《互换性与技术测量》课程实验指导书1解析
互换性实验指导书
《互换性与测量技术》实验指导书学院：________________________专业年级：________________________指导老师：________________________姓名：________________________学号：______ _____________实验一 阶梯轴长度和直径的测量1. 实训目的学习游标卡尺的结构原理和使用方法。
2. 设备与器材游标卡尺和标准件。
3. 量仪说明与测量原理（1）游标卡尺以10分度游标卡尺（图1-1）为例说明。
将尺身的9小格即9mm 长度平均分成10份，做成游标，游标的每小格即为0.9mm ，比尺身相应小0.1mm ，根据游标和尺身的刻度错位可测量不足1mm 的长度。
尺身和游标上对应的一等份差值，叫做精确度，它体现了测量的准确程度。
游标卡尺正是利用尺身和游标上每一小格之差，来达到提高精确度的目的，这种方法叫做示差法。
图1-1 10分度游标卡尺1-内测量爪（测内径）；2-锁定旋钮；3-主尺；4-深度尺（测深度）；5-游标尺；6-外测量爪（测直径）如图1-2所示，游标上的第6条刻度线与尺身上的某一条对齐，则被测物体的长度为精确度⨯=⨯=⨯-=-=∆6)(1.069.066dc mm L L L bc同理，当游标上第n 条刻线与尺身上的某一条刻线对齐，则被测物体的长度为精确度⨯=∆n L图1-2 游标卡尺读数原理游标卡尺的读数步骤如下：第1步 确认游标格数，算出游标卡尺精确度：10分度游标卡尺精确度为mm 1.0mm 101=。
20分度游标卡尺精确度为mm 05.0mm 201=。
30分度游标卡尺精确度为mm 02.0mm 501=。
第2步 从尺身读出游标零刻线前的毫米数L 1。
第3步 观察游标上第几条刻线跟尺身上某一条刻线对齐，毫米以下的读数就是L 2=n ×精确度，得游标示数L 2。
第4步 测量结果为L = L 1+L 2= L 1+n ×精确度。
《互换性与技术测量》实验指导书1
互换性与技术测量实验指导书目录实验一通用量具应用及量块组合选择（选用)实验二用比较仪检测工件尺寸误差实验三表面粗糙度的测量实验四直线度误差的测量实验1 通用量具应用及量块组合选择（孔轴测量）（选做）一、实验目的：1.了解量块、千分尺、游标卡尺的构造和工作原理。
2．掌握量块尺寸组合、千分尺、游标卡尺测量尺寸的方法3．掌握由测得数据进行数据处理的一般方法，并分析产生误差的原因及误差类型。
二、实验所需仪器千分尺、游标卡尺 83块一套的量块三、实验步骤1．利用游标卡尺测量工件直径尺寸，共测量十组数据，将测量结果填入实验报告，并对测量数据进行数据处理。
2．利用千分尺测量工件长度尺寸，共测量十组数据，将测量结果填入实验报告，并对测量数据进行数据处理。
3．用83块一套的量块对千分尺测量的数据处理以后的数据进行尺寸组合。
四、测量数据1.用游标卡尺测量直径尺寸2.用千分尺测量的数据3．用83块一套的量块对千分尺测量的数据数据处理以后的数据进行组合的量块尺寸尺寸：第一块量块：第二块量块：第三块量块：第四块量块：六、思考题1：测量误差一般分为几类型，一般各怎么进行数据处理？实验2 用比较仪测量工件尺寸误差1.实验目的1.1 立式光学比较仪工作原理及使用方法。
1.2 熟悉轴的直径误差的测量方法。
1.3 学会基本的测量误差处理方法。
2.设备与器材立式光学比较仪、被测轴和相同尺寸量块3.实验原理与方案立式光学比较仪主要用于作长度比较测量。
要先用量块将标尺和指针调到零位，被测尺寸对量块的偏差可从仪器标尺上读得。
并可对某轴的固定部位进行多次重复测量，计算测量误差。
立式光学计主要组成见外形图2-2。
由底座1、立柱2、支臂3、直角光管4和工作台11等几部分组成。
