HC99型数显精密测微自准直仪

设备概述：

HC99型数显精密测微自准直仪是一种高精度测量仪器，该仪器主要用于小角度的精密测量，如多面棱体、多齿分度台的检定，也可测量高精度导轨等精密零件的直线性、平行性、垂直性及相对位置。在精密测量和仪器检定中还可用于非接触式定位，可作自动测量。该仪器具有精度高、稳定性好、安装简单、使用方便等特点，是精密机械测量、仪器制造及相关科研、计量部门必不可少的检测仪器。

设备用途：

该仪器是一种应用光学自准直成象测微原理的高精度测角仪器，它利用光学自准直法，把角度量变成线值量，由微型线位移光栅传感器测出线值变化量，间接地把角度变化量测出来。它广泛用于小角度的精密测量。如：配合多面棱体用来检验各种分度圆（多点分度台、光学分度台、转台、测角仪等）的分度误差；测量导轨的直线度、精密平板的平面度、基面之间的垂直度和平行度、精密轴系的晃动误差等；同时还可以用来测量各种棱镜的角度差和平镜的平行差以及测量检验各种棱镜、平镜与装配基准面之间的角度误差。因此该仪器可以在机械制造业、精密仪器制造业、计量室、光学实验室、光学冷加工车间及光学仪器的装配、调整、检验等多方面广泛得到应用。

设备结构：

1.目镜2.光电头3.光源调节盖4.灯座5.光管座6.基座调节钉7.顶紧螺钉8.物镜9.反射镜10.调零旋钮11.功能键12.测试指示灯13.测量指示灯v

性能特点：

1）单方向测量和显示，将自准直光管旋转90°可测另一方向；

2）视场大，可以通过目镜观察经被测物反射的反射像，测量过程有直观性；

3）数字化的测量结果，小范围内具有调零功能；

4）测量精度高，测量分辨率高，测量灵敏度高；

5）体积小、重量轻、方便携带，适于现场测量；

工作原理：

（一）光机部分

本机运用自准直法为基本原理,通过光电瞄准对被测件的角位移进行精密测量。其光学系统如图v

1.光源2.毛玻璃3.聚光镜4.十字分划板5.立方棱镜6.物镜组7.反射镜8.立方棱镜9.刻度分化板10.目镜组11.振动狭缝12振子13聚光镜14光敏电阻

当光源透过位于物镜焦平面上的十字线，并通过物镜后，成一束与光轴平行的平行光射向平面反射镜。当反射镜垂直于光轴时，光线仍按原路返回，经物镜后仍成象在原十字线象上，与原目标重合。当反射镜位置与光轴产生倾斜，则反射回来的十字线象就产生相应一个位移量Δｓ，由Δｓ可得出反射镜的倾斜量Δα。按反射定律和几何光学原理，光线经反射镜后其偏转是反射镜倾斜角的２倍（如图所示）

（二）电路原理

电路原理如图四所示：

电路系统主要由振荡器、主放大器、相敏检波器、单片机电路、实验电路等部分组成。

振荡器产生38HZ信号，这是仪器的工作信号，它提供振子的振荡信号，相敏检波器的参考信号及实验电路的输入信号。

主放大器对原始测量信号进行放大及滤波，其放大倍数可变，并根据输入信号的大小自动控制。

检波电路实现对包含在测量信号中角度信号的提取，并送Ａ／Ｄ转换。

单片机电路完成对测量信号的最终处理及显示，并可实现对主放大器放大倍数的自动控制。其RS232接口可输出测量结果。

实验电路可产生与被测工件的偏转相当的信号，使电表显示正、负及零三种信号，相似于被测件的偏左、偏右及对中三种情况。利用这个信号可以方便地检查校对仪器，使整个电路在没有光电信号的情况下能正常工作。

技术指标：

标准配置：

1、 仪器主机1套

2、 光管1套

3、 自准器光管管架1台

4、 底脚3只

5、 数显电箱1个

6、 大反射镜　1个

7、 LED发光二极管1只

8、 0．5A保险丝2只

9、 随机文件1份

选配附件：

1、 微机与软件（自选）

2、 泰山青花岗岩工作台（自选）

3、 找象器

4、 直角五棱镜（25×25、40×40)两种自选

5、 金属多面棱体（自选）

6、 棱体心轴

7、 标准光学角规（±10"）

8、 多齿分度台（自选）

使用说明：

1、在使用前首先布置好光管与被测件上反射镜的相对位置，将光管的物镜中心基本上对准反射镜中心，光管与反射镜安置必须稳定，并要求光管与被测件放在同一基座上。

2、将光管上六芯插头插入电箱相应的插座，再将电箱接上电源线，然后打开电箱后面的电源开关，即可进行仪器初调。

3、上下移动光管（有条件者可借助找像器在视场内及时找到反射像），在目镜视场中找到反射十字像，用肉眼观察视场内亮度照明是否均匀，如发现有明显的明暗现象，则应调正发光二极管位置。一手持调节盖，一手左旋灯座，可旋松光源调节盖（见图1-3），前后适当移动灯头，见视场亮度最大且比较均匀后旋紧光源调节盖并锁紧灯头。请操作者注意视场亮度的强弱将直接影响光敏电阻接受能量的强弱，直接影响仪器灵敏度。当反射镜镜面面积缩小时，就会出现仪器示值不稳定甚至不显示，故光源位置的调整是仪器使用中的重要环节，要求视场越亮越好。如发现灯头仍松动，则表示与光电头相联的制紧螺母已松开，此时应将整个锁紧灯头拧紧，而后再松开调节盖重新调整灯头位置并固紧。（注意：测量中必须固紧灯头）。

