(光学测量技术)第2章常用光学测量仪器及基本部件第2章常用光学测量仪器及基本部件2.1平行光管2.2自准直目镜2.3测微目镜2.4光具座2.5测角仪器2.6积分球和球形平行光管2.7单色仪2.8干涉仪2.9波面相位光电检测技术本章小结思考题与习题第2章用光学测量仪器及基本部件本章介绍光学测量的基本仪器与部件，它们包括:平行光管、自准直目镜、测微目镜，以及由它们组成的望远镜和显微镜，光具座，精密测角仪与经纬仪，积分球与球形平行光管、刀口仪、单色仪及干涉仪。在介绍仪器的同时，还介绍了光学测量中经常用到的最基本的原理和方法，如:自准直法、阴影法和干涉法。这些是从事...

　　第2章常用光学测量仪器及基本部件2.1平行光管2.2自准直目镜2.3测微目镜2.4光具座2.5测角仪器2.6积分球和球形平行光管2.7单色仪2.8干涉仪2.9波面相位光电检测技术本章小结思考题与习题第2章用光学测量仪器及基本部件本章介绍光学测量的基本仪器与部件，它们包括:平行光管、自准直目镜、测微目镜，以及由它们组成的望远镜和显微镜，光具座，精密测角仪与经纬仪，积分球与球形平行光管、刀口仪、单色仪及干涉仪。在介绍仪器的同时，还介绍了光学测量中经常用到的最基本的原理和方法，如:自准直法、阴影法和干涉法。这些是从事光学测量的前提，是合理选择测试设备、

　　及组合新的实验设备的基础。最后还介绍了最新的波面相位光电检测技术。第2章用光学测量仪器及基本部件教学目的1.掌握平行光管的作用、光学原理及调校方法。2.掌握自准直法的基本原理、三种自准直目镜的基本结构及各自的优缺点。3.掌握两种常见测微目镜的结构、细分原理及读数方法。4.了解光具座的基本配置及各部件的作用。5.掌握精密测角仪与经纬仪的测角原理和各自的使用方法。6.了解积分球与球形平行光管的基本结构和用途。第2章用光学测量仪器及基本部件7.了解刀口阴影法的基本原理及刀口仪的主要结构。8.掌握单色仪的用途及棱镜式单色仪的工作原理。9.掌握几种有

　　镜干涉仪的基本结构和工作原理;了解无标准镜干涉仪的工作原理。10.了解波面相位光电检测技术的原理及基本应用。第2章用光学测量仪器及基本部件技能要求1.能够在实验中正确使用平行光管。掌握光学测量中的重要方法———自准直法。2.能够在实验中正确使用前置镜、自准直显微镜及测微望远镜和测微显微镜。3.能够根据测量要求正确选用光具座的相关配件。4.能够利用精密测角仪或经纬仪进行有关角度方面的测量。5.能够根据实际要求选择并使用合适的单色仪。6.能够利用干涉仪进行面形偏差、曲率半径等参数的测量。第2章用光学测量仪器及基本部件2.1平行光管平行光管是许多光学仪器的检校仪器和光学测量仪器的主要部件之一。它的作用是提供无限远的目标。第2章用光学测量仪器及基本部件在几何光学的范围中，当目标为一个点时，射出平行光管的光为一束平行光;当目标点偏离光轴时，平行光管提供了与光轴成一定夹角的平行光束，夹角大小取决于目标点偏离光轴的程度。随着目标尺寸的变大，光束的平行性变差，或者说由平行光管射出的光是不同方向的平行光束的组合。实际上，由于衍射现象的存在，即使目标点是严格的几何点，由平行光管射出的光，也不可能是理想的平行光，最好的估计也只能说是“准平行光”。尽管如此，为了方便，一般还是说“平行光管给出平行光”，其含义包含上述的全部内容。第2章用光学测量仪器及基本部件2.1.1平行光管的光学原理及主要结构一、平行光管的光学原理图图2.1所示为典型的平行光管光学原理图。图2.1典型的平行光管光学原理图第2章用光学测量仪器及基本部件二、平行光管的基本结构及主要组成部分图2.2所示为国内常用的CPG—550型平行光管光路结构示意图，并附有高斯目镜和可调式平面反射镜。图2.2CPG—550型平行光管结构示意图第2章用光学测量仪器及基本部件1.物镜物镜是平行光管中起折光作用的元件。它把自分划板上的物点发出的发散光束变成平行光束射出，从而给出无限远的“点”目标，即把有限远的物转化为无限远的目标。第2章用光学测量仪器及基本部件根据使用要求的不同，物镜有多种形式，例如:孔径较小，要求不太高时，使用一般的双胶合物镜;当孔径较大时，胶合很困难，一般用双分离的形式，即两片互相分离的镜片构成物镜;在某些应用场合，希望能调节(改变)物镜的焦距，就要设计可调焦距物镜;对于要求较高的物镜，同时要求复消色差，这时使用复消色差物镜;当要求大视场时，则可使用照相物镜作为平行光管的物镜;在某些要求特大孔径、长焦距的情况下，透射式常难于实现，就可采用反射面作为物镜，即所谓的反射物镜。第2章用光学测量仪器及基本部件2.分划板分划板是置于物镜焦平面上并刻有一定图案的玻璃平板。其上图案的形状，就是平行光管给出无限远目标的形状。目标的方向，取决于给出该目标的图形在分划板上的位置。常见分划板图案的形式如图2.3所示。第2章用光学测量仪器及基本部件图2.3(a)为十字分划板，其作用是用来调焦和光路共轴的;图2.3(b)为玻罗板，它与测微目镜或显微镜组组合，用来测定透镜或透镜组的焦距。玻罗板的玻璃基板上用真空镀膜的方法镀有五组线对，各组线对之间距离的名义值分别为1.000mm、2.000mm、4.000mm、10.000mm和20.00mm，使用时应以出厂的实测值为准;图2.3(c)为分辨率板，该板有两种(2号、3号)，可以用来检验物镜和物镜组件的分辨率，板上有25个图案单元，对于2号板，从第1单元到第25单元每单元条纹宽度由20μm递减至5μm，而3号板则由40μm递减至10μm;图2.3(d)为星点板，星点直径0.05mm，通过光学系统后产生该星点的衍射图样，根据图样的形状可以定性检查系统成像质量的好坏。第2章用光学测量仪器及基本部件3.照明系统照明系统的作用是为了使分划板得到良好的照明，从而使获得的无限远(或有限远)目标具有一定光强度、较好的对比度及照度均匀的视场，或者为了改变光源的空间相干性，以获得非相干照明。