立式光学计的光学系统图2-3所示。
光线由进光反射镜6进入光学计管中，由通光棱镜7将光线转折90度，照亮了分划板4上的刻度尺9。
刻度尺上有±100 格的刻线，此处刻线作为目标，位于物镜2的焦平面上。
互换性与技术测量课程实验指导书
工程技术系机电一体化专业互换性与技术测量实训指导书编写人：王钧成靖文目录实验一轴孔测量实验 (3)实验二表面粗糙度测量实验 (9)实验三形位误差测量实验 (15)实验四螺纹主要参数的测量实验 (18)实验五圆柱齿轮的测量实验 (25)实验一 轴孔测量实验项目一 用立式光学计测量轴径一、实验目的1.了解立式光学计的结构及测量原理2.熟悉用立式光学计测量外径的方法3.加深理解计量器具与测量方法的常用术语,巩固尺寸及行为公差的概念4.掌握由测量结果判断工件合格性的方法 二、测量仪器介绍立式光学计是一种精度较高而结构简单的常用光学量仪。
用量块组合成被测量的基本尺寸作为长度基准,按比较测量法来测量各种工件相对基本尺寸的偏差值，从而计算出实际尺寸。
仪器的基本度量指标如下: 分度值:……………0.001mm 示值范围:…………±0.1mm 测量范围:…………0-180mm 仪器不确定度:……0.001mm 仪器的外观结构如图5-1 所示 三、测量原理直角光管是立式光学比较仪的主要部件，整个光学系统和测量部件装在直角光管内部。
测量原理是光学自准直原理和机械的正切放大原理组合而成。
其光路系统图如图5-2，正切放大原理图如图5-4，图5-3为图5-2中分划板的放大图。
分划板在物镜的焦平面上,由于这一特殊位置使刻度尺受光照后反射的光线经直角棱镜折转90°到物镜后形成平行光束。
当平面镜垂直于物镜主光轴时(通过调节仪器使测头距工作台为基本尺寸时正好平面镜垂直主光轴).这束平行光束经平面镜反射,反射光线按原路返图5-1 立式光学计外观图1—底座； 2—工作台； 3—粗调螺母； 4--支臂； 5--支臂紧固螺钉；6—立柱；7—直角光管；8—光源； 9—目镜；10—微调旋钮；11—细调旋钮；12—光管紧 固螺钉；13—测头提升杠杆；14—测头；15—工作台 调整旋；13—测头提升杠杆；14—测头；15—工作台 调整旋钮（共四个，调整工作台垂直测杆）回。
互换性与技术测量实验指导书.
互换性实验指导书机械工程学院实验一量块的使用一、实验目的1、能正确进行量块组合，并掌握量块的正确使用方法；2、加深对量值传递系统的理解；3、进一步理解不同等级量块的区别；二、实验仪器设备量块；千分表；测量平板；被测件。
三、实验原理量块的测量平面十分光洁和平整，当用力推合两块量块使它们的测量平面互相紧密接触时，两块量块便能粘合在一起，量块的这种特性称为研合性。
利用量块的研合性，就可以把各种尺寸不同的量块组合成量块组。
四、实验内容与步骤（一）实验内容采用合理的量块组合，测量被测零件尺寸高度。
（二）实验步骤1.用游标卡尺测量被测件2.据所需要的测量尺寸，自量块盒中挑选出最少块数的量块。
（每一个尺寸所拼凑的量块数目不得超过 4块，因为量块本身也具有一定程度的误差，量块的块数越多，便会积累成较大的误差。
）3.量块使用时应研合，将量块沿着它的测量面的长度反向，先将端缘部分测量面接触，使初步产生粘合力，然后将任一量块沿着另一个量块的测量面按平行方向推滑前进，最后达到两测量面彼此全部研合在一起。
4.将研合后的量块与被测件同时放到测量平板上，在测量平板上移动指示表的测量架，使指示表的测头与量块上工作表面相接触，转动指示表的刻度盘，调整指示表示值零位。
5.抬起指示表测头，将被测件放在指示表测头下，取下量块，记录下指示表的读数。
6.量块的尺寸与指示表的读数之和就是被测件的尺寸。
7. 记录数据；五、思考题量块按“等”测量与按“级”测量哪个精度比较高？实验二常用量具的使用一、实验目的1、正确掌握千分尺、内径百分表、游标卡尺的正确使用方法；2、掌握对测量数据的处理方法；3、对比不同量具之间测量精度的区别。
