HC99型數(shù)顯精密測微自準直儀

設備概述：

HC99型數(shù)顯精密測微自準直儀是一種高精度測量儀器，該儀器主要用于小角度的精密測量，如多面棱體、多齒分度臺的檢定，也可測量高精度導軌等精密零件的直線性、平行性、垂直性及相對位置。在精密測量和儀器檢定中還可用于非接觸式定位，可作自動測量。該儀器具有精度高、穩(wěn)定性好、安裝簡單、使用方便等特點，是精密機械測量、儀器制造及相關科研、計量部門必不可少的檢測儀器。

設備用途：

該儀器是一種應用光學自準直成象測微原理的高精度測角儀器，它利用光學自準直法，把角度量變成線值量，由微型線位移光柵傳感器測出線值變化量，間接地把角度變化量測出來。它廣泛用于小角度的精密測量。如：配合多面棱體用來檢驗各種分度圓（多點分度臺、光學分度臺、轉(zhuǎn)臺、測角儀等）的分度誤差；測量導軌的直線度、精密平板的平面度、基面之間的垂直度和平行度、精密軸系的晃動誤差等；同時還可以用來測量各種棱鏡的角度差和平鏡的平行差以及測量檢驗各種棱鏡、平鏡與裝配基準面之間的角度誤差。因此該儀器可以在機械制造業(yè)、精密儀器制造業(yè)、計量室、光學實驗室、光學冷加工車間及光學儀器的裝配、調(diào)整、檢驗等多方面廣泛得到應用。

設備結(jié)構(gòu)：

1.目鏡2.光電頭3.光源調(diào)節(jié)蓋4.燈座5.光管座6.基座調(diào)節(jié)釘7.頂緊螺釘8.物鏡9.反射鏡10.調(diào)零旋鈕11.功能鍵12.測試指示燈13.測量指示燈v

性能特點：

1）單方向測量和顯示，將自準直光管旋轉(zhuǎn)90°可測另一方向；

2）視場大，可以通過目鏡觀察經(jīng)被測物反射的反射像，測量過程有直觀性；

3）數(shù)字化的測量結(jié)果，小范圍內(nèi)具有調(diào)零功能；

4）測量精度高，測量分辨率高，測量靈敏度高；

5）體積小、重量輕、方便攜帶，適于現(xiàn)場測量；

工作原理：

（一）光機部分

本機運用自準直法為基本原理,通過光電瞄準對被測件的角位移進行精密測量。其光學系統(tǒng)如圖v

1.光源2.毛玻璃3.聚光鏡4.十字分劃板5.立方棱鏡6.物鏡組7.反射鏡8.立方棱鏡9.刻度分化板10.目鏡組11.振動狹縫12振子13聚光鏡14光敏電阻

當光源透過位于物鏡焦平面上的十字線，并通過物鏡后，成一束與光軸平行的平行光射向平面反射鏡。當反射鏡垂直于光軸時，光線仍按原路返回，經(jīng)物鏡后仍成象在原十字線象上，與原目標重合。當反射鏡位置與光軸產(chǎn)生傾斜，則反射回來的十字線象就產(chǎn)生相應一個位移量Δｓ，由Δｓ可得出反射鏡的傾斜量Δα。按反射定律和幾何光學原理，光線經(jīng)反射鏡后其偏轉(zhuǎn)是反射鏡傾斜角的２倍（如圖所示）

（二）電路原理

電路原理如圖四所示：

電路系統(tǒng)主要由振蕩器、主放大器、相敏檢波器、單片機電路、實驗電路等部分組成。

振蕩器產(chǎn)生38HZ信號，這是儀器的工作信號，它提供振子的振蕩信號，相敏檢波器的參考信號及實驗電路的輸入信號。

主放大器對原始測量信號進行放大及濾波，其放大倍數(shù)可變，并根據(jù)輸入信號的大小自動控制。

檢波電路實現(xiàn)對包含在測量信號中角度信號的提取，并送Ａ／Ｄ轉(zhuǎn)換。

單片機電路完成對測量信號的最終處理及顯示，并可實現(xiàn)對主放大器放大倍數(shù)的自動控制。其RS232接口可輸出測量結(jié)果。

實驗電路可產(chǎn)生與被測工件的偏轉(zhuǎn)相當?shù)男盘枺�使電表顯示正、負及零三種信號，相似于被測件的偏左、偏右及對中三種情況。利用這個信號可以方便地檢查校對儀器，使整個電路在沒有光電信號的情況下能正常工作。

