目录 1
前言 1
第一章光学计量仪器设计概论 1
§1-1 概述 1
目录 1
第一章光学计量仪器设计概论 1
§1-1 概述 1
前言 1
§1-2光学计量仪器的基本技术指标 2
§1-2光学计量仪器的基本技术指标 2
第四章瞄准与定位系统 11 3
第四章瞄准与定位系统 11 3
§1-3光学计量仪器的基本组成及测量的坐标关系 4
一、仪器的基本组成 4
§1-3光学计量仪器的基本组成及测量的坐标关系 4
一、仪器的基本组成 4
二、测量与坐标的关系 6
二、测量与坐标的关系 6
一、阿贝（Abbe）比较原则 10
§1-4 光学计量仪器的基本设计原则 10
一、阿贝（Abbe）比较原则 10
§1-4 光学计量仪器的基本设计原则 10
二、运动学设计原理 13
二、运动学设计原理 13
三、匹配原则 14
三、匹配原则 14
四、经济原则 15
四、经济原则 15
§1-5仪器的造型艺术设计 19
§1-5仪器的造型艺术设计 19
二、系统的综合研究 20
一、设计问题的提出及确定 20
二、系统的综合研究 20
三、参数的分配 20
四、技术设计 20
五、样机试制 20
五、样机试制 20
四、技术设计 20
三、参数的分配 20
一、设计问题的提出及确定 20
§16仪器研制的一般过程 20
§16仪器研制的一般过程 20
七、成批生产 21
六、小批试制 21
参考资料 21
参考资料 21
七、成批生产 21
六、小批试制 21
第二章仪器精确度分析与计算 22
§2-1 概述 22
一、测量误差与仪器精确度 22
一、测量误差与仪器精确度 22
§2-1 概述 22
第二章仪器精确度分析与计算 22
二、光学计量仪器的精确度指标 23
二、光学计量仪器的精确度指标 23
三、精确度分析与计算的任务 24
三、精确度分析与计算的任务 24
四、动态精确度概念 25
四、动态精确度概念 25
§2-2仪器误差源的分析 26
一、研制仪器过程与误差源 26
§2-2仪器误差源的分析 26
一、研制仪器过程与误差源 26
二、仪器误差源的分析 27
二、仪器误差源的分析 27
§2-3误差计算方法 36
一、误差独立作用原理 36
三、误差的性质及其分类 36
三、误差的性质及其分类 36
§2-3误差计算方法 36
一、误差独立作用原理 36
二、微分法求仪器误差 38
二、微分法求仪器误差 38
三、几何法计算误差 39
三、几何法计算误差 39
四、机构误差的分析计算方法 40
四、机构误差的分析计算方法 40
§2-4仪器的总误差及其计算 45
§2-4仪器的总误差及其计算 45
一、总误差的组成 45
二、系统总误差 45
二、系统总误差 45
一、总误差的组成 45
三、偶然总误差 46
四、可忽略误差的剔除 46
四、可忽略误差的剔除 46
三、偶然总误差 46
六、系统误差和偶然误差的区分 47
六、系统误差和偶然误差的区分 47
五、总误差和精确度指标 47
五、总误差和精确度指标 47
七、动态误差计算 48
七、动态误差计算 48
§2-5 仪器精确度设计——公差的制定和误差补偿 49
§2-5 仪器精确度设计——公差的制定和误差补偿 49
二、制定公差的依据 50
一、仪器精确度指标的制定 50
三、系统误差的公差 50
一、仪器精确度指标的制定 50
二、制定公差的依据 50
三、系统误差的公差 50
四、偶然误差的公差 51
四、偶然误差的公差 51
五、公差的调整 52
五、公差的调整 52
六、制定公差实例 54
六、制定公差实例 54
七、误差补偿的方法及实例 58
七、误差补偿的方法及实例 58
八、精确度计算步骤 64
八、精确度计算步骤 64
参考资料 65
参考资料 65
一、概述 66
§ 3-1 长度基准——光波波长 66
第三章标准器 66
一、概述 66
第三章标准器 66
§ 3-1 长度基准——光波波长 66
一、概述 67
§3-2标尺 67
二、常用标准波长 67
二、常用标准波长 67
§3-2标尺 67
一、概述 67
二、金属标尺与玻璃标尺 67
二、金属标尺与玻璃标尺 67
三、标尺的误差和精度等级 69
三、标尺的误差和精度等级 69
四、尺座的机械结构与调整 70
四、尺座的机械结构与调整 70
§3 3度盘 71
一、概述 71
二、度盘的误差 71
二、度盘的误差 71
一、概述 71
§3 3度盘 71
三、度盘参数的选择 75
三、度盘参数的选择 75
四、度盘的固定方法与调整 77
§3-4计量光栅 77
一、概述 77
一、概述 77
§3-4计量光栅 77
四、度盘的固定方法与调整 77
二、莫尔条纹原理 78