第2章用光学测量仪器及基本部件最简单的照明系统由光源和毛玻璃构成。光源应按对出射平行光管的光的要求来选择。如要求出射单色光，那么光源就必须选用单色光源或白炽灯光源加滤光片实现;如要求相干性，则除了对单色性有要求外，还要限制光源的尺寸。根据对出射光的强度要求选择光源的功率。要求较高的照明系统，常常还要加入聚光镜，改变光源发出的光束的结构，使照明更均匀，同时充分利用光源发出的光能。使用毛玻璃，可以改善照度的均匀性，同时可以获得较好的非相干照明，并限制灯丝通过物镜成像。第2章用光学测量仪器及基本部件三、平行光管的结构形式由于使用要求或客观条件的限制，平行光管的结构形式也是多种多样的，常见的有下面几种:直管式:当焦距较短时常采用这种形式，这种结构简单，制造方便。分离式:当焦距较长时，如几米甚至几十米以上，由于结构的限制，常做成分离式。例如，将物镜系统和分划板分别固定在两个泥台上。折转式:为了缩小体积或某些工作条件的方便，可以将光轴折转，即光轴折转式。折转的角度可以根据需要而定。第2章用光学测量仪器及基本部件反射式:当采用反射式物镜时，就构成了反射式。可调式:当要求在一定范围内给出有限远目标时，采用可调式分划板。球形平行光管:平行光管做成球形，并提供无限远的黑目标，用于测定产品的杂光系数。第2章用光学测量仪器及基本部件2.1.2平行光管的调校平行光管的调校，指的是将分划板的刻划面准确地安放在物镜焦平面上的装校过程。由于不便直接确定焦平面的位置，因此常利用焦平面的如下特性来确定:(1)无限远的物成像在焦平面上。因此，可用像(它是可以看得见的)的位置确定焦平面的位置。第2章用光学测量仪器及基本部件(2)物处于焦平面上时，其上一物点发出的光经物镜后必成为平行光束射出，即像在无限远处。因此，也可用像在无限远这一特性确定焦平面的位置。基于这些考虑，设计出了远物法、五棱镜法、双经纬仪法、可调前置镜法、自准直法以及三管法等多种方法。下面介绍几种常用的方法。第2章用光学测量仪器及基本部件一、自准直法所谓自准直法，是指使位于分划板面上的发光物(一般是指被照明，而不是自发光)发出的光线经物镜出射后，由反射面反射回来，并且又成像在分划面上的方法。能够实现自准直法的望远镜和显微镜，分别称为自准直望远镜及自准直显微镜。第2章用光学测量仪器及基本部件1.自准直法的调校原理用自准直法调校平行光管，是将平行光管的分划板配上带有分划板照明装置的目镜构成所谓自准直目镜(见2.2节)，该自准直目镜和平行光管物镜就构成了自准直前置镜。将该准直前置镜对向一个标准平面反射镜，并用分划板的分划对反射像调焦，实现自准直，从而达到校正的目的。其原理见图2.4。调焦完毕，就认为平行光管已调校好。第2章用光学测量仪器及基本部件图2.4自准直法调校平行光管第2章用光学测量仪器及基本部件2.调焦误差1)分划板对焦面的调焦误差用自准直法调校平行光管，是通过对分划板上的分划与其反射像的调焦来实现的。当分划板对物镜的焦平面偏离很小时，容易

　　AF1≈F1A，因此有其中:F1A为平行光管的分划板与焦面间的调焦误差;AA为望远系统的调焦误差。所以用自准直法调校平行光管时，分划板对焦平面的调焦误差等于平行光管物镜与目镜组成的望远镜系统的调焦误差的一半。第2章用光学测量仪器及基本部件清晰度法调焦:消视差法调焦:第2章用光学测量仪器及基本部件2)标准平面反射镜面形偏差的影响如果标准平面反射镜存在面形偏差，例如它实际上是个球面，那么它必将影响到反射像A‘的位置，导致AF1与F1A不再相等，于是用式(2－1)计算必然存在误差，这是引起调焦误差的又一因素。设标准平面反射镜口径为D的范围内的面形误差为N个光圈，对应的矢高为xR=Nλ/2(λ为光波波长)，则对应的曲率半径为第2章用光学测量仪器及基本部件由此可得式中R的单位取m，D的单位取mm，λ的单位取μm。所以自准直法调校平行光管总的调焦误差第2章用光学测量仪器及基本部件为了提高调校精度，应该适当提高标准平面反射镜的质量，并减小望远镜系统的调焦误差，这就应该尽可能地利用平行光管物镜的全孔径。因此，实践中标准平面反射镜的孔径应该大于平行光管物镜的孔径。自准直法有较高的精度，并且除了标准平面反射镜外，不需要其它标准设备，而在通常的孔径下，标准平面反射镜也是不难找到的，因此自准直法是平行光管调校中的重要方法。第2章用光学测量仪器及基本部件二、五棱镜法当平行光管的物镜孔径足够大时，自准直法就会遇到困难，这是因为大孔径的标准平面反射镜加工是很困难的，一般在实验室也是很难找到的。此时，五棱镜法就表现出其优越性。第2章用光学测量仪器及基本部件1.调校原理和装置五棱镜法利用的是五棱镜将入射光线°后出射的特性。如果平行光管的分划板处在物镜焦平面上，来自分划面上同一点的光透过物镜必然成为平行光束。此时，不管五棱镜处于何处，由五棱镜转折后的光都具有相同的方向，它们在前置镜分划板上交于同一点，形成平行光管分划板上某一点的像，该像在五棱镜从位置(Ⅰ)移到位置(Ⅱ)时不发生变动，如图2.5(a)所示。第2章用光学测量仪器及基本部件图2.5用五棱镜和前置镜调校平行光管第2章用光学测量仪器及基本部件图2.5用五棱镜和前置镜调校平行光管第2章用光学测量仪器及基本部件如果平行光管的分划板不在物镜的焦平面上，出射平行光管的光就会发散或会聚，此时，五棱镜从位置(Ⅰ)移到位置(Ⅱ)的过程中，像就会在前置镜物镜的像平面上向右或向左移动。如图2.5(b)所示，刻线像由右向左移，则表示出射的是发散光，分划板位于焦内，应将平行光管分划板向远离物镜方向移动;如图2.5(c)所示，刻线像由左向右移，则表示出射的是会聚光，分划板位于焦外，应将平行光管分划板向物镜方向移动。经过几次调整后即可调焦到焦面位置，达到调校的目的。