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实验二：用万能测长仪测量内径
一、实验目的：
1、学习万能测长仪的结构原理和使用方法。

2、加深对内尺寸测量特点的了解。

二、实验内容：
1、用万能测长仪测量零件圆孔。

三、仪器和测量原理说明：
万能卧式测长仪，是以一精密刻度尺为实物基准，并利用显微镜细分读数的高精度长度测量仪器。

对零件的外形尺寸可进行绝对测量
和相对测量。

它不仅能测量外尺寸，更换附件还能测量内尺寸以及内、外螺纹的中径等。

（ 1 ）万能测长仪的结构
图 2-1 为 JD18 投影万能测长仪的外形结构图，它主要由基座、测座和尾座以及各种附件组成。

图 2-1 万能测长仪
1- 测座 2- 万能工作台 3- 手柄 4- 尾座 5- 手轮 6- 底座 7- 手柄 8- 微分
筒 9- 手轮
基座是由底座 6 和万能工作台 2 组成。

在底座 6 的左面导轨上装有测座 1 ，右面导轨上装有尾座 4 ，万能工作台装在底座的中
部。

万能工作台可做五种运动：
工作台的升降运动：旋转手轮 9 可使工作台上升或下降。

为了保证万能工作台在承受不同重量的工件时，仍能同样灵活的升降，在底
座的右侧内装有一个平衡装置，它的操作是通过底座右侧端的手轮 5 来进行的。

工作台的横向移动：旋转微分筒 8 ，可使工作台作
0 ～ 25mm 的横向移动。

微分筒的分划值为 0.01mm 。

工作台的摆动：摆动手柄 3 可使工作台作± 3 °的左右倾斜摆动。

工作台的转动：扳动手柄 7 可使工作台绕垂直轴旋转± 3 °。

工作台的自由滑动：在测量轴线方向上，工作台可自由滑动，滑动范围为 10mm 。

测座 1 是由测量杆、读数显微镜、照明装置等组成。

测量杆内部装有一根刻线长度为 100mm 的基准刻线尺，这就确定了万能测长仪
的绝对测量范围为 0 ～ 100mm 。

尾座 4 内装有尾管，尾管头部有测头，尾部有使测头轴向微动的螺丝。

万能测长仪用于测量内尺寸或测量螺纹中径时，必须使用仪器的有关附件（图中未示出）。

（ 2 ）万能测长仪的测量原理
万能测长仪是按阿贝原则设计制造的。

所谓阿贝原则是指被测工件的被测尺寸应处于仪器基准刻线尺的轴线延长线上，以保证仪器的
高精度测量。

其工作原理见图 2-2 ，进行外尺寸测量时，是直接把被测工件 1 与仪器的基准刻线尺 - —精密玻璃刻线尺 3 作比较
测量前先使仪器测座与尾座的两测量头接触，在读数显微镜 4 中观察记下第一次读数值，然后以尾座测量头为固定器测量头，移动测
座，将被测工件放入两测量头之间，通过万能工作台 2 的调整，使被测尺寸处于测量轴线上，再从读数显微镜中观察读出第二个读数
两次读之差就是被测工件的实际尺雨。

由于精密玻璃线纹尺是安装在测量轴线上，因此，在万能测长仪上测量是符合阿贝原则的。

图 2-2 万能测长仪测量原理
1- 工件 2- 万能工作台 3- 精密玻璃刻线尺 4- 读数显微镜
读数显微镜的光学系统见图 2-3 ,由光源 D1(15W)发出的光线经隔热片 G1 、绿色滤光片 LU1 、聚光镜 J1 、直角棱镜和反射镜
FA1 后，照明分划值为 1mm 的 100mm 玻璃分划尺胶合组 BI 、 BA(BI 是 100mm 分划尺， BA 是保护玻璃 )。

BI 上的刻线经过
50X 投影物镜 W1 、 W2 ，反射镜 FA2 、 FA3 、 FA4 后成像于蜡屏 PI 上。

PI 上刻有 10 对双刻线他三角标志，因此再通过
放大镜 FANG 可读至 0.1mm ， J 是调灯丝位置用的透镜。

由光源 D2(2.1W) 发出的光线经聚光镜 J2 、 J3 和绿色滤光片 LU2 后照明到测微分划板 FE 后，经过 30X 投影物镜 W3，反射
镜 FA5 、 FA6 、 FA7 后成像于蜡屏 PI 上。

再通过放大镜 FANG 可读至
0.001mm 。

图 2-3 万能卧式测长仪投影读数光学系统示意图
测微分划板 FE 是固定的，蜡屏同 30X 投影系统是刚性连接的，当蜡屏移动0.1mm 时（即移动一对双刻线距离）30X 投影系统也
沿着测微分划板 FE 方向移动 0.1mm 。

而在测微分划板 0.1mm 范围内刻了 101 根刻线，因此两刻线的间隔代表1μ m ，在投影屏
上的视宽约为 1.65mm 。

如图 2-3 所示的投影屏上的读数为 5.010mm 。

四、测量步骤：
1、接通电源，转动测微目镜的调节环，以调节视度。

2、把洁净标准环平放在工作台上，用弹簧片压牢，松开位于手轮中心之紧固螺钉，转动手轮使工作台下降至较低位置，以便安装
测钩。

.
图2--4标准环的放置
3、将一对测钩分别装载分别在测量轴和微管上，测钩方向垂直向下，沿轴向移动测量轴及微管，使两测钩头部的楔槽对齐，紧固
测钩。

4、上升工作台，使两测钩伸入标准环内至所需之测量位置，再紧固手轮螺钉。

5、退移尾管，同时转动工作台横向移动手柄，使测钩之内测头在标准环端面上刻有标线的直径方向上与标准环接触。

再先用手扶
稳测量轴，之后将中垂线通过滑轮挂在挂钩上，并使测量轴上的测钩内测头徐缓地与标准环接触。

图2--5测钩内测头与标准环的接触
6、用标准环上所标志的尺寸来对起始值，转动螺丝，用指标对准微米刻度尺的数，缓慢转动手轮，使工作台前后移动，此时以目镜
中观察毫米刻度的移动情况，找准示值由小到大在由大到小的转折点（图
2--7a），再在此位置上按所示回转方向摆动工作台，找准
毫米刻线示值由大到小再由小到大的转折点（图2--7b）；松开螺钉，转动螺钉，使毫米刻线尺的数处于螺旋双线的中央，这样就可
以以起始值为0.0000来进行读数。

图2--6标准环测量的粗调和细调
图2--7（a,b)
7、取下标准环，换上被测件，使工作台重复上述的调整工作。

图2--8被测件的放置
8、按下图所示，在孔的三个截面两个方向上，共测6个点，按孔的公差要求判断被测孔径是否合格。

图2--9被测件的多次测量位置的变换五、实验预习测试。