二、莫尔条纹原理 78
三、圆光栅莫尔条纹图案 82
三、圆光栅莫尔条纹图案 82
四、莫尔条纹的衍射解释 84
四、莫尔条纹的衍射解释 84
五、光栅的零位系统（编码） 86
五、光栅的零位系统（编码） 86
六、光栅参数的选择 87
六、光栅参数的选择 87
七、光栅的误差 90
七、光栅的误差 90
八、光栅的固定和调整 91
八、光栅的固定和调整 91
一、概述 92
§3-5光学码盘 92
一、概述 92
§3-5光学码盘 92
二、循环码及其转换 93
二、循环码及其转换 93
三、精码、粗码和校正码 95
三、精码、粗码和校正码 95
四、码盘的误差 98
四、码盘的误差 98
五、码盘的参数选择 99
五、码盘的参数选择 99
一、感应同步器 101
§3-6感应同步器与磁栅 101
§3-6感应同步器与磁栅 101
一、感应同步器 101
二、磁栅 104
二、磁栅 104
一、概述 106
§3-7水准器 106
三、感应同步器、磁栅、光栅及激光的比较 106
一、概述 106
§3-7水准器 106
三、感应同步器、磁栅、光栅及激光的比较 106
二、水准器的灵敏度及其影响因素 108
二、水准器的灵敏度及其影响因素 108
三、符合水准器 110
四、电子水准器（电子水泡） 110
四、电子水准器（电子水泡） 110
三、符合水准器 110
参考资料 112
参考资料 112
§4-1 概述 113
一、瞄准与定位的概念 113
二、瞄准方法的分类 113
三、对瞄准系统的要求 113
三、对瞄准系统的要求 113
二、瞄准方法的分类 113
一、瞄准与定位的概念 113
§4-1 概述 113
§4-2光学瞄准法 114
一、对线法 114
一、对线法 114
§4-2光学瞄准法 114
二、符合法 115
二、符合法 115
三、双象法 119
三、双象法 119
四、互补色法 120
四、互补色法 120
五、反射法 122
五、反射法 122
一、光电显微镜 124
§4-3 光电瞄准法 124
一、光电显微镜 124
§4-3 光电瞄准法 124
二、光电准直光管 128
二、光电准直光管 128
§4-4接触式定位法 129
一、光学指零器 129
§4-4接触式定位法 129
一、光学指零器 129
二、接触式电子定位装置 131
二、接触式电子定位装置 131
§4-5轴向定位（调焦）方法 134
§4-5轴向定位（调焦）方法 134
一、轴向定位光指示器 135
二、光学点位瞄准器 135
一、轴向定位光指示器 135
二、光学点位瞄准器 135
四、斜光束自动调焦系统 136
三、光度式自动调焦系统………… 136
三、光度式自动调焦系统………… 136
四、斜光束自动调焦系统 136
五、激光轴向定位系统 137
五、激光轴向定位系统 137
参考资料 138
参考资料 138
一、对读数与测微系统的要求 139
第五章读数与测微系统 139
§5-1 概述 139
二、读数与测微的“最佳视见”条件 139
第五章读数与测微系统 139
§5-1 概述 139
一、对读数与测微系统的要求 139
二、读数与测微的“最佳视见”条件 139
三、读数与测微系统的分类 141
一、分划板式读数装置 141
§5-2光学－机械式读数装置 141
三、读数与测微系统的分类 141
§5-2光学－机械式读数装置 141
一、分划板式读数装置 141
二、平板摆动式读数装置 147
二、平板摆动式读数装置 147
三、光楔移动式读数装置 150
三、光楔移动式读数装置 150
四、透镜测微器 152
四、透镜测微器 152
一、光栅测量原理 154
§5-3光栅的光电读数 154
一、光栅测量原理 154
§5-3光栅的光电读数 154
二、光栅信号的光电特性 156
二、光栅信号的光电特性 156
三、光栅信号的光电计数 159
三、光栅信号的光电计数 159
四、光栅读数头 160
四、光栅读数头 160
§5-4光栅的电子细分 167
一、概述 167
一、概述 167
§5-4光栅的电子细分 167
二、电子细分原理和方法 168
二、电子细分原理和方法 168
三、直接细分法（四倍频） 169
三、直接细分法（四倍频） 169
四、移相电阻链法 172
四、移相电阻链法 172
五、电子细分对光栅信号的要求 174
五、电子细分对光栅信号的要求 174
二、微机计算细分的特点 175
二、微机计算细分的特点 175
§5-5微机计算细分 175
§5-5微机计算细分 175
一、微机计算细分的原理 175
一、微机计算细分的原理 175
§5-6 机械细分——弹性测微装置 176