这种方法由于利用对准特性，因而也有较第2章用光学测量仪器及基本部件这种方法由于利用对准特性，因而也有较高的精度。在本质上，该方法就是消视差法，只不过是利用五棱镜的横向移动来代替眼的横向摆动。为了保证对准精度，在结构上应保证五棱镜在移动过程中不引起像的明显跳动，并且，为了瞄准的方便，前置镜应能在水平面内做摆动调整。第2章用光学测量仪器及基本部件2.调校误差本方法虽然也属消视差法，但调焦误差的计算与前面介绍的公式并不完全相同。这是因为这里决定对准精度的工作孔径由前置镜物镜的全孔径来担任工作孔径。平行光管的调校误差是由于前置镜的对准误差引起的。第2章用光学测量仪器及基本部件五棱镜法的调校误差为式中:DC为平行光管通光口径;DP为五棱镜的有效口径;(DC-DP)为五棱镜的有效移动距离;δ为眼睛的对准误差(单位取分);Γ为前置镜的放大率。由式(2－7)可知，增加Γ和减小DP皆可提高调校准确度，但这时衍射的影响增加，而且视场变暗，严重时准确度反而会降低。第2章用光学测量仪器及基本部件分析五棱镜法可以看到，其中用到的前置镜也存在着一个如何将其分划板置于物镜的焦平面上去的问题。因此，就方法而论，五棱镜法并不能独立解决平行光管的调校问题。从这一角度看，自准直法就有其独立性，因而是一种基本的方法。第2章用光学测量仪器及基本部件2.2自准直目镜在平行光管的调校中已经涉及到自准直法的概念，并已初步认识到在测量中使用自准直法的好处，下面进一步阐明自准直法在测量中的地位以及实现自准直法所必要的部件———自准直目镜。第2章用光学测量仪器及基本部件我们知道，测量中很关键的一个步骤就是瞄准。但是一些被测量(例如球面的曲率半径、透镜的焦距等)，其端点不全是客观实体，而是一个定义的点(例如球心、焦点等)。这样的点本身不能发出光线，也无法反射光线，或者说不能自身提供可以代表它的信息，无法用通常的方法对它瞄准，而自准直法就为解决这一类问题提供了方便。由此可了解自准直法在测量中的重要地位。例如要瞄准球心，可以令一束会聚光照在球面上，并使会聚光束的焦点与球心重合(瞄准)，此时，入射光线章用光学测量仪器及基本部件假定球面是良好的反射面，那么每一条光线将按原路返回，形成发散的光束，它就像从球心发出的一样，于是我们就获得了代表该球心的信息。射向球面的会聚光，在观测仪器中可方便地通过照明分划板来实现。因为分划板被照明后，分划上的点所对应的光线，经仪器的物镜出射后就会给出会聚的球面波(在显微镜中或可调前置镜中)或平面波(在望远镜中)，于是，带照明装置的分划板和目镜就构成了自准直目镜。自准直目镜分别与显微镜物镜和望远镜物镜组合，就构成了自准直显微镜物镜和自准直望远镜(也叫自准直前置镜)。第2章用光学测量仪器及基本部件自准直目镜可按分划板照明方式分为多种形式，其中最典型的是高斯式、阿贝式和双分划板式。下面着重介绍这几种自准直目镜。第2章用光学测量仪器及基本部件2.2.1高斯式自准直目镜一、高斯式自准直目镜的结构原理高斯式自准直目镜的结构如图2.6所示。其主要结构由分划板1、析光镜2、光源4和目镜3构成。分划板1一般是在其上刻有十字线的透明玻璃平板，位于目镜3的焦平面上，十字线中心与光轴重合。在光源的照明下，十字线中心可作为目标物(它形成自准直像，作为瞄准的目标)，同时也作为瞄准标志(当目标与它重合时，就认为已经瞄准)。析光镜2为镀有析光膜的玻璃平板，与光轴成45°角放置。第2章用光学测量仪器及基本部件它可将光源发出的光折向分划板，实现对分划板的照明;同时允许自分划板方向射来的光线通过而射向目镜，从而允许通过目镜观察到分划板上的分划及分划面上形成的自准直像。光源4一般是用乳白灯泡或普通白炽灯泡配置毛玻璃构成，以便获得均匀的照明。第2章用光学测量仪器及基本部件图2.6高斯式自准直目镜原理示意图第2章用光学测量仪器及基本部件二、高斯式自准直目镜的特点高斯式自准直目镜具有以下几方面的特点:(1)瞄准标志的中心(即分划板上十字线的中心)与光轴重合。因此，当关掉分划板照明灯时，由此种目镜构成的望远镜和显微镜就是通用的望远镜和显微镜。(2)由于析光镜的分光作用，损失一部分光能，这使得反射像(自准直像)和视场的亮度降低，同时由于整个视场被照亮，杂光较大，所以像的衬度较差。自准直像是在亮背景上的暗十字线°安置，点空间较大，因此要求使用有较长物方顶焦距的目镜。第2章用光学测量仪器及基本部件2.2.2阿贝式自准直目镜一、阿贝式自准直目镜的结构原理阿贝式自准直目镜的结构如图2.7所示，这种目镜由分划板1、目镜2、照明棱镜3和光源4构成。分划板上有两组刻划，如图2.7所示，两组刻划的中心与分划板的中心等距。分划板中心位于光轴上。其中一组刻划被照明棱镜所覆盖，为在全镀铝表面上刻制的透光十字线，作为目标物，而另一组刻划作为瞄准标志。第2章用光学测量仪器及基本部件图2.7阿贝式自准直目镜原理示意图第2章用光学测量仪器及基本部件照明棱镜除光线入射面和出射面外，其余部分涂黑，所以，在目镜方向观察可看到被照明棱镜覆盖的部分视场为暗(当将照明棱镜覆盖区置于目镜视场之外时，看不到此现象)。光源部分可与高斯式相同，也可以降低要求，而直接用普通白炽灯泡。因为此时不要求照明整个视场，而只为照明十字线(范围较小)，对照明的均匀性要求不高。第2章用光学测量仪器及基本部件二、阿贝式自准直目镜的特点阿贝式自准直目镜具有以下几方面的特点:(1)自准直像是亮十字线。分划板照明装置不能照明十字线以外的部分，因而这些部分常常较暗，甚至有时看不清该区域内的分划。此时，可用室内的杂散光或灯光从物镜方向向里照射来实现整个视场的照明，于是视场的亮度可控制或调节。由于自准直像是在较暗的视场内得到的亮十字线章用光学测量仪器及基本部件(2)分划中心与光轴不重合。或者说，十字分划中心是轴外点。当用这种目镜构成自准直望远镜时，由十字分划中心发出的光经物镜出射时与光轴有一定角度。