專利名稱：一種凹面鏡反射成像式光杠桿微位移測(cè)量系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及微小位移高精度測(cè)量系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
微小位移是在工程設(shè)計(jì)、機(jī)械制造、材料加工等過(guò)程中必須充分考慮的一個(gè)關(guān)鍵因素?，F(xiàn)有的檢測(cè)方法一般是通過(guò)千分表、傳統(tǒng)的光杠桿、霍爾傳感器、光的干涉等工具進(jìn)行測(cè)量，這些方法制造成本較高、不便調(diào)節(jié)，讀數(shù)困難，測(cè)量效率低、不直觀。

發(fā)明內(nèi)容
本方明提出一種凹面鏡反射成像式光杠桿微位移測(cè)量系統(tǒng)和方法，該系統(tǒng)利用凹面鏡發(fā)射成像對(duì)微小位移進(jìn)行放大，精確測(cè)量，制造成本較低、形象直觀、易于操作。為了測(cè)量位移的微小長(zhǎng)度變化，本系統(tǒng)采用光杠桿原理對(duì)微小位移進(jìn)行多級(jí)放大，通過(guò)對(duì)放大位移的測(cè)量，間接測(cè)量出微小的位移變化。本發(fā)明的技術(shù)方案如下
一種凹面鏡反射成像式光杠桿微位移測(cè)量系統(tǒng),包括凹面鏡反射成像式光杠桿、平行光筒、支架和標(biāo)尺；其特征在于
所述的凹面鏡反射成像式光杠桿包括第一支架、光杠桿和球面鏡；光杠桿的后腳尖放置于待測(cè)物體的上端，前腳尖放置于支架的上端平臺(tái)上，球面鏡固定于光杠桿的前腳尖的正上方，球面鏡的前后傾角可以調(diào)節(jié)；
所述的平行光筒和標(biāo)尺安裝在第二支架上；所述平行光筒包括外筒、從前往后依次裝在外筒內(nèi)的玻璃鏡片、會(huì)聚透鏡和燈泡；玻璃鏡片上刻“十”字標(biāo)線，會(huì)聚透鏡和燈泡之間的外筒部分帶可以調(diào)節(jié)外筒長(zhǎng)短的螺紋和散熱孔，所述平行光筒通過(guò)電源線接220V交流電源，所述標(biāo)尺為毫米刻度尺。將平行光筒放置在球面鏡正前方的焦距處，打開(kāi)電源，調(diào)節(jié)螺紋使燈泡發(fā)出的光線經(jīng)過(guò)會(huì)聚透鏡和玻璃鏡片形成平行光束，讓平行光束正射到球面鏡，光線經(jīng)球面鏡發(fā)射后在標(biāo)尺(4)上某一刻度處成清晰的“十”字像。當(dāng)光杠桿的后腳尖下端發(fā)生微小位移AL時(shí)，球面鏡發(fā)生傾斜，上述“十” 字像在標(biāo)尺上的刻度變化到另一刻度，測(cè)量“十”字像在標(biāo)尺上的刻度變化量Λη、 平行光筒到光杠桿前腳尖的距離D、光杠桿前腳尖和后腳尖的距離b，根據(jù)公式
Al =,計(jì)算得到微小位移Λ L。本發(fā)明有如下優(yōu)點(diǎn)能對(duì)微小位移進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)定，檢測(cè)速度快、精度高、可靠性強(qiáng)、 形象直觀，操作簡(jiǎn)單，制造成本低，可以為工程設(shè)計(jì)、機(jī)械制造、材料加工提供科學(xué)依據(jù)。


圖I是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的平行光筒結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是本發(fā)明光杠桿結(jié)構(gòu)示意圖4是本發(fā)明的光杠桿放大原理圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述。如圖I所示，反射成像式光杠桿由支架8、光杠桿7和球面鏡6組成。光杠桿7的后腳尖7-1放置于待測(cè)物體的上端，前腳尖放置于支架8的上端平臺(tái)上，球面鏡6固定于光杠桿的前腳尖(7-2、7-3))的正上方，球面鏡6的前后傾角可以調(diào)節(jié)，如圖3所示。所述的平行光筒2和標(biāo)尺4安裝在第一支架5上，平行光筒2由燈泡2-4、外筒 2-2、會(huì)聚透鏡2-3、玻璃鏡片2-1組成。