二、实验仪器设备外径千分尺；内径百分表；游标卡尺；轴承等。
三、实验原理分度值的大小反映仪器的精密程度。
一般来说，分度值越小，仪器越精密，仪器本身的“允许误差”（尺寸偏差）相应也越小。
学习使用这些仪器，要注意掌握它们的构造特点、规格性能、读数原理、使用方法以及维护知识等，并注意要以后的实验中恰当地选择使用。
互换性与技术测量实验指导书
互换性与技术测量实验指导书互换性与技术测量实验指导书机械⼯程实验室2008-10合象⽔平仪测量直线度误差⼀、实验⽬的1、掌握⽤合象⽔平仪测量直线度误差的⽅法及数据处理。
2、加深对直线度误差的定义及理解。
⼆、实验内容⽤合象⽔平仪测量直线度误差。
三、计量器具说明与测量原理为了控制机床、仪器导轨及长轴的直线度误差，常在给定平⾯（垂直平⾯或⽔平平⾯）内进⾏检测，常⽤的测量器具有框式⽔平仪、合象⽔平仪、电⼦⽔平仪和⾃准直仪等测定微⼩⾓度变化的精密量仪。
由于被测表⾯存在直线度误差，测量器具置于不同的被测部位上时，其倾斜⾓将发⽣变化，若节距（相邻两点的距离）⼀经确定，这个微⼩倾⾓与被测两点的⾼度差就有明确的函数关系，通过逐个节距的测量，得出每⼀变化的倾斜度，经过作图或计算，即可求出被测表⾯的直线度误差值。
合象⽔平仪因具有测量准确、效率⾼、价格便宜、携带⽅便等特点，在直线度误差的检测⼯作中得到⼴泛采⽤。
合象⽔平仪的结构，主要由微动螺杆、螺母、底盘⽔准仪、棱镜、放⼤镜、杠杆以及具有平⾯和V形⼯作⾯和底座等组成。
如图3-1所⽰。
1、⽔准器2、棱镜3、放⼤镜4、杠杆5、测量机构6、底板7、测量机构8、微动螺杆图3-1 合象⽔平仪合象⽔平仪是利⽤棱镜将⽔准器中的⽓泡像复合放⼤，以提⾼读数时的对准精度，利⽤杠杆和微动螺杆传动机构来提⾼读的精度和灵敏度,其⼯作原理见本指导书第⼆篇。
合象⽔平仪置于被测⼯件表⾯上，若被测两点相对⾃然⽔平线不等⾼时，将引起两端的⽓泡像不重合，转动度盘使⽓泡像重合，此时合象⽔平仪的读数值即为该两点相对⾃然⽔平⾯的⾼度差，刻度盘读数与桥板跨距L之间的关系为：h= i·L·a四、测量步骤；1、量出零件被测表⾯总长，将总长分为若⼲等分段（⼀般为6～12段）确定每⼀段的长度（跨距）L，并按L调整可调桥板两圆柱的中⼼距。
2、将合像⽔平仪放于桥板上，然后将桥板从⾸点依次放在各等分点位置上进⾏测量。
互换性与测量技术实验报告
《互换性与测量技术》实验指导书与实验报告班级姓名学号杭州职业技术学院友嘉机电学院实验一量块的清洗、研合、组合与维护量块是平面平行长度端面量具。
作为生产中长度测量的基准，用于检定和校对量仪和量具。
比较测量，用来作为标准尺寸，调整仪器的零位。
还可用来直接测量高精度工件的尺寸及精密划线。
通过量块作媒介，可使米的光波长度基准逐级地传递到各种量仪和量具上。
最后以量具测量工件，形成了量值传递系统，从而保持量值的统一。
量块上测量面中点至与其下测量面相研合的平面的距离为工作尺寸——中心长度。
尺寸≤5、5mm的量块，尺寸数字刻在测量面上；尺寸＞6mm的量块，数字刻在非测量面上。
量块具有可研合的特性。
用汽油洗净量块，用少许压力将两块量块工作面相互推合后，可使之牢固地联结在一起，因而可按需要，把不同工作尺寸的量块组合起来使用。
其组合原则是：为了减少组合误差，应选尽可能少的量块数目组成所需尺寸。
一般是按需尺寸的末位数开始选择量块。
为了组成各种尺寸，量块时成套制造的，一套包括一定数量的不同尺寸的量块，装成一盒，量块的编套见书P10表2-1。
例：是选择组成尺寸23、265mm所需的量块。
23、265—1、005——————第一块22、26—1、06 ——————第二块21、20—1、2 ——————第三块20、00 ——————第四块即可选择尺寸为1、005，1、06，1、20及20、00mm的量块各一块，组成尺寸23、265毫米。