因而在使用自准直法瞄准时，反射镜如果离开望远镜物镜足够远，就可能偏离出射光而使出射光不能得到反射，或反射的光不再能进入望远镜的入瞳，于是就得不到自准直像，这一点应引起注意。此外，当把这种系统用作普通观测系统时，视轴(这里指作为瞄准标志的十字线中心和物镜后节点连线的方向)不与光轴重合。一般说来，这是不方便的。第2章用光学测量仪器及基本部件(3)视场有遮挡现象(如前所述特殊情况例外)。(4)由于照明棱镜尺寸较小，分划板就可以更靠近目镜，以便提高目镜的放大倍数。目镜则可以采用物方顶焦距较短的形式。第2章用光学测量仪器及基本部件2.2.3双分划板式自准直目镜双分划板式自准直目镜的结构如图2.8所示，这种目镜由照明器(由毛玻璃5和光源6组成)、两个双分划板2、4，析光棱镜1及目镜3组成。分划板Ⅱ一般是在一面全镀铝之后刻透光十字线制成，作为目标物;而分划板Ⅰ则是在透明玻璃平板上刻十字线(暗线)制成，作为瞄准标志。两分划板十字中心都置于光轴上。照明器由光源和毛玻璃组成。这是因为分划板Ⅱ上的透光十字线分布在分划板的整个孔径上，范围较大，对照明的均匀性要求较高。第2章用光学测量仪器及基本部件图2.8双分划板式自准直目镜原理示意图第2章用光学测量仪器及基本部件析光棱镜由两块直角棱镜胶合而成，胶合面要镀析光膜。析光棱镜使照明光路和观察光路分离开来，从而可以设置分划板Ⅱ，以便产生明亮的目标物。这有助于提高自准直像的衬度，并避免如阿贝式自准直目镜为了获得亮的目标物而带来的视场遮挡现象，可充分利用目镜的视场并保证视轴与光轴的一致性。分划板Ⅰ和目镜3之间没有设置任何光学元件，因此允许使用物方顶焦距更短的目镜。于是，用双分划板式自准直目镜构成的仪器，可以获得更高的放大率。第2章用光学测量仪器及基本部件综上所述，这种自准直目镜集中了高斯式和阿贝式自准直目镜的优点，并克服了它们的缺点，因此是一种较好的形式。但是，由于采用了两块分划板，当它们相对光轴的位置有变动时，就会影响观测精度，或者说易产生失调。三种常见自准直目镜的优、缺点见表2－1所示。第2章用光学测量仪器及基本部件第2章用光学测量仪器及基本部件上述三种自准直目镜都较常见于测试设备中，应注意按它们各自的长处选用。例如，在自准直像的亮度和衬度成为主要矛盾时，应采用阿贝式;而当视轴与光轴的一致性为主要矛盾时，则采用高斯式;如两方面都有要求，就应采用双分划板式。除上述三种自准直目镜外，还有些其它的形式，如光轴折转式，这在JZC型自准直望远镜中就有应用，其设计思想仍是着眼于集中前述自准直目镜的优点，而克服其缺点，并且采用了显微镜系统观察自准直像，可以得到更高的放大倍数。第2章用光学测量仪器及基本部件2.2.4自准直望远镜和显微镜一、自准直望远镜由望远镜物镜和自准直目镜就可以构成自准直望远镜，如图2.9所示的是高斯式自准直望远镜。自准直望远镜可用来完成以下任务:图2.9高斯式自准直望远镜原理示意图第2章用光学测量仪器及基本部件(1)确定平面反射面的方位。用自准直望远镜对向平面反射面，瞄准由平面反射面反射而形成的自准直像，这时平面反射面便垂直于望远镜的光轴，于是可以确定平面反射面的方位。为方便起见，以后就把这一调整过程简称为“用自准直望远镜瞄准平面”。由于自准直望远镜能确定平面反射面的方位，因此，配置度盘就可以测量棱镜的角度。这使它成为精密测角仪的一个重要瞄准部件。第2章用光学测量仪器及基本部件(2)确定半径为有限大小的球面反射镜的球心。如果自准直望远镜带伸缩筒，就成为可调望远镜，可用以瞄准一定范围内的半径为有限大小的球面反射面的球心，因而它在大曲率半径的测量中就有应用。如果望远镜的物镜是可调焦的，那么工作范围就可以更大些。(3)用于小角度的测量。当目镜的分划板上有刻度时，刻度将成为角度标准量，因而可用来对微小角度进行测量。例如用自准直法对玻璃平板的平行度和反射棱镜的光学平行度进行测量是非常方便的。也可用来比较测量棱镜角度的制造误差。第2章用光学测量仪器及基本部件(4)用作平行光管。由于分划板得到了照明，在必要时自准直望远镜也可以作为平行光管使用，实际上，目前一些设备中，平行光管通常配有带照明装置的目镜，以便应用自准直法进行平行光管的调校。这样的平行光管也就是一台自准直望远镜。第2章用光学测量仪器及基本部件二、自准直显微镜由自准直目镜和显微镜物镜构成自准直显微镜。如图2.10所示为高斯式自准直显微镜的原理图。显微镜用来观测近物，因此，自准直显微镜可用来瞄准小曲率半径的球面反射面的球心，确定反射面的位置等。总之，自准直望远镜和自准直显微镜同通用的望远镜和显微镜在应用上的区别是:前者用来瞄准那些不能自行提供代表自己信息的虚点，而后者用来瞄准能够提供信息的实点。第2章用光学测量仪器及基本部件图2.10高斯式自准直显微镜原理图第2章用光学测量仪器及基本部件2.3测微目镜2.3.1测微目镜的细分原理为了进行测量，总要使用标准量。在本课程的范围内，经常遇到的标准量是标尺和度盘。为了获得测量的高精度，除了要求标准量刻度准确外，还希望有较小的刻度间隔或较小的分划值，以便可以获得较高的读数精度。但是，刻度间隔不可能无限小，其原因是:一是受工艺、结构的限制;二是受眼睛分辨本领的限制。第2章用光学测量仪器及基本部件因此，实际的标准量刻度间隔一般为1mm或0.1mm，这就决定了标准量的分划值对标尺是1mm或0.1mm，对度盘是1°或30″。然而，我们所要求的测量精度却往往远远高出这样的数量级，例如要求读取“微米”及“秒”级的精度。解决的办法是将标准量分划值进行细分(当然不是直接在标准量上分)，以便使细分后的分划值满足读数精度的要求。细分只是为了提高读数精度，当读数精度已达到要求，即读数误差实际上已不能影响仪器的精度之后，再细的细分就失去了意义。第2章用光学测量仪器及基本部件实现标准量细分的方法很多，可分为光学式、机械式和电学式。在光学测量的现有设备中，用得最多的是光学式或光学—机械式。