实验二-框式水平仪测量直线度误差

实验二框式水平仪测量直线度误差一、实验目的：1、掌握用水平仪测量垂直平面内的直线度误差的方法。2、掌握用作图法求直线度误差，用最小区域法评定直线度误差的方法。3、了解其他测量直线度误差的方法。二、实验内容：测量导轨直线度误差或测量平板一对角线的直线度误差。三、框式水平仪的结构、工作原理、读数方法：1、框式水平仪的结构框式水平仪一般是制成200mm×200mm的矩形框架，它们互相垂直平行，下方框边的上面装有一个水准器(密封的玻璃容器)，本实验用i=0.02mm／l000mm框式水平仪。水准器是一个具有一定曲率半径的圆弧形玻璃管，管内装有粘度很小的液体如乙醚或乙醇，不装满，留有一定长度的气泡，称水准气泡。我们就利用液体往低处流，气泡往高处跑的道理进行测量的。水准器玻璃管表面上的刻度相等，以圆弧中心相对称，其刻线间距为2mm。2、测量工作原理：以自然水平面为测量基准(摸拟理想要素)。用节距法(又称跨距法)对被测直线进行逐段测量，得到各段的读数然后经过数据处理，就可以用作图法或计算法求出误差值。3、水平仪的读数方法：实验采用双向读数法。双向读数法读数较准确。具体方法是：把水准器的刻度分成两大区间：二基线内为负区闭，二基线外为正区间。如下图所示。负区间正区间正区间基线气泡读数时．看气泡左基线相距几格，气泡右端相距右基线几格，分别以n左、n右表示，并带上“十”、“一”符号。气泡相对水平位置移动的格数由公式算出：N=±2nn(右）左（格）式中：n左一一气泡左端相距左基线几格n右一一气泡左端相距右基线几格N一一水平仪的实际移动格数(水平仪读数)。绝对值前面的“＋”、“－”符号的确定：我们约定，当整个气泡移向对称线的右边，绝对值前冠“＋”号，反之为“－”号。(a)(b)例如上图a的读数为：格—）（—1220N上图b的读数：格325.25.3N四、实验步骤1．将水平仪、桥板擦干净，将被测面去毛刺并擦净。2．初步调平被测表面（导轨、平尺、平板、工作台）。3．用节距法测量。桥板节距（跨距）l由被测长度L划分成若干等分段确定之，跨距l一般为100~250mm。将水平仪置于桥板上，从一端开始，逐段测量，做到相邻两段首尾相接。为使所作误差曲线图为实际形状误差的一致性，我们从左向右逐段进行测量。第一段的起点称为原点，第一段的末点是第1点，测得的读数表示该段末点相对起点的升降，将水平仪读数记于实验报告相应栏目中，然后将桥板连同水平仪滑移至第二段，使第一段末点（1点）与第二段的起点相衔接，就可测得第二点的读数。依此类推，直至测量完毕。4．对测得值进行数据处理，用作图法求直线度误差f_。例如水平仪的分度值为mm1000mm02.0i，桥板L=200mm，水平仪读数如下：第1段，+1.5格；第2段，+2格；第3段，0；第4段，－2格；第5段，－2格，试求该被测素线的f_。用包容区域为格值的数据处理法。根据下表作图3-5，从误差曲线图中可看出误差形状是向材料外凸起呢，还是向材料中凹下。测点序号i012345水平仪读数Ni(格)0+1.5+20－2－2相对原点读数累积值n1iNi（格）0+1.5+3.5+3.5+1.5－1.520040060080010001200（mm）N（格）+4+3+2+10-1-2N=3.8图3-5直线度误差曲线图（此图根据表格中数据绘制）按最小条件作包容区，得N包=3.8格，换算成线值是：f_=iLN=015.08.3200100002.0mm。也可以用包容区域为线值的数据处理方法来计算直线度误差，作出曲线图后求出最小包容区域，按比例取值，可得到被测素线的直线度误差f_。五、测量时注意事项1、使用水平仪要尽量避免人的体温对它的影响。2、测好一段．应推动板桥向后一测量段滑进，等气泡完全静止下来再读数。水平仪置于板桥上是作为一整体使用，测量过程中二者之间尽量不要发生相对移动。读数时要正对水平仪读取数值。3、作图力求准确，比例恰当，图面清晰。六、其他测量直线度误差的方法常用的测量直线度误差的方法有直尺法等。直尺法常用直尺、平尺等以光隙法和指示表法等进行测量。框式水平仪测量直线度误差属于重力法。