[实用新型]长度测量中违背阿贝原则产生误差的平行尺补偿装置

说明书

本实用新型涉及一种长度计量仪器，具体地说是一种长度测量中违背阿贝原则产生误差的平行尺补偿装置。

阿贝原则是长度计量仪器设计和使用时应尽量遵守的原则。阿贝原则的要点是：“要使量仪给出准确的测量结果，必须将被测件布置在基准件运动方向的延长线上。”此时，可以避免一阶误差。

当违背阿贝原则时，参见图7，标准尺线为NN，被测件线为OO，它们两者之间平行安置。当装有读数瞄准器的支架从M₁沿导轨移动到M₂时，由于MM导轨的直线误差，支架将在xy平面上绕z轴有角的转动，被测件长度O₁O₂与标准尺读数N₁N₂之间就有误差δ_A。

图7中O₂N₀∥O₁N₁

               δ_A≈h×

式中，h为NN与OO之间的距离

当遵守阿贝原则时h＝0，有δ_A＝0。此时可以避免一阶误差。

若h＝100mm，导轨直线性误差＝60″

         δ_A≈100×3×10^-4＝0.03mm

可见，当导轨精度不高时，如果违背阿贝原则，对于仪器测量精度影响很大。

目前使用的万能工具显微镜，不符合阿贝原则。为保证达到较高的精度，对仪器导轨直线性将提出很高的要求。当无法满足阿贝原则时，对于某些测量仪器所产生的误差可以用误差补偿原理进行补偿，爱彭斯坦(Epstein)原理就是运用光学系统补偿违背阿贝原则所引起误差的一个著名范例。参见图8。

在图8中，测量线与刻尺分划面不在同一直线上，违背阿贝原则。由于间隙等原因造成尾架倾斜角，使得测头顶点由A移至A₁，引起误差Δl₁通过光学系统产生Δl₂进行补偿，若要消除一阶误差，使Δl₁＝Δl₂则F＝f′。

对于万能工具显微镜来说，要符合阿贝原则，必须加长工作台运动导轨的长度，由此产生的变形也要丧失精度。

因此万能工具显微镜对运动导轨的直线性要求非常高，使得加工成本高。使用过程中导轨磨损后使导轨直线性误差增大，测量精度将下降。类似这种不符合阿贝原则的情况很多，也有的是结构设计不允许标准尺在工件测量线的延长线上而导致的。

本实用新型的目的，就是针对目前现有技术存在的问题，提供一种长度测量中违背阿贝原则产生误差的平行尺补偿装置。

为了实现上述目的，本实用新型所采取的技术方案是：该装置包括一个带导轨的底座6，底座6的导轨上安置有可运动的工作台2，工作台2的一侧装有标准尺1，且与工作台运动方向平行，底座6的一侧装有与标准尺1配合的游标或读数对准器4，其特点是：工作台2的另一侧还安装有补偿尺3，与补偿尺3相配合的游标或读数对准器5安装在底座6的另一侧上，补偿尺3与标准尺1平行安置，被测工件7的测量线与补偿尺3、标准尺1相互平行安置且处于同一平面。

其另外的特点是：标准尺1与补偿尺3为光学玻璃刻尺或光栅尺或激光测长系统。

本实用新型所采取的另一种技术方案是：该装置包括一个带导轨的底座6，底座6的导轨上安置有可运动的工作台2，工作台2的一侧装有标准尺1，且与工作台运动方向平行，底座6的一侧装有与标准尺1配合的游标或读数对准器4，其特点是：工作台2的另一侧还安装有补偿尺3，与补偿尺3相配合的游标或读数对准器5安装在底座6的另一侧上，补偿尺3与标准尺1平行安置，被测工件7的测量线与补偿尺3、标准尺1相互平行安置且与标准尺1和补偿尺3组成的平面相距Z，工作台2下面另外还设有一个补偿平行尺9，补偿平行尺9与标准尺1和补偿尺3平行安置，且与标准尺1和补偿尺3平面相距H_Z，与补偿平行尺9相配合的游标或读数对准器10固定在底座6上。

其另外的特点是：标准尺1、补偿尺3、补偿平行尺9为光学玻璃刻尺或光栅尺或激光测长系统。

本实用新型由于采用了单平行补偿尺或双平行补偿尺，可以分别对一维或二维情况下违背阿贝原则的长度测量所引起的误差进行补偿。

图1是本实用新型一维补偿装置结构示意主视图；

图2是本实用新型一维补偿装置结构示意俯视图；