测微目镜就是实现细分以便使读数误差小到一定程度的目镜读数装置。通常，测微目镜对标准量的细分是通过两级细分来完成的。两级细分的结果，可使分划值达到标准量(被细分的量)分划值的1/1000，而其中第一级细分实际是在物镜的帮助下完成的，第二级细分由测微目镜自行完成。第2章用光学测量仪器及基本部件例如，第一级细分是将标准量(标尺或度盘)的刻度间隔通过望远镜或显微镜的物镜成像在测微目镜的一个分划板(固定分划板)上，并用分划板上的标尺将该像进行细分。设标准量的分划值为a，固定分划板上刻度间隔为n，那么细分后的分划值为a/n。第二级细分量是通过不同的细分装置将分划值a/n(它对应固定分划板的刻度间隔)再进行细分。设细分数为m，则两级细分后的分划值为a/(mn)。通常，取n=10，m=100，因此两级细分后的分划值为a/1000。当标准量的分划值为a=1mm时，则测微目镜的分划值为0.001mm。一般把第一级细分用的分划板和第二级细分装置放在一起构成测微目镜。所以测微目镜总是与望远镜或显微镜物镜配合使用，构成带测微目镜的望远镜或显微镜。第2章用光学测量仪器及基本部件2.3.2几种常见的测微目镜一、螺杆式测微目镜1.结构及细分原理螺杆式测微目镜的结构如图2.11所示。这种测微目镜由目镜1、固定分板板2、活动分划板3、测微螺杆4及读数鼓轮5构成。第2章用光学测量仪器及基本部件图2.11螺杆式测微目镜原理示意图第2章用光学测量仪器及基本部件固定分划板在目镜中的位置是固定的，其上刻11条短线，当标准量的相邻两刻线的像分别与其最外两刻线对准时，固定分划板的分划值便为标准量分划值的1/10。第二级细分装置由活动分划板、测微螺杆和读数鼓轮构成。活动分划板是为瞄准(对读数指标瞄准)而设置的，因此，其上一般刻有十字叉线及双短线，以便获得较高的对准精度。工作状态下，活动分划板垂直于物镜光轴移动时，其上的双短线应能依次通过固定分划板上分划线位置，以便实现对准。而十字叉线则可用来瞄准读数指标。两分划板的刻划面相对，相互靠近，并保证能够相对移动，两分划板的分划可以同时通过目镜看清。第2章用光学测量仪器及基本部件当用手驱动鼓轮转动时，螺杆随之转动，并沿轴向移动，从而推动活动分划板垂直于光轴移动，完成瞄准任务。标准量的分划值a借助于物镜和固定分划板可细分成10份，因而在固定分划板上分划值即为a/10。如果固定分划板的分划间距为螺距的K倍，那么螺杆的一个螺距所代表的值为a/(10K)。当鼓轮沿圆周分度为100时，那么，鼓轮的分划值即为a/(1000K)。这样就实现了第二级细分。第2章用光学测量仪器及基本部件2.使用及读数方法螺杆式测微目镜通常有如下两种用法:(1)与显微镜物镜构成显微镜，用于标准量的细分和读数，可称之为读数显微镜。在这种使用情况下，确定标准量和被测量之间位置关系的瞄准，通常是由另外的瞄准装置实现的。瞄准后，读数显微镜和标准量之间的位置关系就已确定，于是读数显微镜的任务就是以数字的形式确定自身(固定分划板的零位)与标准量之间的相互位置，为此读数显微镜必须瞄准标准量的某一刻线进行读数，这时的瞄准是读数过程中的瞄准。读数时先从标准量上读整数，然后从目镜上读取小数部分。第2章用光学测量仪器及基本部件如图2.12所示，读数方法如下:图2.12螺杆式测微目镜读数方法第2章用光学测量仪器及基本部件单位数:从标准量上被瞄准的分划所对应的数字读出14;十分位数:由测微目镜的固定分划板上读出1;百分位和千分位:由测微目镜的读数指标对应的鼓轮上的数字读出19;万分位:可以从鼓轮上估读出0。于是整个读数应为14.1190。第2章用光学测量仪器及基本部件(2)用于微量测量。螺杆式测微目镜的螺杆是一个精密丝杆，它本身就是标准量，而固定分划板上的分划与螺杆的螺距又有严格的确定关系，所以螺杆式测微目镜可用于微量测量。如图2.13所示，设限定某微量(它应该小于固定分划板的量程)的两标志分别为A、B，那么我们可以驱动鼓轮令瞄准标志(十字叉线)先后瞄准A、B并读数。这两个读数分别表示两标志相对固定分划板零位的距离。求取两读数之差，就得到被测微量的值。如果A、B的间距不是测量目的，例如是测量目的通过显微镜物镜所成的像，那么，为求得测量的目的，还应精确得知物镜的放大倍数。第2章用光学测量仪器及基本部件图2.13测微目镜用于微量测量时的读数第2章用光学测量仪器及基本部件读数时，以固定分划板的分划值为单位，例如图中对标志A读数为:单位数:由固定分划板上读得1;十分位和百分位:由读数鼓轮上读得65;千分位:在读数鼓轮上估读0。于是，读数为1.650。如果所测量的微量是由望远镜物镜所成的像，那么，此时测微目镜实际上和望远镜物镜组成了测微望远镜。而分划板上的长度标准量可以转化为望远镜物方光线同角度的标准量，因此，可以用来测量两平行光束之间的微小角度。第2章用光学测量仪器及基本部件3.螺杆式测微目镜的测量误差和读数误差使用这种测微目镜除了瞄准误差、显微镜放大率误差、人眼的估读误差、视差外，来自测微目镜本身的误差因素还有以下几方面:(1)螺杆的螺距误差及螺距与固定分划板刻度间隔的比例不确定或比值不准确带来的误差;(2)读数鼓轮分度误差;(3)传动系统的空回误差(此项误差可在使用时用单向对准的方法消除)。第2章用光学测量仪器及基本部件4.螺杆式测微目镜的改进形式螺杆式测微目镜用于测量时，需转动螺杆推动分划板，使瞄准标志分别瞄准被测量的两个端点。当被测量的大小接近固定分划板上标尺的长度时，在两次瞄准中，瞄准标志需要移动几个螺距。此时，由于螺杆螺距的各种误差累积的结果，使测量误差增大。为克服这一缺点，应设法减小两次瞄准过程中瞄准标志移动的距离或螺杆转动的周数，这只需采用多瞄准标志法。所谓多瞄准标志法，就是将单一的瞄准标志(活动分划板上的双刻线)代之以多个瞄准标志。