根据量块中心长度制造的极限偏差和平面平行度偏差划分量块的精度等级，分为四级（0、1、2、3级，其中0级最高）；按检定精度分为5等（1、2、3、4、5等，其中1等最高）。
量块按级使用时，所依据的是刻在量块上的基本尺寸；按等使用时，所依据的则是量块的实际尺寸。
使用量块时，要正确研合，避免划伤测量面。
在测量过程中，严禁碰撞或掉落地上，使用完毕，要用绸布和航空汽油洗净并涂上防锈油。
为了减少温度影响，使用量块时应尽量避免量块与手直接接触，最好用竹镊子夹持，否则将因热膨胀引起测量误差。
互换性与测量技术实验指导书
（试用版）
中国海洋大学工程学院 机电工程系 机械教研室
前
言
一、互换性与测量技术实验课程的目的和要求
互换性与技术测量是机械工程专业的一门专业基础课，它使学生进一步掌握和巩固课堂上所学的 测量理论和基本的测量技术,初步熟悉某些计量器具的正确使用,要求培养锻炼学生在实际测量过程中 的动手能力。
五、数据处理
利用作图法处理数据： 1． 在坐标纸上，用横坐标 x 表示测点序号，用纵坐标 y 表示各测点相对于 0 点地高度差 Δk,作 出图所示地误差折线。 2． 根据形状误差评定中的最小条件，分别作两条平行直线 L1 和 L2 将误差折线包容，并使两平行 直线之间的坐标距离（平行于 y 方向的距离）为最小。例如，对图 a 所示的误差折线，可先作 一条下包容线 L1 （因为误差折线上各点相对于 L1 的坐标距离符合低－高－低准则） ， 然后过最 高点作 L1 的平行线，获得上包容线 L2；对图 b 所示的误差折线，可先作一条上包容线 L2（因 为误差折线上各点相对于 L2 的坐标距离符合高－低－高准则） ，然后过最低点作 L2 的平行线， 获得下包容线 L1。 3． 确定两平行直线 L1 和 L2 之间的坐标距离，即可求得直线度误差值。
棱镜； 5. 投影物镜； 6. 分划板； 7. 反射棱镜； 8. 微动螺钉； 9. 反射镜；
10. 投影屏； 11. 放大镜； 12. 物镜； 13. 平面反射镜； 14. 测杆； 15. 测帽
图 1-2 光学比较计的光学系统
3
图 1-3 光学比较计的杠杆放大原理图 2． 内径百分表的工作原理 内径百分表是内量杠杆式测量架和百分表的组合，如图 1-4 所示。用以测量或检验零件的内孔、深 孔直径及其形状精度。
互换性实验指导书
互换性与技术测量基础实验指导书实验一形位误差测量一．实验目的1．了解位置度误差的检测原则和基准体现方法；误差的测量原理及方法。
2．熟悉通用量具的使用。
3．加深对平行度、垂直度等位置公差的理解。
二．实验设备测量平板、心轴、精密直角尺、塞尺、百分表、表架、游标卡尺、偏摆检查仪等。
三．实验内容1．图2-1为被测件角座，其上提出四个位置公差要求；（1）顶面对底面的平行度公差0.15;（2）两孔的轴线对底面的平行度公差0.05;(3)两孔轴线之间的平行公差0.35;(4)侧面对底面的垂直度公差0.20;2．轴类零件的圆跳动。
三．实验方法步骤 1．按检测原则1（与理想要素比较原则）测量顶面对底面的平行度误差（图2-1）。
将被测件放在测量平板上，以平板面作模拟基准；调整百分表在支架上的高度，将百分表测头与被测面接触，使百分表指针倒转1～2圈，固定百分表，然后在整个被测表面上沿规定的各测量线上移动百分表支架，取百分表的最大与最小读数之差作为被测表面的平行度误差。
2-1 2-22．按检测原则，测量两孔轴线对底面的平行度误差。
用心轴模拟被测孔的轴线（图2-2 测量两孔轴线对底面的平行度误差），以平板模拟基准，按心轴上的素线调整百分表的高度，并固定之（调整方法同步骤1），在距离为L1的两个位置上测的两个读数M1和M2，被测轴线的平行度误差为：f=LM1−L1M2式中：L——被测轴线的长度。
