如何提高用精密光學(xué)計(jì)或接觸式干涉儀檢定塊規(guī)精度的探索

●　晉中市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試所　張卓

如何提高用精密光學(xué)計(jì)或接觸式干涉儀檢定塊規(guī)精度的探索

●晉中市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試所張卓

精密光學(xué)計(jì)和接觸式干涉儀都屬于高精度比較式端度儀器。工作臺(tái)部分結(jié)構(gòu)基本相同，操作方法也相似。接觸式干涉儀常用于檢定二、三等塊規(guī)，精密光學(xué)計(jì)常用于檢定三、四等塊規(guī)。

精密光學(xué)計(jì)接觸式干涉儀

精密光學(xué)計(jì)和接觸式干涉儀都屬于高精度比較式端度儀器。工作臺(tái)部分結(jié)構(gòu)基本相同，操作方法也相似。接觸式干涉儀常用于檢定二、三等塊規(guī)，精密光學(xué)計(jì)常用于檢定三、四等塊規(guī)。

塊規(guī)的準(zhǔn)備

清洗好被測(cè)塊規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)塊規(guī)，并檢查塊規(guī)測(cè)量面的表面質(zhì)量是否合格。將它們按尺寸排列放在儀器附近進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間等溫。

測(cè)帽和主工作臺(tái)的選擇

一般選用球面測(cè)帽和五筋平臺(tái)。球形測(cè)帽表面應(yīng)光潔無(wú)毛刺，以免劃傷塊規(guī)。五筋平臺(tái)的中筋應(yīng)略高于其余四筋0.6μm～0.4μm，檢查時(shí)，觀察儀器示值變化0.8μm～1.2μm即可。

有的薄塊規(guī)彎曲度可能大于1μm，這樣五筋平臺(tái)塊規(guī)凸面向上時(shí)，塊規(guī)中心點(diǎn)與五筋的中筋不接觸，則測(cè)出的中心長(zhǎng)度將偏大。有經(jīng)驗(yàn)的檢定員可以從測(cè)帽敲擊塊規(guī)的聲音判斷這一情況。此時(shí)，只要將塊規(guī)翻轉(zhuǎn)，使其凹面向上。對(duì)于初學(xué)者測(cè)量薄塊規(guī)最好換上瑪瑙工作臺(tái)。由于瑪瑙頭高出筋面2μm～3μm，故對(duì)于彎曲較大的塊規(guī)也能測(cè)量。

工作臺(tái)的安裝

調(diào)整工作臺(tái)4只徑向螺絲，使中筋與測(cè)帽中心對(duì)齊。輔助工作臺(tái)應(yīng)低于主工作臺(tái)10μm～50μm，用刀口尺檢查，超差時(shí)應(yīng)修磨墊圈厚度。

接觸式干涉儀的調(diào)整

正常的儀器，自由狀態(tài)時(shí)零級(jí)干涉帶應(yīng)位于視場(chǎng)中-50以外處，由于運(yùn)輸和使用不當(dāng)，經(jīng)常發(fā)生自由狀態(tài)沒(méi)有干涉條紋，此時(shí)對(duì)儀器應(yīng)做適當(dāng)調(diào)整。

（1）檢查光源部分：照明光束光斑應(yīng)略大于干涉計(jì)管入射窗口，并與之同心。光束為平行光，否則，要調(diào)節(jié)燈及聚光鏡位置。

（2）放上濾光片，若看到條紋，則進(jìn)行步驟4。

（3）若仍不見(jiàn)條紋，則移去目鏡和濾光片，透過(guò)分劃板可見(jiàn)燈絲象。調(diào)節(jié)參考鏡螺絲，使兩燈絲重合；重新移回目鏡和濾光片，若仍不見(jiàn)條紋，則可能是初始狀態(tài)被破壞或觀察顯微鏡物鏡離焦。取下測(cè)帽和提升器，調(diào)節(jié)位于鏡管下部的初始狀態(tài)螺絲，或前后推拉螺釘，調(diào)節(jié)物鏡焦距。有時(shí)將物鏡拉動(dòng)一點(diǎn)兒，就需要相應(yīng)地移動(dòng)一點(diǎn)兒初始狀態(tài)螺釘，反復(fù)多次即可出現(xiàn)條紋。

（4）出現(xiàn)條紋后，應(yīng)將對(duì)比度最好的條紋調(diào)到視場(chǎng)中央，移去濾光片，即可出現(xiàn)彩色條紋。

接觸式干涉儀示值的調(diào)整

調(diào)節(jié)參考鏡螺絲，使45.6格分劃間隔內(nèi)包括16個(gè)條紋間隔；條紋應(yīng)與分劃平行，移去濾光片后，零級(jí)條紋應(yīng)位于視場(chǎng)-53處。

測(cè)量

把塊規(guī)放入移動(dòng)框內(nèi)，先測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)塊規(guī)。升降工作臺(tái)或立臂，使測(cè)帽與標(biāo)準(zhǔn)塊規(guī)工作面接觸，工作臺(tái)或立臂鎖緊后，接觸式干涉儀零級(jí)條紋或精密光學(xué)計(jì)影屏指標(biāo)先應(yīng)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)尺零位。多次提升測(cè)帽和抖動(dòng)移動(dòng)框，示值不再變時(shí)，讀取讀數(shù)O；然后移入被檢塊規(guī)，重復(fù)上述提升和抖動(dòng)的操作，并讀數(shù)Q。各受檢點(diǎn)應(yīng)該讀數(shù)兩次，其順序?yàn)椋篛1、Q1、Q2、O2，然后a1、b1、c1、c2、d2、a2、d1、b2。

圖1　標(biāo)準(zhǔn)塊規(guī)

圖2　被檢塊規(guī)

數(shù)據(jù)處理

取各兩次讀數(shù)平均值：

中心長(zhǎng)度測(cè)量結(jié)果=Q平均-O平均+基準(zhǔn)塊規(guī)修正量。

平面平行性測(cè)量結(jié)果取a1、b1、c1、d1各點(diǎn)平均值中與Q相差最大的差值。