第2章用光学测量仪器及基本部件例如在活动分划板上刻十一组双刻线，作为瞄准标志，这些双刻线之间相邻两组的距离都严格等于固定分划板的分划间距，如图2.14所示。这样一来，不管读数指标落在什么位置，只要令其与靠近的一个瞄准标志对准，就可以完成瞄准任务，并且螺杆转动不超过一周。采用多瞄准标志法，缩短了螺杆的行程，但活动分划板上需有多组刻线，其刻线位置误差将是产生测量误差的新因素。第2章用光学测量仪器及基本部件图2.14螺杆式测微目镜的改进形式第2章用光学测量仪器及基本部件二、阿基米德螺旋线.细分原理阿基米德螺旋线式测微目镜的第二级细分，是在活动分划板上刻制阿基米德螺旋线及按圆周分度来实现的。这里阿基米德螺旋线的升程相当于螺旋式测微目镜中螺杆的螺距，而按圆周的分度则相当于读数鼓轮上的分度。螺线用双刻线制成，它同时起到了“多瞄准标志”的作用。第2章用光学测量仪器及基本部件阿基米德螺线坐标方程为其中，a为常数，于是dρ=adθ。如果令dθ=2π，dρ=t，则t=2aπ称t为螺线π时，对应的极半径改变量)。由此可见，选用不同的a值，可以获得不同的升程t。而为细分t，只需细分圆周。例如将圆周分为100等份，则分划板每转过1份，极半径的改变量即为t/100。第2章用光学测量仪器及基本部件2.主要结构如图2.15所示，阿基米德螺旋线式测微目镜主要由固定分划板2、活动分划板4及驱动鼓轮3和目镜1组成。活动分划板上刻制阿基米德螺线和圆周分度，螺线的升程t与固定分划板上的分划间距相等。螺线(c)所示。固定分划板上刻11条短线(b)所示。装配后，固定分划板标志指向螺线的极点(分划板中心)，视场如图2.15(c)所示。第2章用光学测量仪器及基本部件图2.15阿基米德螺旋线式测微目镜原理示意图第2章用光学测量仪器及基本部件3.使用和读数方法阿基米德螺旋式测微目镜的读数方法，与螺杆式测微目镜的多瞄准标志法的读数方法相同，在标准量上读单位数，从固定分划板上读十分位数，而从圆周分度上读百分位和千分位读数，并估读万分位数。这种测微目镜一般只用来细分和读数，而不用做微量测量。第2章用光学测量仪器及基本部件4.阿基米德螺线式测微目镜的误差阿基米德螺旋式测微目镜的特点是没有空回。引起其误差的除了与螺杆式测微目镜类似的因素之外，还增加了圆周分度中心、螺线的极心以及转动中心三者不重合带来的误差。如果将测微目镜同时做成自准直目镜，就称为自准直测微目镜。第2章用光学测量仪器及基本部件2.4光具座平行光管、望远镜和显微镜，它们是光学测量中的基本仪器和部件。在测量时，这些仪器和部件常常需要配置在一条导轨上，以便借助于一些装夹和调整装置实现同轴性调整。它们同被测对象的承载装置一起构成了能完成多种测试任务的通用仪器，称为光具座。第2章用光学测量仪器及基本部件一、光具座的用途光学测量中，需要测量的项目很多，例如光学零件的光学和几何特性参数、光学系统的光学特性参数、光学系统的像差测量和像质评价等。这些测量都可以在光具座上完成。光具座的具体用途如下:(1)光学零件、部件的几何特性参数和光学特性参数的测量。例如测量平面光学零件的平行度、角度误差，屋脊棱镜的双像差，玻璃平板和棱镜的最小焦距，透镜或透镜组的焦距、顶焦距等。第2章用光学测量仪器及基本部件(2)光学系统光学特性参数的测量。例如测量显微镜系统的放大率、数值孔径，望远镜系统的放大率、出瞳直径和出瞳距、视度、视差，照相物镜的入瞳等。(3)光学系统的像质评价。例如用星点法和分辨率法评价像质、用哈特曼法和焦平面干涉法测量几何像差等。由此看来，光具座是光学实验室的基本仪器之一，也是光学零件生产、光学系统调试过程中的一种通用仪器。第2章用光学测量仪器及基本部件二、光具座的组成由于国内外生产的光具座的型号繁多，结构和功能也有差异，因此无法一一列举，图2.16所示光具座为常见的一种。本书针对光具座的共性结构做简要介绍。图2.16光具座的基本结构图第2章用光学测量仪器及基本部件1.平行光管及其照明装置1)平行光管平行光管是光具座的基本组件之一，其物镜质量的好坏、焦距的长短，往往是决定光具座性能的关键所在。平行光管一般做成可调式，并配备有带照明装置的目镜，以便于用自准直法调校。平行光管的特性参数一般用焦距和相对孔径表示。平行光管的物镜，由于要求较高，一般做成消色差形式。平行光管的分划板为了适应多种测试目的的需要，形式有多种，一般有:第2章用光学测量仪器及基本部件(1)星点板:用于按星点法评价像质。星点板一般按针孔的大小不同备有几种。(2)分辨率板:用于按分辨率法评价像质。一般配有一套(五块)WT100562型标准图案板，如图2.17所示。(3)圆孔板:供产生一定光强度和一定平行度的平行光束。第2章用光学测量仪器及基本部件图2.17WT100562型标准图案板第2章用光学测量仪器及基本部件(4)玻罗板:以刻线间距的形式给出几种标准长度，供测量(如测量焦距或评定像质)时选用，其形式如图2.18所示。图2.18玻罗板的形式第2章用光学测量仪器及基本部件2)照明装置平行光管的照明装置除要求提供一定强度的白光外，还要求能提供常用谱线，以便实现对几何像差的测量。这些谱线可通过配置光谱(例如钠灯、汞灯)及使用滤光片得到。为了改善照明的均匀性，还备有毛玻璃。图2.16光具座的基本结构图第2章用光学测量仪器及基本部件2.观察、瞄准与测量用组件1)前置镜光具座都备有前置镜，一般又都为可调式，可配用自准直目镜和自准直测微目镜。为了调整共轴性，前置镜应有升降、俯仰和水平方位的调节机构。2)显微镜显微镜物镜一般备有不同数值孔径的数种，而目镜除备有普通目镜外，还备有测微目镜，一般是配备螺杆式测微目镜，可替换普通目镜。显微镜为了调焦，都有纵向移动机构;而为了调节共轴性，都有横向、升降及水平方位的调整机构。普通目镜也备有不同倍率的数种，以便和物镜组合成不同的放大倍率。第2章用光学测量仪器及基本部件3)视度筒与倍率计视度筒与倍率计是用于测试望远镜系统的仪器，实际上分别为低倍可调前置镜和分划板上刻有标尺的低倍显微镜。视度筒是在可调前置镜的伸缩筒上刻上刻度，并标出不同分划对应的视度值，可用来测量望远镜系统的视度。倍率计则可用来测量望远镜系统的出瞳直径和出瞳距。第2章用光学测量仪器及基本部件4)精密机械测量台精密机械测量台是用来支撑平面光学零件，以便起定位作用的测量台。利用两个互相垂直的精密螺杆，可使工作台纵向、横向移动，并具有高低调整装置，以调整被测对象至合适位置。5)转台和转臂在某些时候，为了观测轴外像，就有必要使观测仪器与导轨成一定角度，为此设置了转臂，而转台起支撑转臂并保证转臂平稳回转的作用。6)哈特曼照相装置及哈特曼光阑第2章用光学测量仪器及基本部件哈特曼照相装置是用哈特曼法测量几何像差的装置。哈特曼光阑是由按米字形分布的许多小孔构成的光阑。照相装置可