3．按检测原则1测量两孔轴线之间的平行度误差（图2-3）。
用心轴模拟两孔轴线用游标卡尺在靠近孔口端面处测量尺寸a1及a2，差值（a 1-a2）即为所求平行度误差。
2-34．按检测原则3（测量特征参数原则）测量侧面对底面的垂直度误差（图2-4）。
用平板模拟基准，将精密直角尺的短边垂直于平板上，长边靠在被测侧面上，此时长边即为理想要素。
用塞尺测量直角尺长边与被测侧面之间的最大间隙，测得值即为该位置的垂直度误差。
移动直角尺，在不同位置重复上述测量，取最大误差值为该被测面的垂直度误差。
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互换性与技术测量实验指导书机械设计制造及其自动化教研室编2011.09目录实验1 用立式光学计测量塞规 (2)实验2用内径百分表测量内径 (4)实验3 直线度误差的测量 (7)实验4 平行度与垂直度误差的测量 (11)实验5 表面粗糙度的测量 (14)实验6 工具显微镜长度、角度测量 (18)实验1 用立式光学计测量塞规一、实验目的1、了解立式光学计的测量原理；2、熟悉立式光学计测量外径的方法；3、加深理解计量器具与测量方法的常用术语。
二、实验内容1、用立式光学计测量塞规；2、由国家标准GB／T 1957—1981《光滑极限量规》查出被测塞规的尺寸公差和形状公差，与测量结果进行比较，判断其适用性。
三、计量器具及测量原理立式光学计是一种精度较高而结构简单的常用光学测量仪。
其所用长度基准为量块，按比较测量法测量各种工件的外尺寸。
图1为立式光学计外形图。
它由底座1、立柱5、支臂3、直角光管6和工作台11等几部分组成。
光学计是利用光学杠杆放大原理进行测量的仪器，其光学系统如图2b 所示。
照明光线经反射镜l照射到刻度尺8上，再经直角棱镜2、物镜3，照射到反射镜4上。
由于刻度尺8位于物镜3的焦平面上，故从刻度尺8上发出的光线经物镜3后成为平行光束。
若反射镜4与物镜3之间相互平行，则反射光线折回到焦平面，刻度尺的像7与刻度尺8对称。
若被测尺寸变动使测杆5推动反射镜4绕支点转动某一角度α(图2a)，则反射光线相对于入射光线偏转2α角度，从而使刻度尺像7产生位移t(图2c)，它代表被测尺寸的变动量。
物镜至刻度尺8间的距离为物镜焦距f，设b为测杆中心至反射镜支点间的距离，s为测杆5移动的距离，则仪器的放大比K为当a很小时，，因此光学计的目镜放大倍数为12，f=200mm，b=5mm，故仪器的总放大倍数n为由此说明，当测杆移动0.001mm时，在目镜中可见到0.96mm的位移量。
图1 立式光学计外形图图2 立式光学计测量原理图四、测量步骤1、按被测塞规的基本尺寸组合量块；2、选择测头。
测头有球形、平面形和刀口形三种，根据被测零件表面的几何形状来选择，使测头与被测表面尽量满足点接触。
所以，测量平面或圆柱面工件时，选用球形测头；测量球面工件时，选用平面形测头；测量小于10mm的圆柱面工件时，选用刀口形测头；3、调整仪器零位。
1) 参看图1，将所选好的量块组的下测量面置于工作台ll的中央，并使测头10对准上测量面中央。
2) 粗调节。
松开支臂紧固螺钉4，转动调节螺母2，使支臂3缓慢下降，直到测头与量块上测量面轻微接触，并能在视场中看到刻度尺像时，将螺钉4锁紧。
3) 细调节。
松开紧固螺钉8，转动调节凸轮7，直至在目镜中观察到刻度尺像与牲指示线接近为止(图3a)，然后拧紧螺钉8。
4) 微调节。
转动刻度尺微调螺钉6(图2b)，使刻度尺的零线影像与弘指示线重合(图3b)，然后压下测头提升杠杆9数次，使零位稳定。
5) 将测头抬起，取下量块。
图3 立式光学计的目镜刻度尺4、测量塞规。
按实验规定的部位(沿轴向取三个横截面，每个截面上取两个互相垂直的径向位置)进行测量，把测量结果填入实验报告。
