專利名稱：一種凹面鏡反射成像式光杠桿微位移測量系統的制作方法
技術領域：
本發明屬于測量技術領域，具體涉及微小位移高精度測量系統及方法。
背景技術：
微小位移是在工程設計、機械制造、材料加工等過程中必須充分考慮的一個關鍵因素。現有的檢測方法一般是通過千分表、傳統的光杠桿、霍爾傳感器、光的干涉等工具進行測量，這些方法制造成本較高、不便調節，讀數困難，測量效率低、不直觀。
發明內容
本方明提出一種凹面鏡反射成像式光杠桿微位移測量系統和方法，該系統利用凹面鏡發射成像對微小位移進行放大，精確測量，制造成本較低、形象直觀、易于操作。為了測量位移的微小長度變化，本系統采用光杠桿原理對微小位移進行多級放大，通過對放大位移的測量，間接測量出微小的位移變化。本發明的技術方案如下
一種凹面鏡反射成像式光杠桿微位移測量系統,包括凹面鏡反射成像式光杠桿、平行光筒、支架和標尺；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物體的上端，前腳尖放置于支架的上端平臺上，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節；
所述的平行光筒和標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的玻璃鏡片、會聚透鏡和燈泡；玻璃鏡片上刻“十”字標線，會聚透鏡和燈泡之間的外筒部分帶可以調節外筒長短的螺紋和散熱孔，所述平行光筒通過電源線接220V交流電源，所述標尺為毫米刻度尺。將平行光筒放置在球面鏡正前方的焦距處，打開電源，調節螺紋使燈泡發出的光線經過會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，光線經球面鏡發射后在標尺(4)上某一刻度處成清晰的“十”字像。當光杠桿的后腳尖下端發生微小位移AL時，球面鏡發生傾斜，上述“十” 字像在標尺上的刻度變化到另一刻度，測量“十”字像在標尺上的刻度變化量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，根據公式
Al =,計算得到微小位移Λ L。本發明有如下優點能對微小位移進行準確測定，檢測速度快、精度高、可靠性強、 形象直觀，操作簡單，制造成本低，可以為工程設計、機械制造、材料加工提供科學依據。
圖I是本發明的結構示意圖；圖2是本發明的平行光筒結構示意圖； 圖3是本發明光杠桿結構示意圖4是本發明的光杠桿放大原理圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明做進一步的描述。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放置于待測物體的上端，前腳尖放置于支架8的上端平臺上，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的前后傾角可以調節，如圖3所示。所述的平行光筒2和標尺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”字標線，會聚透鏡2_3和燈泡2-4之間的外筒2-2部分帶可以調節外筒2-2長短的螺紋2-5和散熱孔2_6。標尺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。測量時，將平行光筒2放置在球面鏡6正前方的焦距處，打開電源，調節螺紋2-5 使燈泡2-4發出的光線經過會聚透鏡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，光線經球面鏡6發射后在標尺4上某一刻度處B成清晰的“十”字像。當被測物體有一個微小位移Z L后，光杠桿的后腳尖7-1下端發生微小位移Δ L, 球面鏡6發生傾斜，繞前腳尖7-2、7_3軸線偏轉微小角度△ a，上述“十”字像在標尺4上的刻度變化到另一刻度A，測量“十”字像在標尺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偏轉微小角度Λ a 一 D
b為光杠桿后支點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
權利要求
1.一種凹面鏡反射成像式光杠桿微位移測量系統，包括凹面鏡反射成像式光杠桿、平行光筒、支架和標尺；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)放置于待測物體的上端，前腳尖(7-2、7-3)放置于支架(8)的上端平臺上，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)的前后傾角可以調節;所述的平行光筒(2)和標尺(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)內的玻璃鏡片(2-1)、會聚透鏡(2-3)和燈泡(2_4);玻璃鏡片(2-1)上刻“十”字標線，會聚透鏡(2-3)和燈泡((2-4)之間的外筒(2-2)部分帶可以調節外筒長短的螺紋(2-5 )，所述平行光筒(2 )通過電源線(3 )接電源(I)，平行光筒(2 ) 的平行光束正射到球面鏡(6);所述標尺(4)為毫米刻度尺，光線經球面鏡(6)發射后在標尺(4)上某一刻度處(B)成清晰的“十”字像；當光杠桿(7)的后腳尖(7-1)下端發生微小位移AL時，球面鏡(6)發生傾斜，上述“十”字像在標尺(4)上的刻度變化到另一刻度(A)，測量“十”字像在標尺(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，根據公式Al = b^y2D，計算得到微小位移AL0
全文摘要
本發明涉及一種凹面鏡反射成像式光杠桿微位移測量系統，包括凹面鏡反射成像式光杠桿、平行光筒、支架、標尺以及電源。光杠桿的后腳尖放在待測物體上頂端，前腳尖放在平臺上，凹面鏡固定于前腳尖正上方，平行燈筒和標尺安裝在支架上，與凹面鏡相對。本系統能精確對微小位移進行高精度地測定，制造成本低、檢測速度快、精度高、可靠性強、形象直觀，操作簡單。
文檔編號G01B11/02GK102589444SQ20121002998
公開日2012年7月18日 申請日期2012年2月11日 優先權日2012年2月11日
發明者譚興文 申請人:西南大學