　　(通过干板)通过哈特曼光阑小孔的光线经过被测物镜后于焦平面附近所形成的光斑，以便分析被测物镜的几何像差。当然也可以记录星点像，以便评价像质。这种设备在比较简易的光具座上通常没有配备。第2章用光学测量仪器及基本部件3.装卡组件1)三爪夹持器三爪夹持器用来夹持透镜或其它圆柱形零件。2)镜筒支架或V形座镜筒支架可以放置或固定镜筒，以便对整个仪器或部件进行观测。第2章用光学测量仪器及基本部件3)物镜夹持器当检查物镜的像质时，通常对物镜的装夹和调整要求较高，此时应使用物镜夹持器。例如用星点法和分辨率法检验照相物镜的像质。夹持器可以绕其竖直轴回转，以使物镜的光轴与导轨夹有一定角度，这样可以检验轴外点的像质。夹持器具有偏心调整装置，以便调整被检物镜光轴与平行光管光轴重合。第2章用光学测量仪器及基本部件2.5测角仪器利用光学的原理测量角度的仪器很多，如光学测角仪、光学经纬仪、光学分度头、光学象限仪。根据测角方式的不同，测角仪器大致可分为两种:一种是精密测角仪;另一种是经纬仪。它们的共同点是:仪器的转轴(或度盘的中心)都置于被测角的顶点处，以便于被测角度与度盘比较。它们的不同之处是:精密测角仪的瞄准镜是朝向被测角的顶点的，如图2.19(a)所示;而经纬仪的瞄准镜是背向被测角的顶点的，如图2.19(b)所示。第2章用光学测量仪器及基本部件第2章用光学测量仪器及基本部件经纬仪一般用来观察两目标对仪器安放位置(O点)所张开的角度。目标在外界光线的照明下反射光线，因而经纬仪的瞄准镜可采用通用的望远镜形式。精密测角仪一般用于测量试件上两个面之间的夹角(二面角的平面角)，因此瞄准采用自准直望远镜。下面就具体介绍这两种测角仪。第2章用光学测量仪器及基本部件2.5.1精密测角仪一、精密测角仪的特点和用途精密测角仪以自准直前置镜作为瞄准部件，并以度盘作为标准量。应用时，它要求被测角度的两个面具有良好的反光性能和规则的面形。精密测角仪常用于测量光学零件(例如平板玻璃、棱镜等)的角度、平行度及光栅的衍射角等。通过对折射棱镜的折射角和光线通过棱镜后的偏向角的测量，可以计算玻璃材料的折射率和色散。第2章用光学测量仪器及基本部件二、精密测角仪的主要结构精密测角仪主要由自准直前置镜、平行光管、载物台(或工作台)、读数系统和轴系组成。1.自准直前置镜自准直前置镜是精密测角仪的瞄准系统。为了便于调校做成可调式，为了提高瞄准精度，物镜的球差和色差都应获得良好的校正。分划板的图案应考虑采用对准精度较高的形式。在测量过程中，自准直前置镜的瞄准轴应始终垂直于度盘转轴，因为只有这样，前置镜瞄准轴转过的角度才与度盘上角度值的变化相等。第2章用光学测量仪器及基本部件2.平行光管当需要利用光的折射现象来进行某项测量时(如测量玻璃材料的折射率)，要给出照明光束。而在精密测角仪上所测的一般为平面光学零件，因此照明取平行光束，否则将产生不对称像差而影响瞄准精度。为了获得平行光束照明，需备有平行光管。平行光管的物镜应与前置镜物镜有相同的要求。平行光管分划板的图案应与自准直前置镜的瞄准标志配合，形成具有较高对准精度的形式。平行光管的照明应满足测试条件的要求。第2章用光学测量仪器及基本部件3.读数系统精密测角仪的读数系统包括度盘、符合系统、光学测微器以及读数显微镜四个部分。1)度盘度盘是该仪器的标准量。精密测角仪一般备有玻璃度盘，具有较高的精度;有的仪器还同时备有金属度盘，精度稍低，但操作和读数方便，可在要求不高的场合下使用。度盘在装配时必须保证分划面的对称轴或圆周分度中心与仪器的主轴重合，否则将带来测量误差。第2章用光学测量仪器及基本部件2)符合系统将度盘上相差180°(即对径方向)两位置上的刻线成像在同一视场内，并使其呈线端对准的形式，以便实现符合读数法(或对径读数法)。这种读数方法可以消除由于度盘的偏心而引起的误差。符合系统的形式也有很多种，一般由两个成像系统(这两个系统分别对应对径方向上的两组分划)和一个合像系统(能把两个成像系统的像合在一个视场，并呈现线端对准形式)组成。成像系统同时起到光路折转的作用。光路的折转通常由棱镜完成。棱镜位置装校不好会引起视场中分划倾斜;而两成像系统的放大率调整不好，则会使视场中两组分划的分划间距不等，这都会影响瞄准精度。第2章用光学测量仪器及基本部件符合读数法的视场如图2.20所示。视场中通常有两个读数窗口。上面的大窗口中，分界线上下两边分别为对径读数，靠近分界线的两排数字表示“分”，靠近边缘的两排数字表示“度”。通常在大窗口中读取“度”。下面的小窗口中，靠近分划的一排数字表示“秒”。度盘转动时，大窗口中分界线上下两组分划运动方向相反。当视场中上下两组分划值为度盘分划值的一半，例如，度盘分划值为10，那么在视场中上下两组分划相对移动一个分划间隔时，对应度盘转过5，或者说视场中实际分划值为5。第2章用光学测量仪器及基本部件图2.20符合读数法的视场第2章用光学测量仪器及基本部件3)光学测微器光学测微器是标准量的细分装置，是为了对度盘上的最小测量单位进行细分而设置的。