投影儀測(cè)量誤差產(chǎn)生的原因及其對(duì)策

投影儀測(cè)量誤差產(chǎn)生的原因及其對(duì)策

王樹剛

    投影儀的誤差主要是由投影屏上的成像質(zhì)量和工作臺(tái)的測(cè)量誤差產(chǎn)生的，主要有以下幾點(diǎn):
   
一、放大倍率誤差(光學(xué)系統(tǒng)誤差)
    1.產(chǎn)生原因
    主要是由于光學(xué)鏡頭在設(shè)計(jì)過程中及光學(xué)零件在加工制造過程中，因裝配不當(dāng)造成透鏡調(diào)焦誤差和像差而引起的，對(duì)測(cè)量準(zhǔn)確度影響很大。物鏡的焦距誤差直接影響放大倍數(shù)。光學(xué)系統(tǒng)的像差包括色差、球差、慧差、像散、畸變和場(chǎng)曲，這些都會(huì)影響成像質(zhì)量，特別是畸變和場(chǎng)曲將引起像的失真和輪廓模糊。
    2.對(duì)策
    毫米投影放大率的誤差是因?yàn)橐晥?chǎng)照明不均勻，表明燈絲不位于聚光鏡的焦面上，破壞了遠(yuǎn)心照明條件，從而引起調(diào)焦誤差所造成的放大率變化。在修復(fù)毫米投影放大率時(shí)，必須先調(diào)節(jié)好燈源。如果燈絲架是個(gè)歪頭，則無論如何是調(diào)節(jié)不好的，這時(shí)應(yīng)換只好燈泡。毫米投影放大率超差的原因除了燈源未調(diào)節(jié)好之外，還有可能是物鏡松動(dòng)或可調(diào)反射鏡走動(dòng)。先調(diào)節(jié)燈源并旋緊物鏡，如果仍存在放大率超差現(xiàn)象，則可判斷是由可調(diào)反射鏡走動(dòng)所造成的。現(xiàn)以新天投影儀JT5為例來說明。將可調(diào)反射鏡上方的蓋板卸下，調(diào)節(jié)可調(diào)反射鏡背后的4個(gè)螺釘，使毫米刻線像在清晰及平行于屏上分劃線的條件下改變距離，滿足正確的放大率。旋出周圍的3個(gè)小螺釘，旋進(jìn)中間的1個(gè)大螺釘時(shí)，將使反射鏡后退，且放大率向大的方向變化。反之，則放大率縮小。在調(diào)節(jié)時(shí)，應(yīng)微量調(diào)節(jié)，以防止反射鏡脫落。因光路在設(shè)計(jì)時(shí)已經(jīng)采用復(fù)合光路、多片透鏡組合來消除像差，所以在使用過程中對(duì)已經(jīng)裝配校準(zhǔn)好的儀器物鏡組不可隨意拆卸。
   
二、燈絲長(zhǎng)度的誤差
    1.產(chǎn)生原因
    光源的燈絲長(zhǎng)度不是一個(gè)點(diǎn)而具有一定的長(zhǎng)度。故光線經(jīng)聚光鏡后，光束不能與光軸平行，應(yīng)與光軸成一定角度，其最大的角度是在燈絲兩端發(fā)出的光線與光軸夾角為
   
    式中:l——燈絲長(zhǎng)度。
    顯然燈絲越長(zhǎng)，φ角越大。由于斜光束的影響，工件輪廓影像邊緣不清晰，讀數(shù)瞄準(zhǔn)困難，即對(duì)準(zhǔn)誤差增大，因而影響測(cè)量準(zhǔn)確度。但如果減小燈絲長(zhǎng)度將減弱照明強(qiáng)度。
    2.對(duì)策
    采用可調(diào)光圈來限制燈絲長(zhǎng)度，在滿足照明的原則下，盡量采用較小的光圈。
   
三、二次調(diào)焦誤差
    1.產(chǎn)生原因
    由于工作臺(tái)玻璃板與光軸不垂直或由于立柱與工作臺(tái)面不垂直而產(chǎn)生。
    二次調(diào)焦誤差:ΔL=H×tanα
    式中:H——二次調(diào)焦距離；α——立柱傾斜角度。
    2.對(duì)策
    可先檢測(cè)出立柱的傾斜度，這樣就可以將該誤差作為已知的系統(tǒng)誤差加以修正。
   
四、像傾斜、像模糊
    1.產(chǎn)生原因
    毫米刻尺在走動(dòng)和可調(diào)反射鏡的走動(dòng)都會(huì)引起像面傾斜和像模糊。物鏡的松動(dòng)也會(huì)造成像模糊。所謂像傾斜，是指刻線像與影屏分劃線不平行;所謂像面傾斜，是指像面與影屏面成一較大夾角，造成屏上的像部分清晰、部分模糊。
    2.對(duì)策
    遇到這些故障時(shí)，在排除油污等因素后，第一步是旋緊物鏡。若故障仍在，則選調(diào)毫米刻尺。調(diào)節(jié)刻尺下方兩個(gè)螺釘使其附近毫米分劃線清晰成像在屏上，再調(diào)下方另兩個(gè)螺釘使其附近毫米分劃線也清晰成像于屏上，反復(fù)調(diào)節(jié)直至所有毫米分劃線在該部位成像都同樣清晰。微米讀數(shù)窗內(nèi)的像傾斜主要是微米分劃板偏斜了一定角度。將讀數(shù)系統(tǒng)后方左側(cè)的防護(hù)罩取下，就可看到將微米分劃板座連接在讀數(shù)裝置上的螺釘。松開螺釘后，撥動(dòng)調(diào)節(jié)微米分劃板座，使分劃像平行于讀數(shù)窗的指標(biāo)線后，擰緊螺釘即可修復(fù)。
    作者單位【江蘇省無錫市計(jì)量測(cè)試中心】