下面介紹影響光學計的儀器精度的幾個因素。
(1) 理論誤差/光學杠桿放大比的非線性誤差
在自準直儀中,測桿位移量S通過自準直光學系統放
大,反映在準直物鏡焦面上的標尺象位移的放大比K為
K=tg2a
atga a 1-tg a
。2f1
(2-1)
1
1-t=1+tg.a+tg'a+tga+·
因tga=二,是一個很小的量,所以,可以把tg'a以下的各
項高階小量之和略去不計,則式(2-1) 可化簡為
16
急位移量!為1-X5-2 (1+5)
上式說明,測桿位移量S與象位移量/不成精確的線性
關系,放大比隨著測桿位移量增加加速遞增。制造單位為
了簡化工藝,光學計管上分期板的分劃間隔是按照放大比
K'=2//a來等分刻制的,于是就引進了理論誤差。
設”為測桿移功量S的假想象位移
1'=2/5/a
則理論誤差品;為
6- (I-P') /K'. 2/ S
g g5/2/ 5#
(2
如果以JD3光學計實際設計的物鏡焦距/=204毫米,
K'=80 來決定光學杠桿短臂a之值。
期
當S-0. 10毫米時,按式(2-4) 求得8; -0. 038微米在
二端士0. 10毫米的位置上所引進較大偏差值28; -0. 076微
米,a-2//K'-2x204/80=5. 1毫米
反院為了降低該項誤差的影響,國家標準規定在校正光學計
示值時,在士100格的位置上得到K=80. 應用二等量塊時
對分劃板+100、0、-100三個位置進行調整,通過臂長“
的調整,使這三個位置的示值誤差校正到“零”, 這時,a 比
名義值有改量增加,所以在+100、0、-100格的量值上無
理論誤差,在其他位置上K均小于80.以上所連問題可參
閱圖2-28, 直線4是僅器分劃板上所表示的格數與測桿位 格,移到S.點
移的關系,曲線日為臂長a=5. 1毫米時未經調整的實際象
米的誤差值相
位移/與S的美系,曲線C是a經調整后的象位移曲線。良以證明,較夫
固件位移量S, 的實際象成在曲線C的b點,面在分劃板上
是由C點讀出S, 值所產生的誤差
8S. =S. -S,
反映在分劃板上的差值
81, =808S.
根據計算,在S≈±0. 058毫米處理論誤差較大,其值為
8S. . ~0. 015微米
示值范圍內較大理論誤差8, =28S. . . ~0. 03微米,這樣調
整后,理論誤差減小了??墒怯缮蠄D中看到,盡管通過a的調
整,使較大理論誤差減小了很多,但這時S=±100格處,
放大比K=80, 不是較佳位置。如果把校正點的位置由±100
格,移到S.點(圖2-29) , 使該較大誤差8lm.x與S為0. 1毫
米的誤差值相等,將把理論誤差減至更小。S.為校正點???/div>
以證明,較大誤差的位置在S. /?3上,若8/. .x=81. . , , 可解
圖2-29S. 點校正的理論誤差
得S, =0. 0867毫米,修正后臂長a.=5. 102毫米,示值范
圍內較大理論誤差8: =0. 02微米。由以上分析,認為采用1、
1. 09毫米的二等量塊來調校臂長更合理些。在光學計出廠檢
定時,較大不正確度的檢查也必須用1、1. 03、1. 06、1. 09
毫米的量塊,所以并不增加裝校工作的困難。
(2) 分劃板分度誤差
測量桿的位移是依靠分劃板上標尺來讀取量值的,故標
尺的分度累積誤差將直接影響讀數。生產單位確定它的制道
誤差為3微米,將該值除以光學杠桿放大比K, 即為分劃板
反映到被測量工件上的測量誤差》。
8: =±3/80~士0. 04微米
(3) 基準誤差
調整臂長a時,需要應用二等量塊校正示值,于是量塊的誤差就帶入到儀器中去了。