光圈基础知识培训

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一、 光学零件的面精度三项内容：

1）被检光学表面的曲率半径相对参考光学表面曲率半径的偏差，称为曲率半径偏差。以Ν表示：即光圈。

曲率半径偏差的方向不同

2） 被检光学表面在相互垂直方向上的曲率半径，相对参考光学

表面曲率半径的偏差不相等,称为象散偏差.以ΔΝ表示。 这种偏差在相互垂直方向上的干涉条纹数量不相等。 3

）被检光学表面的局部区域相对参考光学表面的偏差。称为局部

偏差，以ΔΝ表示。

这种偏差在任一方向上产生局部不规则的干涉条纹。

二、光圈定义和计量：

当光线投射到两个曲率半径相差不多的球

面。其空气楔对称时，就会出现同心环的干涉条纹，即牛顿圈，通称光圈。

1） 光圈示意图：

低光圈

高光圈

2）光圈数的计量：

①Ν＞1：以有效检验范围内直径方向最多条纹数的一半量。

如图1 Ν=6/2=3

②Ν＜1：通过直径方向上干涉条纹的弯曲量h相对条纹的间

距H的比值。如图2 Ν=h/H

图1

3）象散偏差的计量：象散偏差光圈数ΔΝ是以两个相互垂直方向上光圈数的最大代数差的绝对值来度量（光圈数以有效范围

内最多的一半来度量）。ΔΝ= ΝX-ΝY

4）局部偏差的计量：局部不规则干涉条纹对理想平滑干涉条纹的偏离量h 与相邻条纹间距H 的比值来度量。

三、光圈的判定方法：

椭圆形ΔΝ=（6-8）/2=1

马鞍形ΔΝ=（2+6）/2=4

（0-1）=1

不对称形X-X Y-Y 方向倾向450状况

ΔΝ= /4（1/a-1/b ）

=h/H

※样板：白光灯以一个红色为一个光圈，依次娄推。

※干涉仪：以黑白相间为一个光圈，依次娄推。

① 样板检光圈方法1：在白光下，以红色为基准，视黄色与绿色的位置来判定高低，若黄色在红色之内，绿色在红色之外，即高光圈。若绿色在红色内，黄色在红色之外则是低光圈。 ② 样板检光圈方法2：微压法，当从样板的两边或对称的三个点同时向下加压时，若光圈由中心向外扩散，则是高光圈。如果是由边缘向里收宿，则表示光圈低。

③ 干涉仪检光圈方法1：在零件与标准块中间加压，若光圈由中心向外扩散，则低光圈，反之为高光圈。

④ 干涉仪检光圈方法2：用手向前推动螺钉，使零件与标准块距离缩短，若光圈中心向外扩散，则是高光圈。反之为低光圈。

高和低光圈塌边：剖面图

高和低光圈勾边：剖面

⑤干涉仪检光圈方法3：用手压标准块，同推螺钉方法相同。

四、光圈检验注意事项：

1）用光学样板检验：

①检验前，为使光学样板与被检零件的温度和检验室温相一致，

应根据零件直径尺寸的大小按下表规定时间进行定温；

②在工作中，应排除影响光圈变化的各种因素，如体温、风扇、

热源等。对于面形精度要求高的零件，室温控制在200C±300C 范围内；

③检验凸面及平面光圈时，通常使样板在上，零件在下；检验凹

面光圈时则相反。当被检零件的厚度与直径尺寸之比小于1：10时，可按检验凹面光圈方法或将样板轻轻提起，使光圈免受样板重量的影响，以保证估测的正确性；

④检验时应垂直观察，并先判定光圈的高低和数量，后判定局部

误差。动作要仔细、判断应迅速，并防止样板与零件相互拖拉。

造成划伤；

⑥光圈不规则时，也会同时出现几种状况，常取被检表面局部

偏差最大值；

⑦ΔΝ检验时：检验大曲率半径或平面样板的ΔΝ时，多将光

圈拉成光带（一般为三条，最好有一条通过中心。精度高时

也可拉成一条带），以便观察判断光圈局部误差。

⑦小样板检验大零件，则按如下换算关系：

N2/N2=D12/D22

N1/N2=S1/S2

⑧一个光对应的弧高尺寸：一个=0.25μ=0.00025mm

五、用测角仪成象方法判定光圈

※用位移量来判定光圈：

①先用标准块将分划板图像调致最清晰位置，反复多次确定自

己的原点。

②再将所需测的零件放入承物台上，调节分划象为最清晰的位

置，量出零件清晰点与原点位置的移动量,判别定是否合乎要求。

③900直角三面光棱镜，以一个直角面为测量面时，用第一表面

的像与后表面反射像清晰之差来进行判定（两个直角面，只测一个即可）。

④900直角三面光棱镜，大面光圈一定要为以多次反射像为准进

行判定，其它分划线不能作为在大面光圈的判定。

※用角度值进行光圈判定：

当成像不清晰时，测角仪的分划变宽，这时量出变宽的角度分

量进行判定。是否合乎给定的参数。

图例