4、对无经验的计量人员，视场亮度的调整也可借助于功能键进行。先将开关关掉，并按住面板上的功能键，再开电源开关即进入“光管功能”调整监视功能，数字表将显示表示光管相对“光学光能”的0——1024的数值，同时各指示灯以“流水式”循环亮暗作本特殊状态指示。此时重复上面方法，前后左右调整灯头位置和旋转灯头360°中至数显值最大时为（光能最强的）最佳位置后锁紧固定。按经验一般仪器在大反射镜（反射镜镜面直径大于光管通光口径）上调整时的“光学光能”数值应在500以上。
5、实际检测中应首先调整光管位置使物镜射出来的光束初瞄被测件的反射镜面上，进而调整被测件上的反射镜反回去的光对准自准直光管的物镜。最后通过目镜观察使十字象调至刻度分划板十字线的中间处并大致重合时，电箱即有数值显示。并请操作者注意在每次精密测试前必须考虑反射镜面与光轴垂直，否则有可能产生较大测量误差。最简单的调整方法是：当调整完十字反射像与刻度分划板像重合后，水平方向左右稍转动反射镜（或光管部分），如果十字反射像的水平线沿读数分划板水平线移动，则表示反射镜镜面与光轴垂直，反之不垂直。其后简便的方法是松开光管顶紧螺钉左右微转镜筒，使上下已偏位的十字反射像水平线与读数分划板水平线相重合，然后重复水平方向左右转动反射镜，直至两水平线重合移动位置，并锁紧镜筒，当再调整两个像重合后，仪器即可进入正式工作。当数显表出现“----”时，则表示反射像已移出工作范围或无反射像而停止工作。
6、按功能键，具有一般测量、平均值测量、测试（＋）、测试（０）、测试（－）共五个功能。其中绿灯亮表示一般正常测量按功能键，具有一般测量、平均值测量、测试（＋）、测试（０）、测试（－）共五个功能。其中绿灯亮表示一般正常测量值，接着按功能键,测量绿灯自动闪烁，表示平均测量值（3秒内8次采样去掉最大和最小值后的平均测量值）。三个测试功能（红灯亮）表示内信号的工作稳定性和左右对称情况。一般出厂时内信号已调至正、负对称、零位基本是零，如有一定偏差也不影响测量状态。
7、调零旋钮，在某些测量工作状态时，为便于使用者读数、计算、调整等方便，在零位附近可以微调至零。平时使用者可将旋钮调至中间为合适。一般调节旋钮在（０）测试键工作时读数为零的旋钮位置是表的真实零位。
8、为了保证仪器工作的可靠性，在仪器正式使用前，先将仪器预热半小时，然后即可进行正式测量。对于不稳定的电源系统，在仪器输入电源前应加一交流稳压器供电为妥。
9、99Ⅱ型数显自准直仪因物镜焦距较短，故当工作距离〉200mm时视场将会相应减小。。
10、图一为仪器检测水平方向直线性和水平角的示意图，对于垂直方向上的直线性和角值的测量可按图1安装位置，光管旋转90°即可。
11、如有需要将光管从基座拉出时，只要松开顶紧螺钉（图1－7）即可。

注意事项：
(1)仪器及被测量零件应放在较稳定的工作台上。工作环境应力求温度恒定，做测件与仪器中间不得有抖动的气流，如通风口、暖气片、电烙铁、台灯、人体温度等，应尽量避免其影响。
(2)观察表而镀反射膜的反射镜自准像应选择小功率灯泡，观察表面未镀反射膜的光学零件(如平行平板、棱镜等)的自准像则应选择功率大的灯泡，该仪器可使用6v5w以下的小灯泡。
(3)在可能的情况下每一个自准像多次瞄准所读取的读数取平均值计算可降低瞄准误差，提高仪器精度。一般取3～5次。

维护保养：
1.该仪器系精密光学仪器，应该由专人保管。使用者应了解仪器的原理、性能及使用方法。使用存放应十分小心，防止碰撞及振动。应保持工作环境的消洁及温度稳定。
2.仪器出厂时各部份均保证了良好的性能，除可调部份一般不能随意拆开调整。如发生故障应由有经验的人检修或送回制造厂家检修。
3.镜头及目镜的外露玻璃部分切忌手摸，应尽量少擦。如有灰尘可用软毛刷轻轻扫掉。如有印迹可用脱脂棉或镜头纸蘸少量的酒精乙醚的混合物歧丙酮等进行擦拭。
4.镜管及其它外露表面可用溶剂汽油清擦干净。仪器使用后应盖上护盖，若长时间不用应装入箱内并放平于干燥、温度适当之处进行保管。

5.光管的基座和反射镜的基座保持清洁，用毕后应擦净并涂防锈油。

6.光学零件不能接触油垢，一般不要随意擦洗，特别是反射镜表面严禁手摸。应用吹气球吹去灰尘或用毛笔轻轻拭去表面灰尘，然后用洁净的脱脂棉沾少许无水乙醇轻轻擦拭。

7.仪器在搬运和使用中应小心防止碰撞，在使用中避免振动。

8.在光电瞄准时如发现视场内光线暗淡仪器灵敏度明显下降时，应更换发光二极管。

9.光管及其电箱在出厂前是经过精密调正和检定过的，一般情况下不要随意拆装，应由专业检修人员进行检修。对于修理后的自准直仪应重新进行检定调正，合格后才能继续使用。