角度的实用基准及其测量.ppt

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1、本节主要内容：角度块及其测量方法多面棱体及其测量方法直角尺及其测量方法多齿分度盘及其测量方法度盘及其测量方法重点：角度块工作角的绝对测量法常角法、全组合法测多面棱体§3-2角度的实用基准及其测量任务：角度的实用基准的测量测量对象和被测量问题1：角度的实用基准有哪些？问题2：测角度基准的什么量？问题3：角度基准测量有什么特点？问题4：与长度测量有什么不同？测量单位和标准量角度单位-度高等级角度块高等级多面棱体高等级的度盘高等级直角尺、标准方铁测微仪测量方法检定规程测量方法测量仪器接触形式、定位、环境条件测量精

2、度方法精度仪器精度影响因素改善精度的措施角度块可以单独使用，也可以根据被测角度大小，由两块或三块角度块组合使用。一、角度块多值角度块单值角度块角度块与长度量块一样，也有各种不同工作角的角度块组合成套。成套的角度块常见有94块组、36块组和7块组三套。１、角度块工作角的绝对测量法（1）原理：与测角仪或分度头（台）的度盘相比较。图3-2(a)为测角仪的结构原理图。图3-2(a)测角仪结构图图3-2(b)为测角仪的光学系统和读数。在测角仪上测角有两种方法被测工作角α的实际值为：α＝180°-∣αA-αB∣（2）影

3、响测量精度的主要因素：有测角仪的分度误差，角度块工作面的平面度及表面粗糙度等。（3）提高测量精度的措施：可利用度盘刻线误差具有周期性的特点，在度盘均匀分布的多个位置上测量角度块工作角，取其算术平均值作为测量结果，以减少甚至消除度盘分度误差的影响。这种方法简便易行，故被广泛采用。但应注意，若被测角的补角不能整除360o，则度盘的分度误差不能全部消除，只是减少度盘分度误差的影响。还可以利用光学分度头或光学分度台对角度块工作角的测量。下图为投影光学分度头下图为光学分度头测量原理图通常在测角仪或自准式测角比较仪上进

4、行。对标准角度块的精度要求是：测量1级角度块时，标准角度块的检定极限误差在3″范围内。测量2级角度块时，标准角度块的检定极限误差在5″范围内。2、角度块工作角的相对测量法二、多面棱体1．结构形式：多面棱体是一个正多边形。计量工作中常用的多面棱体由偶数边组成，如4、6、8、12、24、36和72边等所组成棱体，也有9、40、45及90等几种。我国常用的为12面和24面棱体。材料：应有较好的稳定性，一般有金属和玻璃的两种。2．用途：多面棱体主要用于检定光学测角仪、光学分度头（台）等精密角度计量仪器；检定高精度的

5、蜗轮、齿轮等机械零件；也可以检验机床的分度精度。由于面数的限制，不能象光学度盘那样检验较小的分度。（一）简介3．角度精度：多面棱体的角度精度主要由检定精度决定，而其制造偏差允许稍大;其检定极限误差一般为0.5″～1″，工作角度的制造偏差可为3″～5″。4．其他质量要求：为了保证棱体的工作精度和自准直仪的成象质量，一般对棱体提出下述要求：工作面的平面度公差为0.06um；工作面表面粗糙度Ra不大于0.01um;工作面与基面垂直度公差为20″。相对基准:稳定的常角,不要求很准确，一般为棱体的一个工作角。测量:与

6、被检多面棱体在整圆范围内顺序与其他工作角进行比较测量，得到其他角相对此常角的偏差，再利用圆周封闭特性，求出常角的准确值，最后得到各工作角偏差。（二）多面棱体工作角的测量A．原理：如图3-7所示。1．常角法B．数据处理：在测量中，以自准直仪Ⅰ定位，用自准直仪Ⅱ进行读数，得n个读数值Δ1,……,Δn，设被测多面棱体的工作角为ψ，定角为A1，利用圆周封闭特性可求得定角A1为：Ａ1=(360°-∑Δi)/n被测多面体各工作面法线间的实际夹角为:ψi=Ai+Δi(i=1,2,···,n)2．全组合法A．原理：在上述以

7、A1为定角作相对基准进行比较，测完一周后，再将自准直仪Ⅰ、Ⅱ调整到其夹角等于多面棱体的两个工作角（即A2），如图2-8所示。然后以A2为定角作相对基准进行第二次比较测量，测完一周后，再将自准直仪Ⅰ、Ⅱ的夹角调整到等于多面棱体的三个工作角（即A3），再依次进行比较测量。重复上述操作，直到测完n-1个定角为止（n为多面棱体的棱数）。B．测量数据的处理方法：现以6面棱体为例说明。在第一个定角测量中，定角为A1，得：…………(3-6)在式（3-6）中，按顺序两式相减，得：…………(3-7)…………在第二个定角测量中

8、，定角为A2，得：(3-８)同理得下列方程组：…………(3-9)在第i个定角测量中，定角为…………(3-10)将式（3-7）、式（3-9）及式（3-10）中的第1式、第2式直至第6式分别相加，得：（3-11）…………由于圆周的封闭特性，则（3-12）…………得多面棱体各工作面法线间的实际夹角为：3．排列互比法（1）原理：将两个被测棱体（也可用其它圆分度器件）同轴安置进行整周测量，把其中一个棱体的各工作角作为常角看