一、弹性测微的原理 176
§5-6 机械细分——弹性测微装置 176
一、弹性测微的原理 176
二、1″数字式光棚分度头的弹性鼓结构分析 177
二、1″数字式光棚分度头的弹性鼓结构分析 177
参考资料 178
参考资料 178
一、仪器的总体综合研究 179
第六章光学计量仪器的总体设计 179
§6-1 概述 179
第六章光学计量仪器的总体设计 179
§6-1 概述 179
一、仪器的总体综合研究 179
二、总体参数的确定 180
二、总体参数的确定 180
三、方案确定与指标分配 181
三、方案确定与指标分配 181
一、光源 182
§6-2光学系统的基本参数 182
§6-2光学系统的基本参数 182
一、光源 182
二、人的眼睛 184
二、人的眼睛 184
三、显微系统及其参数确定 187
三、显微系统及其参数确定 187
四、投影系统及其参数确定 193
四、投影系统及其参数确定 193
五、望远系统及其参数确定 199
五、望远系统及其参数确定 199
六、照明系统及其参数确定 202
六、照明系统及其参数确定 202
§6-3总体设计举例 207
§6-3总体设计举例 207
一、仪器用途 208
二、总体综合研究 208
三、技术指标的确定及方案讨论 208
三、技术指标的确定及方案讨论 208
二、总体综合研究 208
一、仪器用途 208
一、优化设计的基本概念 213
§6-4优化设计与可靠性设计 213
§6-4优化设计与可靠性设计 213
一、优化设计的基本概念 213
二、多目标值的优化设计 214
三、可靠性设计 214
三、可靠性设计 214
二、多目标值的优化设计 214
参考资料 216
参考资料 216
第七章万能工具显微镜设计 217
第七章万能工具显微镜设计 217
§7-1工具显微镜概述 217
§7-1工具显微镜概述 217
§ 7-2几种万工显的结构原理及特点 218
一、19 J系列（19JA,19JC,19JE）万工显 218
§ 7-2几种万工显的结构原理及特点 218
一、19 J系列（19JA,19JC,19JE）万工显 218
二、UMM型万工显 221
二、UMM型万工显 221
三、JX-11型数字式万工显 226
三、JX-11型数字式万工显 226
四、UWM200×100带计算机万工显 227
四、UWM200×100带计算机万工显 227
二、仪器的精度及其分配 231
§7-3万工显总体方案的确定 231
一、纵、横向测量范围的确定 231
二、仪器的精度及其分配 231
一、纵、横向测量范围的确定 231
§7-3万工显总体方案的确定 231
三、瞄准显微镜的放大率、视场及工作距离的确定 232
四、分划值的确定 232
三、瞄准显微镜的放大率、视场及工作距离的确定 232
六、被测工件几何尺寸及重量 232
六、被测工件几何尺寸及重量 232
五、立柱倾斜范围的选择 232
五、立柱倾斜范围的选择 232
四、分划值的确定 232
七、纵、横向滑台的布局 232
七、纵、横向滑台的布局 232
九、总体布局 233
九、总体布局 233
八、阿贝原则的运用 233
八、阿贝原则的运用 233
一、瞄准显微镜光学系统 234
一、瞄准显微镜光学系统 234
寸计算 234
§7-4万工显光学系统参数确定及轮廓尺 234
寸计算 234
§7-4万工显光学系统参数确定及轮廓尺 234
二、测角读数显微镜光学系统 240
二、测角读数显微镜光学系统 240
§7-5万工显主要零、部件的结构分析与 242
设计 242
§7-5万工显主要零、部件的结构分析与 242
设计 242
一、瞄准定位部分 242
一、瞄准定位部分 242
二、导轨及其支承 247
二、导轨及其支承 247
三、底座 248
三、底座 248
§7-6万工显的精度分析 249
一、影响精度的主要因素 249
§7-6万工显的精度分析 249
一、影响精度的主要因素 249
二、19JA型万工显的精度计算 254
二、19JA型万工显的精度计算 254
一、光学分度台 256
§7-7万工显附件 256
一、光学分度台 256
§7-7万工显附件 256
二、光学分度头 257
三、光学定位器 257
二、光学分度头 257
三、光学定位器 257
四、内测装置 259
四、内测装置 259
五、干涉条纹瞄准装置 262
五、干涉条纹瞄准装置 262
§7-8 三坐标测量机 265
一、概况 265
一、概况 265
§7-8 三坐标测量机 265
二、三坐标测量机的组成 268
二、三坐标测量机的组成 268
三、结构形式 269
四、机械结构分析 269