玻璃鏡片2-1上刻有“十”字標(biāo)線，會(huì)聚透鏡2_3和燈泡2-4之間的外筒2-2部分帶可以調(diào)節(jié)外筒2-2長(zhǎng)短的螺紋2-5和散熱孔2_6。標(biāo)尺4 為毫米刻度尺，電源線3連接平行光筒2和220V交流電源I。測(cè)量時(shí)，將平行光筒2放置在球面鏡6正前方的焦距處，打開(kāi)電源，調(diào)節(jié)螺紋2-5 使燈泡2-4發(fā)出的光線經(jīng)過(guò)會(huì)聚透鏡2-3和玻璃鏡片2-1形成平行光束，讓平行光束正射到球面鏡6，光線經(jīng)球面鏡6發(fā)射后在標(biāo)尺4上某一刻度處B成清晰的“十”字像。當(dāng)被測(cè)物體有一個(gè)微小位移Z L后，光杠桿的后腳尖7-1下端發(fā)生微小位移Δ L, 球面鏡6發(fā)生傾斜，繞前腳尖7-2、7_3軸線偏轉(zhuǎn)微小角度△ a，上述“十”字像在標(biāo)尺4上的刻度變化到另一刻度A，測(cè)量“十”字像在標(biāo)尺4上的刻度變化量Λ η、平行光筒2到光杠桿前腳尖7-2、7-3的距離D、光杠桿的前腳尖7-2、7-3和后腳尖7_1的距離b。如圖4所示，球面鏡6偏轉(zhuǎn)微小角度Λ a 一 D
b為光杠桿后支點(diǎn)7-1到腳尖7-2、7-3軸線的垂直距離，由于Λα非常小，所以，可以近似有
權(quán)利要求
1.一種凹面鏡反射成像式光杠桿微位移測(cè)量系統(tǒng)，包括凹面鏡反射成像式光杠桿、平行光筒、支架和標(biāo)尺；其特征在于所述的凹面鏡反射成像式光杠桿包括第一支架(8 )、光杠桿(7 )和球面鏡(6 );光杠桿 (7)的后腳尖(7-1)放置于待測(cè)物體的上端，前腳尖(7-2、7-3)放置于支架(8)的上端平臺(tái)上，球面鏡(6)固定于光杠桿的前腳尖(7-2、7-3)的正上方，球面鏡(6)的前后傾角可以調(diào)節(jié);所述的平行光筒(2)和標(biāo)尺(4)安裝在第二支架(5)上；所述平行光筒(2)包括外筒 (2-2),從前往后依次裝在外筒(2-2)內(nèi)的玻璃鏡片(2-1)、會(huì)聚透鏡(2-3)和燈泡(2_4);玻璃鏡片(2-1)上刻“十”字標(biāo)線，會(huì)聚透鏡(2-3)和燈泡((2-4)之間的外筒(2-2)部分帶可以調(diào)節(jié)外筒長(zhǎng)短的螺紋(2-5 )，所述平行光筒(2 )通過(guò)電源線(3 )接電源(I)，平行光筒(2 ) 的平行光束正射到球面鏡(6);所述標(biāo)尺(4)為毫米刻度尺，光線經(jīng)球面鏡(6)發(fā)射后在標(biāo)尺(4)上某一刻度處(B)成清晰的“十”字像；當(dāng)光杠桿(7)的后腳尖(7-1)下端發(fā)生微小位移AL時(shí)，球面鏡(6)發(fā)生傾斜，上述“十”字像在標(biāo)尺(4)上的刻度變化到另一刻度(A)，測(cè)量“十”字像在標(biāo)尺(4)上的刻度變化量Λη、平行光筒(2)到光杠桿前腳尖(7-2、 7-3)的距離D、光杠桿前腳尖(7-2、7-3)和后腳尖(7_1)的距離b，根據(jù)公式Al = b^y2D，計(jì)算得到微小位移AL0
全文摘要
本發(fā)明涉及一種凹面鏡反射成像式光杠桿微位移測(cè)量系統(tǒng)，包括凹面鏡反射成像式光杠桿、平行光筒、支架、標(biāo)尺以及電源。光杠桿的后腳尖放在待測(cè)物體上頂端，前腳尖放在平臺(tái)上，凹面鏡固定于前腳尖正上方，平行燈筒和標(biāo)尺安裝在支架上，與凹面鏡相對(duì)。本系統(tǒng)能精確對(duì)微小位移進(jìn)行高精度地測(cè)定，制造成本低、檢測(cè)速度快、精度高、可靠性強(qiáng)、形象直觀，操作簡(jiǎn)單。
文檔編號(hào)G01B11/02GK102589444SQ20121002998
公開(kāi)日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年2月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月11日
發(fā)明者譚興文 申請(qǐng)人:西南大學(xué)