读数装置的作用

㈠ 分光计有哪些锁紧螺钉 其作用各是什么

实验十二 分光计的调整与使用

【预习思考题】

1. 分光计由哪几部分组成，各部分的作用是什么？

分光计由平行光管、望远镜、载物台和读数装置四部分组成。

（1）平行光管用来提供平行入射光。

(2) 望远镜用来观察和确定光束的行进方向。

(3) 载物台用来放置光学元件。

(4) 读数装置用来测量望远镜转动的角度。

2. 调节望远镜光轴垂直于仪器中心轴的标志是什么？

通过目镜观察到双面镜正反两面反射回来的“+”字像都与分划板上“ ”形叉丝的上十字重合。

3. “+”字像、狭缝像不清晰分别如何调整？

（1）“+”字像不清晰说明分划板没有位于物镜的焦平面上，应松开目镜紧锁螺钉，前后伸缩叉丝分划板套筒，使“+”字像清晰并做到当眼睛左右移动时，“+”字像与叉丝分划板无相对移动，然后锁紧目镜紧锁螺钉。

（2）狭缝像不清晰说明狭缝没有位于平行光管准直透镜的焦平面上，应松开狭缝紧锁螺钉，前后伸缩狭缝套筒，当在已调焦无穷远的望远镜目镜中清晰地看到边缘锐利的狭缝像时，然后锁紧狭缝紧锁螺钉。

【分析讨论题】

1. 当通过目镜观察到双面镜正反两面反射回来的“+”字像处于“ ”形叉丝的上十字上下对称位置时，说明望远镜和载物台哪部分没调好？ 当通过目镜观察到双面镜正反两面反射回来的“+”字像处于叉丝分划板同一水平位置时，说明望远镜和载物台哪部分没调好？应怎样调节？

（1）当通过目镜观察到双面镜正反两面反射回来的“+”字像处于“ ”形叉丝的上十字上下对称位置时，说明载物台没调好，望远镜已水平。应调载物台下调平螺钉b或c，使双面镜正反两面反射回来的“+”字像都与分划板上“ ”形叉丝的上十字重合。

（2）当通过目镜观察到双面镜正反两面反射回来的“+”字像处于叉丝分划板同一水平位置时，说明望远镜不水平，双面镜镜面法线已水平。应调节望远镜倾角螺钉，使双面镜正反两面反射回来的“+”字像都与分划板上“ ”形叉丝的上十字重合。

2. 如何用反射法（一束平行光由三棱镜的顶角入射，在两光学面上分成两束平行光）测三棱镜的顶角？

解：如图所示，由平行光管射出的平行光束照射在三棱镜顶角上，分别射向三棱镜的两个光学面AB和AC，并分别被反射。由反射 反射法光路图

定律和几何关系可证明反射光线1、2的夹角 与棱镜顶角 关系为

先使望远镜接收光线1，记下两个角游标的读数 和 ，然后，再转动望远镜使望远镜接收光线2，记下两个角标读数 和 ，两次读数相减即得 ，故

㈡ DJ6型光学经纬仪及其操作

我国光学经纬仪按其精度等级划分有DJ₀₇，DJ₁，DJ₂，DJ₆，及DJ₁₅等几种，DJ分别为“大地测量”和“经纬仪”的汉字拼音第一个字母，其下标数字07，1，2，6，15 分别为该仪器野外一测回方向观测中误差的秒数。DJ₀₇，DJ₁及DJ₂型光学经纬仪属于精密光学经纬仪，DJ₆，DJ₁₅型光学经纬仪属于普通光学经纬仪。在建筑工程中，常用的是DJ₂，DJ₆型光学经纬仪。尽管仪器的精度等级或生产厂家不同，但它们的基本结构是大致相同的。本节介绍最常用的DJ₆型光学经纬仪的基本构造及其操作。

一、DJ₆型光学经纬仪的基本构造

图3-3所示为国产DJ₆型光学经纬仪外貌图，其外部结构件名称如图上所注，它主要由照准部、水平度盘和基座三部分组成。

1.照准部

照准部主要由望远镜、竖直度盘、照准部水准管、读数设备及支架等组成。

望远镜由物镜、目镜、十字丝分划板及调焦透镜组成，其作用与水准仪的望远镜相同。望远镜的旋转轴称为横轴。望远镜通过横轴安装在支架上，通过调节望远镜制动螺旋和微动螺旋使它绕横轴在竖直面内上下转动。

竖直度盘固定在横轴的一端，随望远镜一起转动，与竖盘配套的有竖盘水准管和竖盘水准管微动螺旋。

照准部水准管用来精确整平仪器，使水平度盘处于水平位置（同时也使仪器竖轴铅垂）。有的仪器，除照准部水准管外还装有圆水准器，用来粗略整平仪器。

图3-3 光学经纬仪外貌

1—基座；2—脚螺旋；3—轴套制动螺旋；4—脚螺旋压板；5—水平度盘外罩；6—水平方向制动螺旋；7—水平方向微动螺旋；8—照准部水准管；9—物镜；10—目镜调焦螺旋；11—瞄准用的准星；12—物镜调焦螺旋；13—望远镜制动螺旋；14—望远镜微动螺旋；15—反光照明镜；16—度盘读数测微轮；17—复测机钮；18—竖直度盘水准管；19—竖直度盘水准管微动螺旋；20—度盘读数显微镜

