[发明专利]一种多模式螺旋测微器及测量方法

摘要

本发明涉及一种多模式螺旋测微器及测量方法，属于超精密测量领域。框架与左螺旋测微器的固定刻度尺Ⅰ通过过盈配合连接在一起，框架与右螺旋测微器的固定刻度尺Ⅱ通过过盈配合连接在一起，利用一套活动螺杆螺母机构代替传统螺旋测微器一头的固定小砧，其中测微螺杆上面的精密螺纹的螺距和传统的螺旋测微器的相同，但旋转刻度尺在圆周方向进行51等分不同于传统的螺旋测微器旋转刻度尺的50等分，本发明工作时有两种模式，即普通模式与超精密模式，普通模式的精度与使用方法完全与传统的螺旋测微器一致，超精密模式下因为两旋转刻度尺上每小格对应的轴向距离不同，利用追赶求差的方法将测量精度提高51倍，提高了测量精度。

主权项

1.一种多模式螺旋测微器的测量方法，所述多模式螺旋测微器的结构是：框架与左螺旋测微器的固定刻度尺Ⅰ通过过盈配合连接在一起，51分度的内齿圈、测微螺杆Ⅰ、垫片Ⅰ通过一字螺钉Ⅰ连接在一起，51分度的内齿圈与旋转刻度尺Ⅰ通过过盈配合连接在一起，弹簧Ⅰ与棘爪Ⅰ装在固定刻度尺Ⅰ上部的小孔内，锁紧螺套Ⅰ装在固定刻度尺Ⅰ中，测微螺杆Ⅰ穿过锁紧螺套Ⅰ，旋转刻度尺Ⅰ与固定刻度尺Ⅰ通过螺距为0.5mm的螺纹连接，锁紧螺钉Ⅰ与锁紧螺套Ⅰ通过螺纹连接；框架与右螺旋测微器的固定刻度尺Ⅱ通过过盈配合连接在一起，测微螺杆Ⅱ、粗调旋钮、垫片Ⅱ通过一字螺钉Ⅱ连接在一起，旋转刻度尺Ⅱ与粗调旋钮通过过盈配合连接在一起，弹簧Ⅱ与棘爪Ⅱ装在粗调旋钮的小孔之中，棘爪Ⅱ卡在微调旋钮的槽中，锁紧螺套Ⅱ装在固定刻度尺Ⅱ中，测微螺杆Ⅱ穿过锁紧螺套Ⅱ，旋转刻度尺Ⅱ与固定刻度尺Ⅱ通过螺距为0.5mm的螺纹连接，锁紧螺套Ⅱ与锁紧螺钉Ⅱ通过螺纹连接，固定刻度尺Ⅱ的表面刻有固定刻度尺Ⅱ水平基准线；其特征在于包括下列步骤：(一)、先将左螺旋测微器旋转至0刻度，使用右螺旋测微器正常测量，假设读的数据为x₁mm，如需进行超精密测量，则进行下一步；(二)、再将右螺旋测微器后退最小的距离使得旋转刻度尺Ⅱ的刻度与固定刻度尺Ⅱ水平基准线重合，设此时右螺旋测微器的读数为f(x₁)mm，即f(x₁)为比x₁大、只有3位小数且第三位小数为0的最小有理数；(三)、然后将左螺旋测微器的51分度的内齿圈旋转一小格的角度，使测微螺杆Ⅰ向左侧运动0.5/51mm，右螺旋测微器的微调旋钮旋转一小格的角度，使测微螺杆Ⅱ向左侧运动0.5/50mm；(四)、重复步骤(三)，记录循环次数n，因为随着测量的进行，测微螺杆Ⅱ与被测量物之间的接触压力越来越大且测微螺杆Ⅱ与旋转刻度尺Ⅱ固连在一起，所以使旋转刻度尺Ⅱ与固定刻度尺Ⅱ相对转动需要克服更大的最大静摩擦转矩，欲使旋转刻度尺Ⅱ继续运动，微调旋钮必须提供更大的输入转矩，输入转矩经棘爪Ⅱ、弹簧Ⅱ传递最终传递给旋转刻度尺Ⅱ，由于需要传递更大的转矩且力臂的大小不变，因此弹簧Ⅱ的变形量必须更大以产生更大的弹力，但当弹簧Ⅱ变形量超过一定限度，棘爪Ⅱ将进入下一槽位，由此产生声音及振动，测量结束；由于左螺旋测微器旋转一小格对应的轴向距离为0.5/51mm，右螺旋测微器旋转一小格对应的轴向距离为0.5/50mm，右侧运动的距离大，两测头之间的距离每一次循环减少(0.5/50‑0.5/51)mm，循环n次测量结束，那么测量结果为f(x₁)‑n(0.5/50‑0.5/51)mm。