分期板的分划间隔是按照放大比
K'=2//a来等分刻制的,于是就引进了理论误差。
设”为测杆移功量S的假想象位移
1'=2/5/a 
则理论误差品;为
 6- (I-P') /K'. 2/ S 
g g5/2/ 5# 
(2 
如果以JD3光学计实际设计的物镜焦距/=204毫米,
 K'=80 来决定光学杠杆短臂a之值。
 当S-0. 10毫米时,按式(2-4) 求得8; -0. 038微米在
二端士0. 10毫米的位置上所引进最大偏差值28; -0. 076微
米,a-2//K'-2x204/80=5. 1毫米
反院为了降低该项误差的影响,国家标准规定在校正光学计
示值时,在士100格的位置上得到K=80. 应用二等量块时
 对分划板+100、0、-100三个位置进行调整,通过臂长“
的调整,使这三个位置的示值误差校正到“零”, 这时,a 比
名义值有改量增加,所以在+100、0、-100格的量值上无
理论误差,在其他位置上K均小于80.以上所连问题可参
阅图2-28, 直线4是仅器分划板上所表示的格数与测杆位 格,移到S.点
移的关系,曲线日为臂长a=5. 1毫米时未经调整的实际象
 米的误差值相
位移/与S的美系,曲线C是a经调整后的象位移曲线。良以证明,最夫
固件位移量S, 的实际象成在曲线C的b点,面在分划板上
是由C点读出S, 值所产生的误差
8S. =S. -S,
反映在分划板上的差值
81, =808S.
根据计算,在S≈±0. 058毫米处理论误差最大,其值为
8S. . ~0. 015微米
示值范围内最大理论误差8, =28S. . . ~0. 03微米,这样调
整后,理论误差减小了。可是由上图中看到,尽管通过a的调
整,使最大理论误差减小了很多,但这时S=±100格处,
放大比K=80, 不是最佳位置。如果把校正点的位置由±100
格,移到S.点(图2-29) , 使该最大误差8lm.x与S为0. 1毫
米的误差值相等,将把理论误差减至更小。S.为校正点。可
以证明,最大误差的位置在S. /✓3上,若8/. .x=81. . , , 可解
图2-29S. 点校正的理论误差
得S, =0. 0867毫米,修正后臂长a.=5. 102毫米,示值范
围内最大理论误差8: =0. 02微米。由以上分析,认为采用1、
1. 09毫米的二等量块来调校臂长更合理些。在光学计出厂检
定时,最大不正确度的检查也必须用1、1. 03、1. 06、1. 09
毫米的量块,所以并不增加装校工作的困难。
(2) 分划板分度误差
测量杆的位移是依靠分划板上标尺来读取量值的,故标
尺的分度累积误差将直接影响读数。生产单位确定它的制道
误差为3微米,将该值除以光学杠杆放大比K, 即为分划板
反映到被测量工件上的测量误差》。
8: =±3/80~士0. 04微米
(3) 基准误差
调整臂长a时,需要应用二等量块校正示值,于是量块的误差就带入到仪器中去了。

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