图3-4 DJ₆型经纬仪度盘读数光路

读数设备的光路图如图3-4所示，外来的光线经反光镜（1）进入毛玻璃（2）分为两路，一路经转向棱镜（3）转折90°，通过聚光透镜（4）及棱镜（6），照亮水平度盘（5）的分划线。水平度盘分划线经复合物镜（7）和转向棱镜（8）成像于平凸透镜（9）的平面上。另一路光线经棱镜（13）折射后照亮了竖直度盘（14），经转向棱镜（15）折射，竖直度盘分划线通过复合物镜组（16）转向棱镜（17）及菱形棱镜（18），也成像于平凸透镜（9）的平面上。这个平面上有两条测微尺（刻有60 小格），两个度盘分划线的像连同相应测微尺上的刻划一起经棱镜（10）折射后传到读数显微镜（11）～（12），在目镜（12）处读数窗内读取度盘读数。

照准部的旋转轴称为竖轴，竖轴插入基座内的竖轴套中，照准部的旋转是其绕竖轴在水平方向上旋转，为了控制照准部的旋转，在其下部设有照准部水平制动螺旋和微动螺旋。

2.水平度盘

水平度盘是由光学玻璃制成的圆环，圆环上刻有从0°至360°的等间隔分划线，并按顺时针方向加以注记，有的经纬仪在度盘两刻度线正中间加刻一短分划线。两相邻分划间的弧长所对圆心角，称为度盘分划值，通常为1°或30′。

水平度盘通过外轴装在基座中心的套轴内，并用中心锁紧螺旋使之固紧。

当照准部转动时，水平度盘并不随之转动。若需要将水平度盘安置在某一读数的位置，可拨动专门的机构，DJ₆型光学经纬仪变动（配置）水平度盘位置的机构有以下两种形式：

1）度盘变换手轮：先按下度盘变换手轮下的保险手柄，将手轮推压进去并转动，就可将水平度盘转到需要的读数位置上。此时，将手松开手轮退出，注意把保险手柄倒回。有的经纬仪装有一小轮即位置轮，与水平度盘相连，使用时先打开位置轮护盖，转动位置轮，度盘也随之转动（照准部不动），转到需要的水平度盘读数位置为止，最后盖上护盖。

2）复测机钮（扳手）：如图3-3中（17）所示，当复测机钮扳下时，水平度盘与照准部结合在一起，两者一起转动，此时照准部转动时度盘读数不变。不需要一起转动时，将复测机钮板上，水平度盘就与照准部脱开。例如，要求经纬仪望远镜瞄准某一已知点时水平度盘读数应为0°00′00″，此时先把复测机钮板上，转动照准部，使水平度盘读数为0°00′00″，然后把复测机钮板下，转动照准部，将望远镜瞄准某一已知点，其水平度盘读数就是0°00′00″，观测开始时，复测机钮应板上。

3.基座

基座是支撑整个仪器的底座，并借助基座的中心螺母和三脚架上的中心连接螺旋，将仪器与三脚架固连在一起。

基座上有三个脚螺旋，用来整平仪器。水平度盘的旋转轴套套在竖轴轴套外面，拧紧轴套固定螺旋，可将仪器固定在基座上，松开该固定螺旋，可将仪器从基座中提出，便于置换照准标牌，但平时或作业时务必将基座上的固定螺旋拧紧，不得随意松动。

二、读数设备及方法

DJ₆型光学经纬仪的读数设备包括：度盘、光路系统及测微器。当光线通过一组棱镜和透镜作用后，将光学玻璃度盘上的分划成像放大，反映到望远镜旁的读数显微镜内，利用光学测微器进行读数。各种DJ₆型光学经纬仪的读数装置不完全相同，其相应读数方法也有所不同，归纳为两大类。

1.分微尺读数装置及其读数方法

分微尺读数装置是显微镜读数窗与物镜上设置一个带有分微尺的分划板，度盘上的分划线经读数显微镜物镜放大后成像于分微尺上。分微尺1°的分划间隔长度正好等于度盘的一格，即1°的宽度。如图3-5所示是读数显微镜内看到的度盘和分微尺的影像，上面注有“水平”（或H）的窗口为水平度盘读数窗，下面注有“竖直”（或V）的窗口为竖直度盘读数窗，其中长线和大号数字为度盘上分划线影像及其注记，短线和小号数字为分微尺上的分划线及其注记。每个读数窗内的分微尺分成60小格，每小格代表1′，每10小格注有小号数字，表示10′的倍数。因此，分微尺可直接读1′，估读到0.1′，化成秒为6的倍数。