三、结构形式 269
四、机械结构分析 269
五、测头 272
五、测头 272
六、测量系统 274
六、测量系统 274
七、精度分析 276
七、精度分析 276
参考资料 278
参考资料 278
一、经纬仪的用途与要求 280
§8-1 概述 280
二、经纬仪的结构和分类 280
第八章光学经纬仪设计 280
第八章光学经纬仪设计 280
一、经纬仪的用途与要求 280
§8-1 概述 280
二、经纬仪的结构和分类 280
§8-2 DJ2光学经纬仪的设计 282
一、用途与技术要求 282
§8-2 DJ2光学经纬仪的设计 282
一、用途与技术要求 282
二、精度分配 283
二、精度分配 283
三、望远镜系统设计 284
三、望远镜系统设计 284
四、读数系统设计 291
四、读数系统设计 291
六、竖直度盘指标自动归零补偿指 300
五、光学对点器 300
六、竖直度盘指标自动归零补偿指 300
五、光学对点器 300
七、主要结构分析与设计 305
七、主要结构分析与设计 305
八、DJ2经纬仪的精度分析 312
八、DJ2经纬仪的精度分析 312
一、TDJ6型经纬仪 317
§8-3几种经纬仪的结构及性能 317
一、TDJ6型经纬仪 317
§8-3几种经纬仪的结构及性能 317
二、DJ07型经纬仪 318
二、DJ07型经纬仪 318
§8-4经纬仪的发展 320
一、概述 320
一、概述 320
§8-4经纬仪的发展 320
二、自动读数技术 321
二、自动读数技术 321
三、电子经纬仪 325
三、电子经纬仪 325
四、跟踪经纬仪 326
四、跟踪经纬仪 326
参考资料 331
参考资料 331
第九章干涉计量仪器设计 332
§9-1干涉仪概述 332
§9-1干涉仪概述 332
第九章干涉计量仪器设计 332
§ 9-2干涉仪设计 333
一、干涉条纹形状、间隔和方向的确定及其调整方法 333
一、干涉条纹形状、间隔和方向的确定及其调整方法 333
§ 9-2干涉仪设计 333
二、光源的选择与照明系统 336
二、光源的选择与照明系统 336
三、基本干涉体系的设计 343
三、基本干涉体系的设计 343
四、干涉仪的接收部分和接收器 350
四、干涉仪的接收部分和接收器 350
五、干涉仪主要光学元件的质量要求 353
五、干涉仪主要光学元件的质量要求 353
六、机械结构的要求与特点 354
六、机械结构的要求与特点 354
七、总体设计举例——激光球面干涉仪的总体设计 355
七、总体设计举例——激光球面干涉仪的总体设计 355
§9-3激光干涉测长仪器 361
§9-3激光干涉测长仪器 361
一、激光干涉测长的工作原理 362
二、激光干涉测长仪器设计中的几个问题 362
二、激光干涉测长仪器设计中的几个问题 362
一、激光干涉测长的工作原理 362
三、一米激光测长机 372
三、一米激光测长机 372
一、双频激光干涉仪 381
§9-4交流干涉仪 381
一、双频激光干涉仪 381
§9-4交流干涉仪 381
二、测量光学零件面形的位相扫描干涉仪 386
二、测量光学零件面形的位相扫描干涉仪 386
第十章光学计量新技术 393
第十章光学计量新技术 393
参考资料 394
参考资料 394
§10-1相干光计量技术 395
§10-1相干光计量技术 395
一、全息计量技术 395
一、全息计量技术 395
二、散斑计量技术 405
二、散斑计量技术 405
三、光衍射计量技术 414
三、光衍射计量技术 414
§10-2莫尔等高线计量技术 419
一、概述 419
二、照射型莫尔法 419
二、照射型莫尔法 419
一、概述 419
§10-2莫尔等高线计量技术 419
三、投影型莫尔法 422
三、投影型莫尔法 422
四、干涉型莫尔法 423
四、干涉型莫尔法 423
五、实用技术 424
五、实用技术 424
六、扫描莫尔法 425
六、扫描莫尔法 425
七、应用 426
一、概述 426
二、测量原理 426
§10-3光扫描计量技术 426
二、测量原理 426
一、概述 426
§10-3光扫描计量技术 426
七、应用 426
三、f-θ扫描镜头 428
三、f-θ扫描镜头 428
四、光扫描技术 429
四、光扫描技术 429
五、应用 432
§10-4光纤传感与测试技术 432
一、概况 432
一、概况 432
§10-4光纤传感与测试技术 432
五、应用 432
二、光纤传输特性及测试原理 433
二、光纤传输特性及测试原理 433
三、应用 435
三、应用 435
参考资料 438
参考资料 438