5、从国家标准GB／T 1957—1981查出塞规的尺寸公差和形状公差，并判断塞规的适用性。
思考题1．用立式光学计测量塞规属于什么测量方法?绝对测量与相对测量各有何特点?2．什么是分度值、刻度间距?二者与放大比的关系如何?3．若仪器工作台与测杆轴线不垂直，对测量结果有何影响?如何调节工作台与测杆轴线的垂直度?4．仪器的测量范围和刻度尺的示值范围区别何在?实验2用内径百分表测量内径一、实验目的1、了解测量内径常用计量器具、测量原理及使用方法；2、加深对内尺寸测量特点的了解。
二、实验内容用内径百分表测量内径。
三、计量器具及其测量原理内径可用内径千分尺直接测量。
但对深孔或公差等级较高的孔，则常用内径百分表或卧式测长仪作比较测量。
1、内径百分表国产的内径百分表，常由活动测头工作行程不同的七种规格组成一套，用以测量10～450mm的内径，特别适用于测量深孔，其典型结构如图4所示。
内径百分表是用它的可换测头3(测量中固定不动)和活动测头2跟被测孔壁接触进行测量的。
仪器盒内有几个长短不同的可换测头，使用时可按被测尺寸的大小来选择。
测量时，活动测头2受到一定的压力，向内推动镶在等臂直角杠杆1上的钢球4，使杠杆1绕支轴6回转，并通过长接杆5推动百分表的测杆而进行读数。
在活动测头的两侧，有对称的定位板8，装上测头2后，即与定位板连成一个整体。
定位板在弹簧9的作用下，对称地压靠在被测孔壁上，以保证测头的轴线处于被测孔的直径截面内。
图4 内径百分表四、测量步骤1、用内径百分表测量内径1)按被测孔的基本尺寸组合量块。
选取相应的可换测头并拧入仪器的相应螺孔内。
2)将选用的量块组和专用侧块(图7中1和2)一起放入量块夹内夹紧(图7)，以便仪器对零位。
在大批量生产中，也常按照与被测孔径基本尺寸相同的标准环的实际尺寸对准仪器的零位。
3)将仪器对好零位。
一手握着隔热手柄(图4中7)，另一只手的食指和中指轻轻压按定位板，将活动测头压靠在侧块上(或标准环内)使活动测头内缩，以保证放人可换测头时不与侧块(或标准环内壁)摩擦而避免磨损。
然后，松开定位板和活动测头，使可换测头与侧块接触，就可在垂直和水平两个方向上摆动内径百分表找最小值。
反复摆动几次，并相应地旋转表盘，使百分表的零刻度正好对准示值变化的最小值。
零位对好后，用手轻压定位板使活动测头内缩，当可换测头脱离接触时，缓缓地将内径百分表从侧块(或标准环)内取出。
4)进行测量。
将内径百分表插入被测孔中，沿被测孔的轴线方向测几个截面，每个截面要在相互垂直的两个部位上各测一次。
测量时轻轻摆动百分表(如图8所示)，记下示值变化的最小值。
将测量结果与被测孔的要求公差进行比较，判断被测孔是否合格。
图5 用内径百分表测量内径(一) 图6用内径百分表测量内径(二)思考题用内径千分尺与内径百分表测量孔的直径时，测量方法是否相同?实验3 直线度误差的测量一、实验目的1、通过测量加深理解直线度误差的定义；2、熟练掌握直线度误差的测量及数据处理。
二、实验内容用合像水平仪测量直线度误差。
三、计量器具及测量原理为了控制机床、仪器导轨或其他窄而长平面的直线度误差，常在给定平面(垂直平面、水平平面)内进行检测。
常用的计量器具有框式水平仪、合像水平仪、电子水平仪和自准直仪等。
使用这类器具的共同特点是测定微小角度的变化。
由于被测表面存在直线度误差，当计量器具置于不同的被测部位时，其倾斜角度就要发生相应的变化。
如果节距(相邻两测点的距离)一经确定，这个变化的微小角度与被测相邻两点的高低差就有确切的对应关系。
通过对逐个节距的测量，得出变化的角度，用作图或计算，即可求出被测表面的直线度误差值。
由于合像水平仪的测量准确度高、测量范围大(±10mm／m)、测量效率高、价格便宜、携带方便等优点，因此在检测工作中得到了广泛的应用。