因此，测微器的整个量程显然应为度盘的分划值，而由于符合读数法，大窗口的实际分划值是度盘分划值的一半，于是测微器的量程就只需为度盘分划值的一半。例如，度盘分划值为10′，则最大窗口中实际分划值为5′，测微器的量程即应为5′。经测微器细分后，最小分划值为“秒”，细分后的读数从小窗口中读取。测微器的量程和大窗口中实际分划值不等时，将带来测量误差，称为行差。第2章用光学测量仪器及基本部件4)读数显微镜读数显微镜的作用是将符合系统所成的像放大，供眼观察并进行读数，因此只利用它的放大作用。5)读数原理和读数方法a.读数原理如图2.21所示，设C为度盘分划中心，C为望远镜旋转中心。假定两中心重合，那么，望远镜瞄准某一方向N时，正确的读数是A，读数指标应与A重合。但是两心不重合时，指标就会偏离至A处，这时读数为A，显然会造成误差，从图中可以看出，正确的读数NA应表示为第2章用光学测量仪器及基本部件式中，P0为度盘的某一刻度处的读数，并用弧长表示其两端对应的刻度值之差。如果令那么第2章用光学测量仪器及基本部件在符合读数系统中，把度盘对径方向的读数成像于同一视场中，如图(b)所示。如果视场中对径方向两部分分划同时等速反向运动(如图中箭头所示)，那么，对径方向上两分划像(如图中P0和P180)相对运动至重合(对准)时，度盘的读数变化刚好为。如果该在两分划像运动至重合的过程中能被测量出来，由式(2－9)可知，就可得出该方向的正确读数，而避免了前述两心不重合带来的误差。测微系统正是完成测量任务的。 第2章用光学测量仪器及基本部件图2.21符合读数原理分析第2章用光学测量仪器及基本部件b.读数方法(1)转动测微手轮，使度盘对径两组分划线中大窗口两组分划)精确重合;在视场中央部分从正字注记那排分划读出度和分值(如5°40′)。(2)再往读数增加的方向找出对径180°那条分划(如185°40)，数出相差的格数，并乘以度盘分划值的一半(通常度盘分划值为10)，作为整5位。图2.20中，应为5。其为的一部分。 第2章用光学测量仪器及基本部件(3)小窗口(测微窗)中，读数不满5′的小数，即式(29)中的的另一部分在图2.20中应为1′13.6″因此，按式(29)，整个读数应为5°40‘+5’+1‘13.6″=5°46′13.6″。在上述列举的读数方法的第(2)步中，如果在视场中央读得度和分值之后，必须往读数减小的方向才能找出对径180°那条分划，那么读得的整5’的数据在最后累加时应取负值。在上述读数步骤中，前一次读数((1)步的读数)对应式(2－9)中的P0，而最后两次读数(步骤(2)、(3)的读数)的代数和则对应式中的。 第2章用光学测量仪器及基本部件4.载物台载物台是为了放置被测件而设置的。它可以绕仪器主轴转动，并备有水平调节机构，以便调节被测件的状态。第2章用光学测量仪器及基本部件三、仪器在使用前的调整精密测角仪在工作前应做如下调整:(1)测角仪的主轴应处于铅垂位置。目的是使装有自准直前置镜的转台或转动臂处于重力平衡状态，否则将影响仪器的使用寿命和测量精度。此项调节可以通过调节仪器的脚螺钉使仪器基座上的圆水泡居中来实现。第2章用光学测量仪器及基本部件(2)自准直前置镜和平行光管必须消视差。目的是消除由于视差的影响产生的观测误差，办法是首先将自准直前置镜用自准直法消视差，然后以自准直前置镜为标准，使用可调前置镜法使平行光管消视差。须注意的是在调整时，自准直前置镜不准再调节(即伸缩筒不得再动)，只允许调节平行光管的伸缩筒。第2章用光学测量仪器及基本部件(3)自准直前置镜的视轴垂直于主轴。目的是保证自准直前置镜转动过程中，视轴始终处在一个平面内，并与仪器主轴(或度盘转轴、度盘分划中心轴)垂直。只有这样，前置镜视轴转过的角度才能用度盘上刻度的变化量来表示，否则将产生测量误差。调整方法是:将一标准玻璃平板置于载物台上，用自准直前置镜对向标准玻璃平板上一个工作面，调整载物台的水平调节螺丝(或前置镜俯仰)，使自准直前置镜瞄准玻璃平板的工作面。然后，转动载物台，使标准玻璃平板另一工作面对向前置镜，分别调整载物台及前置镜俯仰，至瞄准玻璃平板的工作面为止。第2章用光学测量仪器及基本部件瞄准只要求水平分划对准。在此过程中，当减小自准直像与瞄准标志(分划板刻线)之间的距离以便实现对准时，载物台和前置镜两者都应加以调整。然后再转动载物台重新瞄准第一面，以后反复进行上述步骤，直至不需调节，两面都能处于瞄准位置时，便告结束。第2章用光学测量仪器及基本部件(4)平行光管视轴与自准直前置镜视轴平行，且基本重合。目的是保证平行光管视轴与仪器主轴垂直，这样当使用平行光管时，由于平行光管射出的与其分划板分划中心相对应的平行光束将垂直于仪器主轴;同时防止前置镜的入瞳切割平行光管射出的轴向光束，使工作孔径变小，导致观测误差增大。调整的办法是:将自准直前置镜对向平行光管，只调平行光管的俯仰，使自准直前置镜视场中两水平分划线对准，然后将两者均做水平方位调整，使视轴均基本通过载物台转轴，视场中两组分划中心对准。第2章用光学测量仪器及基本部件四、测角误差来源精密测角仪的测量误差主要包括以下几方面:(1)度盘刻划。这是标准量的误差。当使用符合读数法时，这一误差用直径误差表示。(2)光学测微器的误差。此项误差包括测微器分划间隔误差和行差。(3)前置镜视轴与仪器主轴不垂直造成的误差。(4)前置镜的瞄准误差。引起测量误差的主要是瞄准误差。第2章用光学测量仪器及基本部件(5)读数误差。读数时总是先使对径读数的刻线对准，然后读数。如果读数过程中的瞄准存在误差，就引起读数误差，这一误差折算到度盘上的角度值就得到测角误差。上述各项误差中，度盘直径误差属系统误差，其它各项都具有偶然误差的性质。第2章用光学测量仪器及基

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