技術指標：

標準配置：

1、 儀器主機1套

2、 光管1套

3、 自準器光管管架1臺

4、 底腳3只

5、 數(shù)顯電箱1個

6、 大反射鏡　1個

7、 LED發(fā)光二極管1只

8、 0．5A保險絲2只

9、 隨機文件1份

選配附件：

1、 微機與軟件（自選）

2、 泰山青花崗巖工作臺（自選）

3、 找象器

4、 直角五棱鏡（25×25、40×40)兩種自選

5、 金屬多面棱體（自選）

6、 棱體心軸

7、 標準光學角規(guī)（±10"）

8、 多齒分度臺（自選）

使用說明：

1、在使用前首先布置好光管與被測件上反射鏡的相對位置，將光管的物鏡中心基本上對準反射鏡中心，光管與反射鏡安置必須穩(wěn)定，并要求光管與被測件放在同一基座上。

2、將光管上六芯插頭插入電箱相應的插座，再將電箱接上電源線，然后打開電箱后面的電源開關，即可進行儀器初調(diào)。

3、上下移動光管（有條件者可借助找像器在視場內(nèi)及時找到反射像），在目鏡視場中找到反射十字像，用肉眼觀察視場內(nèi)亮度照明是否均勻，如發(fā)現(xiàn)有明顯的明暗現(xiàn)象，則應調(diào)正發(fā)光二極管位置。一手持調(diào)節(jié)蓋，一手左旋燈座，可旋松光源調(diào)節(jié)蓋（見圖1-3），前后適當移動燈頭，見視場亮度最大且比較均勻后旋緊光源調(diào)節(jié)蓋并鎖緊燈頭。請操作者注意視場亮度的強弱將直接影響光敏電阻接受能量的強弱，直接影響儀器靈敏度。當反射鏡鏡面面積縮小時，就會出現(xiàn)儀器示值不穩(wěn)定甚至不顯示，故光源位置的調(diào)整是儀器使用中的重要環(huán)節(jié)，要求視場越亮越好。如發(fā)現(xiàn)燈頭仍松動，則表示與光電頭相聯(lián)的制緊螺母已松開，此時應將整個鎖緊燈頭擰緊，而后再松開調(diào)節(jié)蓋重新調(diào)整燈頭位置并固緊。（注意：測量中必須固緊燈頭）。

4、對無經(jīng)驗的計量人員，視場亮度的調(diào)整也可借助于功能鍵進行。先將開關關掉，并按住面板上的功能鍵，再開電源開關即進入“光管功能”調(diào)整監(jiān)視功能，數(shù)字表將顯示表示光管相對“光學光能”的0——1024的數(shù)值，同時各指示燈以“流水式”循環(huán)亮暗作本特殊狀態(tài)指示。此時重復上面方法，前后左右調(diào)整燈頭位置和旋轉(zhuǎn)燈頭360°中至數(shù)顯值最大時為（光能最強的）最佳位置后鎖緊固定。按經(jīng)驗一般儀器在大反射鏡（反射鏡鏡面直徑大于光管通光口徑）上調(diào)整時的“光學光能”數(shù)值應在500以上。
5、實際檢測中應首先調(diào)整光管位置使物鏡射出來的光束初瞄被測件的反射鏡面上，進而調(diào)整被測件上的反射鏡反回去的光對準自準直光管的物鏡。最后通過目鏡觀察使十字象調(diào)至刻度分劃板十字線的中間處并大致重合時，電箱即有數(shù)值顯示。并請操作者注意在每次精密測試前必須考慮反射鏡面與光軸垂直，否則有可能產(chǎn)生較大測量誤差。最簡單的調(diào)整方法是：當調(diào)整完十字反射像與刻度分劃板像重合后，水平方向左右稍轉(zhuǎn)動反射鏡（或光管部分），如果十字反射像的水平線沿讀數(shù)分劃板水平線移動，則表示反射鏡鏡面與光軸垂直，反之不垂直。其后簡便的方法是松開光管頂緊螺釘左右微轉(zhuǎn)鏡筒，使上下已偏位的十字反射像水平線與讀數(shù)分劃板水平線相重合，然后重復水平方向左右轉(zhuǎn)動反射鏡，直至兩水平線重合移動位置，并鎖緊鏡筒，當再調(diào)整兩個像重合后，儀器即可進入正式工作。當數(shù)顯表出現(xiàn)“----”時，則表示反射像已移出工作范圍或無反射像而停止工作。
6、按功能鍵，具有一般測量、平均值測量、測試（＋）、測試（０）、測試（－）共五個功能。其中綠燈亮表示一般正常測量按功能鍵，具有一般測量、平均值測量、測試（＋）、測試（０）、測試（－）共五個功能。其中綠燈亮表示一般正常測量值，接著按功能鍵,測量綠燈自動閃爍，表示平均測量值（3秒內(nèi)8次采樣去掉最大和最小值后的平均測量值）。三個測試功能（紅燈亮）表示內(nèi)信號的工作穩(wěn)定性和左右對稱情況。一般出廠時內(nèi)信號已調(diào)至正、負對稱、零位基本是零，如有一定偏差也不影響測量狀態(tài)。
7、調(diào)零旋鈕，在某些測量工作狀態(tài)時，為便于使用者讀數(shù)、計算、調(diào)整等方便，在零位附近可以微調(diào)至零。平時使用者可將旋鈕調(diào)至中間為合適。一般調(diào)節(jié)旋鈕在（０）測試鍵工作時讀數(shù)為零的旋鈕位置是表的真實零位。
8、為了保證儀器工作的可靠性，在儀器正式使用前，先將儀器預熱半小時，然后即可進行正式測量。對于不穩(wěn)定的電源系統(tǒng)，在儀器輸入電源前應加一交流穩(wěn)壓器供電為妥。
9、99Ⅱ型數(shù)顯自準直儀因物鏡焦距較短，故當工作距離〉200mm時視場將會相應減小。。
10、圖一為儀器檢測水平方向直線性和水平角的示意圖，對于垂直方向上的直線性和角值的測量可按圖1安裝位置，光管旋轉(zhuǎn)90°即可。
11、如有需要將光管從基座拉出時，只要松開頂緊螺釘（圖1－7）即可。

