微細(xì)線徑的測(cè)量.doc

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1、實(shí)驗(yàn)二微細(xì)線徑的測(cè)量細(xì)微線徑的測(cè)量在現(xiàn)實(shí)生活和生產(chǎn)實(shí)踐中經(jīng)常出現(xiàn)，它的測(cè)量可能涉及長(zhǎng)度、質(zhì)量等力學(xué)量的測(cè)量及方法，也可能涉及光學(xué)量或電學(xué)量的測(cè)量，測(cè)量方法多種多樣。如何選擇更好的方案，需要根據(jù)實(shí)際情況和測(cè)量精度要求進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪x擇或設(shè)計(jì)。通過本實(shí)驗(yàn)的訓(xùn)練，學(xué)生可對(duì)各種測(cè)量方法進(jìn)行比較分析、方案設(shè)計(jì)、測(cè)量和分析，提高對(duì)細(xì)微線徑的測(cè)量思想和方法的認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力。【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?．研究細(xì)微線徑測(cè)量的各種可能方法并進(jìn)行測(cè)量方案設(shè)計(jì)；2．進(jìn)一步熟悉各種儀器的使用，提高學(xué)生綜合運(yùn)用儀器設(shè)備的能力；3．進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)

2、驗(yàn)設(shè)計(jì)能力?！驹O(shè)計(jì)要求】1．設(shè)計(jì)兩種測(cè)量微細(xì)線經(jīng)的方法。其中，一種方法為直接測(cè)量方法，要求儀器相對(duì)誤差小于；另一種為間接測(cè)量方法，要求相對(duì)誤差小于3%或者相對(duì)誤差在與之間（二選一，設(shè)計(jì)時(shí)請(qǐng)說明選擇的誤差范圍）。并通過方法的設(shè)計(jì)，了解實(shí)驗(yàn)儀器的選擇和誤差均分原理。2．自行設(shè)計(jì)方案，選擇實(shí)驗(yàn)室提供的下列儀器，完成實(shí)驗(yàn)要求。【可供選擇的器材】卷尺（最小分度為1mm）、米尺（最小分度為1mm）、游標(biāo)卡尺（最小分度為0.02mm）、螺旋測(cè)微器（最小分度為0.01mm）、電子天平（最小分度有0.1g和0.001g）、燒杯、

3、金屬細(xì)絲（），CCD測(cè)徑儀（相關(guān)參數(shù)可查閱說明書）。（【實(shí)驗(yàn)方法參考】1．光杠桿法一般教材中都有介紹。在被測(cè)物體上安裝一小反射鏡，標(biāo)尺經(jīng)反射鏡反射被望遠(yuǎn)鏡接收，則被測(cè)物體上的微小位移，都會(huì)通過反射光所形成運(yùn)動(dòng)而得到很大的放大。這微小長(zhǎng)度的改變量為：(6.2.1)式中為鏡子與標(biāo)尺間距離。為標(biāo)尺讀數(shù)的差值，為鏡子前腳與后腳的距離，光杠桿裝置的放大倍數(shù)為，在實(shí)驗(yàn)中，通常為4~8厘米，為米，放大倍數(shù)可達(dá)到倍。找出微細(xì)線經(jīng)與之的關(guān)系。2．干涉法將兩塊光學(xué)玻璃板迭在一起，在一端插入一薄片（或細(xì)絲）則在兩玻璃板間形成一空氣劈

4、尖。當(dāng)用單色光垂直照射時(shí)，在劈尖薄膜上下表面反射的兩束光發(fā)生干涉，產(chǎn)生的干涉條紋是明暗相間平行于交線的直線，如果在薄片（細(xì)絲）處呈現(xiàn)N級(jí)條紋，則待測(cè)物厚度（或細(xì)絲直徑）為：(6.2.2)式中為入射光波長(zhǎng)，是已知的。3．衍射法用He-Ne激光束垂直入射細(xì)絲，則在遠(yuǎn)處的屏上出現(xiàn)衍射花樣，則細(xì)絲直徑為：(6.2.3)式中為細(xì)絲到屏幕間的距離,為級(jí)和級(jí)兩暗紋間的距離。4．CCD法CCD光電傳感器，是一種新型的固體成像器件，是光電成像領(lǐng)域里非常重要的一種高新技術(shù)產(chǎn)品，在冶金部門中各種管、線、帶材軋制過程中的尺寸測(cè)量，光纖

5、及纖維制造中絲徑尺寸測(cè)量、控制機(jī)械產(chǎn)品尺寸測(cè)量、分類，產(chǎn)品表面評(píng)定，文字與圖形識(shí)別，傳真、光譜測(cè)量以及空間遙感等都有應(yīng)用。其基本公式是：其中，是被測(cè)物體的實(shí)際尺寸，是對(duì)應(yīng)象元脈沖數(shù)，b就是測(cè)量值中的系統(tǒng)誤差，通過兩次標(biāo)定就可以確定K和b值。5．電測(cè)法利用光敏感元件，使長(zhǎng)度的微小變化引起電參量的明顯改變，用電參量替代位移進(jìn)行測(cè)量。將來自傳感器信號(hào)放大后進(jìn)行測(cè)量，根據(jù)各種不同的轉(zhuǎn)換方法形成各種不同形式的測(cè)量?jī)x器，有電阻式、霍爾元件式等。6．密度法(6.1.4)根據(jù)(6.1.4)式查出金屬細(xì)絲密度并測(cè)出細(xì)絲的長(zhǎng)度，即

6、可根據(jù)相關(guān)公式計(jì)算出細(xì)絲的直徑。