误差理论与数据处理
实 验 指 导 书
河南科技大学机电工程学院
目 录
实验一 滚动轴承外圈直径的等精度测量和不等精度测量.............................. 1 实验二 用正弦尺测量圆锥角 .............................................................................. 3 实验三 直线度误差测量及最小二乘法处理 ...................................................... 5 实验四 弓高弦长法测量圆弧直径 ...................................................................... 6 实验五 测量误差的相关性分析 .......................................................................... 9 实验报告一 滚动轴承外圈直径的等精度测量和不等精度测量 ................... 10 实验报告二 用正弦尺测量圆锥角 .................................................................... 11 实验报告三 直线度误差测量及最小二乘法处理 ............................................ 12 实验报告四 弓高弦长法测量圆弧直径 ............................................................ 13 实验报告五 误差相关性分析 ............................................................................ 14
实验一 滚动轴承外圈直径的等精度测量和不等精度测量
一、 实验目的
1．通过用不同的仪器对滚动轴承外圈直径的测量，掌握等精度和不等精度测量的数据处理方法； 2．了解立式光学比较仪和其他常用计量器具的结构原理并熟悉它的使用方法； 3．熟悉量块的使用方法及其维护方法。
二、 仪器简介
本实验所用的仪器包括投影立式光学比较仪、普通外径千分尺和数显外径千分尺等。这里主要介绍投影立式光学比较仪的测量原理和使用方法，其他仪器从略。
投影立式光学比较仪（也称立式光学计，见图１－１）是一种精度较高的光学测量仪器，适用于对外尺寸进行精密测量。它主要由底座2、立柱3、横臂5、测量光管13和工作台16等部分组成。
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图１－1 投影立式光学比较仪 121314151617215431110876 臂升降螺母；5－横臂； 6－横臂固紧螺钉 7－ 细调偏心轮；8－微调螺旋； 9－投影灯； 10－ 投影读数屏；11－托圈固紧螺钉；12－测量管固 紧螺钉；13－测量光管；14－测杆提升器；15－测帽；16－工作台；17－调整螺钉（共四个） 1－6V15W变压器； 2－底座； 3－立柱 4－横
图1－2 投影光学比较仪的光学系统 1－15W灯泡；2－聚光镜；3－直角棱镜 4－投影物镜；5－反射镜；6－滤光片；7－隔
热片；8－分划板；9－反射棱镜；10－投影屏 11－读数放大镜；12－准直物镜；13－平面反
图1－2是投影式立式光学比较仪的光学系统，由灯泡1发出的光线经过聚光镜2、滤光片6和隔
热片7照亮分划板8上的刻度线，再通过反射棱镜9后射向准直物镜12。由于分划板8的刻线面置于准直物镜12的焦平面上，所以成像光束通过12后成为一束平行光射向平面反射镜13。光束从反射镜13反射回来后，被反射棱镜9反射成像在投影物镜4的物平面上，通过投影物镜4、直角棱镜3和反射镜5成像在投影屏10上，通过读数放大镜11可观察投影屏10 上的刻线影象。
光学比较仪的测量原理如图1－3所示，从物镜焦点c发出的光线，经物镜后变成一束平行光，投射到平面反射镜P上，若平面反射镜P垂直于物镜主光轴，则从反射镜P反射回来的光束由原光路回到焦点C，像点C′与焦点C重合(即刻线尺上零刻线的像与固定指示线重合，量仪示值为零)。如果被测尺寸变动使测杆产生微小的直线位移s，推动反射镜P绕支点O转动一个角度?，则反射镜P与物镜主光轴不垂直，反射光束与入射光束间的夹角为2?，经物镜光束汇聚于像点C??，从而使刻线
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河南科技大学《误差理论与数据处理》实验指导书汇总