图7 用合像水平仪测量直线度误差合像水平仪的结构如图7a、d所示，它由底板1和壳体4组成外壳基体，其内部由杠杆2、水准器8、两个棱镜7、测量系统9、10、11以及放大镜6所组成。
测量时将合像水平仪放于桥板(图12)上相对不动，再将桥板置于被测表面上。
若被测表面无直线度误差，并与自然水平面基准平行，此时水准器的气泡则位于两棱镜的中间位置，气泡边缘通过合像棱镜7所产生的影像，在放大镜6中观察将出现如图7b所示的情况。
但在实际测量中，由于被测表面安放位置不理想和被测表面本身不直，致使气泡移动，其视场情况将如图7c所示。
此时可转动测微螺杆10，使水准器转动一角度，从而使气泡返回棱镜组7的中间位置，则图7c中两影像的错移量△将消失而恢复成一个光滑的半圆头(图7b)。
测微螺杆移动量s导致水准器的转角a(图7d)与被测表面相邻两点的高低差h(m)有确切的对应关系，即式中0.01——合像水平仪的分度值(mm／m)；L——桥板节距(mm；a——角度读数值(用格数来计数)。
如此逐点测量，就可得到相应的a；值，后面将用实例来阐述直线度误差的评定方法。
四、实验步骤1、首先量出被测表面总长，继而确定相邻两点之间的距离(节距)，按节距L调整桥板(如图8所示)的两圆柱中心距。
2、置合像水平仪于桥板之上，然后将桥板依次放在各节距的位置。
每放一个节距后，要旋转微分筒9合像，使放大镜中出现如图7b所示的情况，此时即可进行读数。
先在放大镜1l处读数，它反映的是螺杆10的旋转圈数；微分筒9(标有十、一旋转方向)的读数则是螺杆10旋转一圈(100格)的细分读数；如此顺测(从首点到终点)、回测(由终点到首点)各一次。
回测时注意桥板不能调头，各测点两次读数的平均值作为该点的测量数据，将所测数据记人表中。
必须注意，假如某一测点两次读数相差较大，说明测量情况不正常，应仔细查找原因并加以消除后重测。
图8 调整中心距五、数据处理用合像水平仪测量一窄长平面的直线度误差，仪器的分度值为0.01mm／m，选用的桥板节距L=200mm，测量直线度记录数值见表1。
若被测平面直线度的公差等级为5级，试判断该平面的直线度误差是否合格?1、作图法求误差值1)为了作图方便，将各测点的读数平均值同减一个数而得出相对差(见表1)(均指实验表，后同)。
表1 测量数据表注：1．表列读数中，百分数是从图7的11处读得，十位、个位数是从图7的9处读得。
2．a值可取任意数，但要有利于相对差数字的简化，本例取a=297格。
2)根据各测点的相对差，在坐标纸上取点。
(注意作图时不要漏掉首点，同时后一测点的坐标位置是以前一点为基准，根据相邻差数取点的)将各点连接起来，得出误差折线。
3)用两条平行直线包容误差折线，其中一条直线与实际误差折线的两个最高点M1、M2相接触，另一平行线与实际误差折线的最低点M3相接触，且该最低点M3在第一条平行线上的投影，应位于M1和M2两点之间(如图9所示)。
图9 作图法求直线度误差从平行于纵坐标方向画出这两条平行直线间的距离，此距离就是被测表面的直线度误差值f=11(格)，按公式(格)，将f(格)换算为f(μm)2、计算法求直线度误差值如图9中M l(0，0)、M2(6，10)、M3(3，-6)设包容线的理想方程为因包容理想直线l1通过M1、M2因此通过两点法求得l l的方程为11x一7y=O.又因M3所在直线l2平行于l l，其方程为将M3代人上式，求得C2=-66，故l2的方程为令式11x一7y=O中x=0，则y=0；令式11x一7y-66=O中x=O，则y=-11；所以，l1、l2在y轴上的截距之差为11格，即l1、l2在平行于纵轴方向上的距离为ll格，由公式f=O.01Lf(格)，求得按国家标准GB／T 1184—1996直线度5级公差值为25um，误差值小于公差值，所以被测工件直线度误差合格。