[实用新型]一种大范围平面度的测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种大范围平面度的测量装置。

背景技术

平面度测量主要用于对平板型待测元件如平行光管标定反射平面、高精度平面镜和棱镜等标定仪器及精密器件的表面平面度的检测与校准。水平仪是一种常用的平面度测量仪器，其体积小，携带方便，测量操作相对简单，因此水平仪测量法是一种比较常用的平面度测量方法，但水平仪只能目视读数，精度较低，且和被测面是接触测量，这对高精度要求的平面具有一定的破坏性而不适合使用。后来采用的非接触式测量，如激光测量仪，提高了测量精度，但设备昂贵，操作复杂，对操作人员要求较高，测量大尺寸平面耗时较长，只适用于小、中平面的平面度测量。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术中存在的技术问题，提供一种大范围平面度的测量装置，从而方便、快速地对大范围平面度进行有效测量。

为解决现有技术存在的问题，本实用新型提供的技术方案如下：

一种大范围平面度的测量装置，包括通过转动联接装置依次联接的自准直仪、第一斜方棱镜、第二斜方棱镜；在第一斜方棱镜、第二斜方棱镜中，两个平行的端面均作为透射面、两个平行的斜面均作为内反射面，透射面与内反射面夹角均为45°；

高精度自准直仪的出射光轴与四个端面垂直，自准直仪发出的准直光束垂直透射第一斜方棱镜的外侧端面，依次经第一斜方棱镜的两个斜面、第二斜方棱镜的两个斜面进行四次反射，出射至与第二斜方棱镜的外侧端面平行相对的待测平面；

自准直仪与第一斜方棱镜之间的转动联接装置的中心轴与自准直仪的出射光轴同轴，第一斜方棱镜能够绕自准直仪的出射光轴在360°范围内转动；第一斜方棱镜与第二斜方棱镜之间的转动联接装置的中心轴与第一斜方棱镜的出射光轴同轴，第二斜方棱镜能够绕第一斜方棱镜的出射光轴在360°范围内转动。

基于上述大范围平面度的测量装置的测量原理，其中的两个斜方棱镜也能够由具有与其光学原理相同的其他光学组件替代应用，这种替代应用应当视为专利法意义上的等同。

一种应用上述测量装置进行大范围平面度的测量方法，包括以下步骤：

(1)固定转动联接装置的位置，使第二斜方棱镜的外侧端面与待测平面平行相对；

(2)自准直仪发出准直光束，垂直透射进入第一斜方棱镜，依次经第一斜方棱镜的两个斜面、第二斜方棱镜的两个斜面进行四次反射后，准直光束出射至待测平面；

(3)准直光束经待测平面反射后逆向透射进入第二斜方棱镜，依次经第二斜方棱镜的两个斜面、第一斜方棱镜的两个斜面进行四次反射后，准直光束出射返回至自准直仪；

(4)读得自准直仪的读数为2α，则该次测量对应的测量区域的方位角为α；

(5)通过转动联接装置分别转动第一斜方棱镜、第二斜方棱镜，参照步骤(2)至(4)，可测得待测平面上任意测量区域的方位角，计算出待测平面的平面度。

本实用新型的测量装置还具有调节多个面相互平行的功能，比如，一种应用上述测量装置将不在一个平面上的多个平面调至平行的方法，包括以下步骤：

(1)设多个平面中的某个平面为基准平面，则使第二斜方棱镜的外侧端面与基准平面平行相对，参照权利要求2中所述步骤(1)至步骤(4)，测得该基准平面的方位角；

(2)通过转动联接装置分别转动第一斜方棱镜、第二斜方棱镜，参照权利要求2中所述步骤(2)至(4)，可测得另外一个平面的方位角；调整另一个平面的位置，将其方位角调至与基准平面的方位角相等，即实现这两个平面的平行；

(3)重复以上步骤(2)的操作，依次调整完成所有的多个平面平行。

本实用新型具有以下优点：

应用本实用新型的大范围平面度的测量装置，通过调整转动斜方棱镜的机械联接装置，使自准直仪发出的光线能够覆盖被测表面，通过直接观测自准直仪即可得出待测元件的平面变形量。

该大范围平面度的测量装置结构简明，操作方便，成本较低，与高精度自准直仪配合使用，能够方便、快速地得到大范围平面的平面度测量结果，且能够达到较高的测量精度，克服了不确定的人为因素。

附图说明

图1是本实用新型的高精度自准直仪的检测原理图。

图2为本实用新型测量方法示意图。

图3为本实用新型结构图。

图4为斜方棱镜组机械联接装置。

附图标号说明：