注意事項：
(1)儀器及被測量零件應放在較穩(wěn)定的工作臺上。工作環(huán)境應力求溫度恒定，做測件與儀器中間不得有抖動的氣流，如通風口、暖氣片、電烙鐵、臺燈、人體溫度等，應盡量避免其影響。
(2)觀察表而鍍反射膜的反射鏡自準像應選擇小功率燈泡，觀察表面未鍍反射膜的光學零件(如平行平板、棱鏡等)的自準像則應選擇功率大的燈泡，該儀器可使用6v5w以下的小燈泡。
(3)在可能的情況下每一個自準像多次瞄準所讀取的讀數(shù)取平均值計算可降低瞄準誤差，提高儀器精度。一般取3～5次。

維護保養(yǎng)：
1.該儀器系精密光學儀器，應該由專人保管。使用者應了解儀器的原理、性能及使用方法。使用存放應十分小心，防止碰撞及振動。應保持工作環(huán)境的消潔及溫度穩(wěn)定。
2.儀器出廠時各部份均保證了良好的性能，除可調(diào)部份一般不能隨意拆開調(diào)整。如發(fā)生故障應由有經(jīng)驗的人檢修或送回制造廠家檢修。
3.鏡頭及目鏡的外露玻璃部分切忌手摸，應盡量少擦。如有灰塵可用軟毛刷輕輕掃掉。如有印跡可用脫脂棉或鏡頭紙蘸少量的酒精乙醚的混合物歧丙酮等進行擦拭。
4.鏡管及其它外露表面可用溶劑汽油清擦干凈。儀器使用后應蓋上護蓋，若長時間不用應裝入箱內(nèi)并放平于干燥、溫度適當之處進行保管。

5.光管的基座和反射鏡的基座保持清潔，用畢后應擦凈并涂防銹油。

6.光學零件不能接觸油垢，一般不要隨意擦洗，特別是反射鏡表面嚴禁手摸。應用吹氣球吹去灰塵或用毛筆輕輕拭去表面灰塵，然后用潔凈的脫脂棉沾少許無水乙醇輕輕擦拭。

7.儀器在搬運和使用中應小心防止碰撞，在使用中避免振動。

8.在光電瞄準時如發(fā)現(xiàn)視場內(nèi)光線暗淡儀器靈敏度明顯下降時，應更換發(fā)光二極管。

9.光管及其電箱在出廠前是經(jīng)過精密調(diào)正和檢定過的，一般情況下不要隨意拆裝，應由專業(yè)檢修人員進行檢修。對于修理后的自準直儀應重新進行檢定調(diào)正，合格后才能繼續(xù)使用。