河南科技大学《误差理论与数据处理》实验指导书.doc

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1、.误差理论与数据处理实验指导书科技大学机电工程学院..目录实验一滚动轴承外圈直径的等精度测量和不等精度测量1实验二　用正弦尺测量圆锥角3实验三　直线度误差测量及最小二乘法处理5实验四弓高弦长法测量圆弧直径6实验五　测量误差的相关性分析9实验报告一滚动轴承外圈直径的等精度测量和不等精度测量10实验报告二　用正弦尺测量圆锥角11实验报告三　直线度误差测量及最小二乘法处理12实验报告四　弓高弦长法测量圆弧直径13实验报告五　误差相关性分析14..实验一滚动轴承外圈直径的等精度测量和不等精度测量一、实验目的1．通过用不同的仪器对滚动轴承外圈直径的测量，掌握等精度和不等精度测量的数据处理方法；2．了解

2、立式光学比较仪和其他常用计量器具的结构原理并熟悉它的使用方法；3．熟悉量块的使用方法及其维护方法。二、仪器简介本实验所用的仪器包括投影立式光学比较仪、普通外径千分尺和数显外径千分尺等。这里主要介绍投影立式光学比较仪的测量原理和使用方法，其他仪器从略。投影立式光学比较仪（也称立式光学计，见图１－１）是一种精度较高的光学测量仪器，适用于对外尺寸进行精密测量。它主要由底座2、立柱3、横臂5、测量光管13和工作台16等部分组成。图１－1投影立式光学比较仪1－6V15W变压器；2－底座；3－立柱　4－横臂升降螺母；5－横臂；6－横臂固紧螺钉　7－细调偏心轮；8－微调螺旋；9－投影灯；10－投影读数屏；

3、11－托圈固紧螺钉；12－测量管固紧螺钉；13－测量光管；14－测杆提升器；15－测帽；16－工作台；17－调整螺钉（共四个）图1－2投影光学比较仪的光学系统1－15W灯泡；2－聚光镜；3－直角棱镜4－投影物镜；5－反射镜；6－滤光片；7－隔热片；8－分划板；9－反射棱镜；10－投影屏11－读数放大镜；12－准直物镜；13－平面反射镜；14－测量杆；15－测帽图1－2是投影式立式光学比较仪的光学系统，由灯泡1发出的光线经过聚光镜2、滤光片6和隔热片7照亮分划板8上的刻度线，再通过反射棱镜9后射向准直物镜12。由于分划板8的刻线面置于准直物镜12的焦平面上，所以成像光束通过12后成为一束平行光

4、射向平面反射镜13。光束从反射镜13反射回来后，被反射棱镜9反射成像在投影物镜4的物平面上，通过投影物镜4、直角棱镜3和反射镜5成像在投影屏10上，通过读数放大镜11可观察投影屏10上的刻线影象。光学比较仪的测量原理如图1－3所示，从物镜焦点c发出的光线，经物镜后变成一束平行光，投射到平面反射镜P上，若平面反射镜P垂直于物镜主光轴，则从反射镜P反射回来的光束由原光路回到焦点C，像点C′与焦点C重合(即刻线尺上零刻线的像与固定指示线重合，量仪示值为零)。如果被测尺寸变动使测杆产生微小的直线位移s，推动反射镜P绕支点O转动一个角度，则反射镜P与物镜主光轴不垂直，反射光束与入射光束间的夹角为2，经

5、物镜光束汇聚于像点..，从而使刻线尺影像产生位移l。根据刻线尺影像相对于固定指示线的位移的大小即可判断被测尺寸的变动量。点与C点的距离l的计算公式如下：式中f——物镜的焦距;——反射镜偏转角度。测杆位移s与反射镜偏转角度的关系为：式中b——测杆到支点O的距离。这样，刻线尺影像位移l对测杆位移s的比值即为光管的放大倍数n，计算公式为:由于角很小，取，仪器光管中物镜的焦距f=200mm，测杆到平面反射镜支点的距离b=5mm。则图1－3光学比较仪测量原理由于目镜的放大倍数为12，则测量仪的放大倍数K＝12n＝960。光管中分划板上刻线尺的刻度间距c为0.08mm，人眼从投影屏中看到的刻线尺影像的刻

6、度间距a=12c＝12×0．08＝0.96mm，因此量仪的分度值为量仪的示值围为；测量围为0～180mm。一、实验步骤将被测轴承套圈擦洗干净，分别用投影式光学比较仪、普通外径千分尺和数显外径千分尺进行重复测量，将测量数据计入实验报告一中。1．用投影式光学比较仪测量（参看图1－1）（1）按被测零件的基本尺寸选择量块，用汽油擦洗干净，并研合成量块组。（2）通过变压器接通电源。（3）调整仪器零位。将量块置于工作台中央，并使测量头对准量块工作面中心，按“粗调、细调和微调”的顺序进行零位调整，方法如下：粗调：松开螺钉6，转动螺母4，使横臂5缓慢下降，当测头与量块表面几乎接触时（不超过1mm），再将螺钉

7、6拧紧；细调：松开螺钉12，转动偏心轮7，使测量管缓慢下降至测头与量块接触，从投影屏中看到标尺影像并使零刻线的与固定指示线基本重合（不超过±5μm），再将12拧紧；微调：转动微调螺旋8，使标尺零刻线与固定指示线完全重合。并按压测杆提升器14数次，检查示值稳定性，零位变化应不超过l／10格，否则应寻找原因，重新调零。（4）按下测杆提升器14，取下量块组，放上被测工件，缓慢滚动工件，读取最大示值，该示值即为工件相