图3-5 DJ₆型经纬仪读数窗

分微尺上的0分划线是读数指标线，它所指的度盘上的位置就是应该读数的地方。例如，图3-5水平度盘读数窗中，分微尺上的0分划线已过215°，此时水平度盘的读数肯定比215°多一点，所多的数值要看0 分划线到度盘215分划线之间有多少个小格来确定，显然由图3-5 看出，所多的数值为07′.8（估读至0′.1）。因此，水平度盘整个读数为 215°+07′.8=215°07′.8（记录及计算时可写作：215°07′48″）。

同理，图3-5中竖直度盘整个读数为78°+48′.2=78°48′.2（记录及计算时可写作：78°48′12″）。

实际在读数时，只要看哪根度盘分划线位于分微尺刻划线内，则读数中的度数就是此度盘分划线的注记数，读数中的分数就是这根分划线所指的分微尺上的数值。可见分微尺读数装置的作用就是读出小于度盘最小分划值（例如1°）的尾数值，它的读数精度受显微镜放大率与分微尺长度的限制。除北京北学仪器厂生产的红旗型外，大部分国产DJ₆仪器均采用这类读数装置。

2.单平板玻璃测微器装置及其读数方法

单平板玻璃测微器装置主要由平板玻璃、测微尺、测微轮及传动装置组成。单平板玻璃与测微尺用金属机构连在一起，当转动测微轮时，单平板玻璃与测微尺一起绕同一轴转动。从读数显微镜中看到，当平板玻璃转动时，度盘分划线的影像也随之移动，当读数窗上的双指标线精确地夹准度盘某分划线影像时，其分划线移动的角值可在测微尺上根据单指标读出。

如图3-6所示的读数窗，上部窗为测微尺像，中部窗为竖直度盘分划像，下部窗为水平度盘分划像。读数窗中单指标线为测微器指标线，双指标线为度盘指标线。度盘最小分划值为30′，测微尺共有30大格，一大格分划值为1′，一大格又分为3小分格，则一小格分划值为20″，读数时可以估读到1/4格，读数结果的秒位为5的倍数。

读数前，应先转动测微轮（如图3-6），使度盘双指标线夹准（平分）某一度盘分划线影像，读出度数包括0°.5（30′）。如在图3-6a中，双指标线夹准水平度盘15°00″分划线影像，读出15°00″，再读出测微尺窗中单指标线所指出的测微尺上读数为12′00″，两者合起来就是整个水平度盘读数为15°00″+12′00″=15°12′00″。同理，在图3-6b中，读出竖直度盘读数为91°00″+18′05″=91°18′05″。北京光学仪器厂生产的红旗Ⅱ型和瑞士威特厂生产的WILDT1型光学经纬仪均属此类读数装置。

图3-6 外型经纬仪读数窗

三、DJ₆型光学经纬仪的基本操作

1.经纬仪安置

经纬仪安置包括对中和整平。对中的目的是使仪器的中心与测站点（标志中心）处于同一铅垂线上；整平的目的是使仪器的竖轴竖直，使水平度盘处于水平位置。具体操作方法有用垂球安置和用光学对点器安置两种。用光学对点器安置仪器，对中、整平是交叉进行的。

（1）对中

先打开三脚架，并安在测站点上，使架头大致水平，架头的中心大致对准测站标志，并注意脚架高度适中。然后踩紧三脚架，装上仪器，旋紧中心连接螺旋，挂上垂球。若垂球尖偏离测站标志，就稍松动中心螺旋，在架头上移动仪器，使垂球尖精确对中标志，再旋紧中心螺旋。若在架头上移动仪器无法精确对中，则要调整三脚架的脚位，此时应注意先旋紧中心螺旋，以防仪器摔下。用垂球进行对中的误差一般可控制在3mm以内。

若仪器上有光学对点器装置时，可利用光学对点器进行对中。首先使架头大致水平和用垂球（或目估）初步对中；然后转动对点器目镜，看清楚对点器的分划，再伸缩对点器目镜使测站标志的影像清晰；转动脚螺旋，使标志影像位于对点器小圆圈（或十字分划线）中心，此时仪器圆水准气泡可能偏离，伸缩脚架使圆气泡居中，但须注意脚架尖位置不得移动，再转动脚螺旋使水准管气泡精确居中。最后还要检查一下标志是否仍位于小圆圈中心，若有很小偏差重复上述步骤，使其精确对中。用光学对点器对中的误差可控制在1mm以内。由于此法对中的误差小且不受风力等影响，常用于建筑施工测量和导线测量中。

（2）整平

先松开照准部水平制动螺旋，使照准部水准管大致平行于基座上任意两个脚螺旋连线方向，如图3-7（a）所示，两手同时转动这两个脚螺旋，使水准管气泡居中（注意水准管气泡移动方向与左手大拇指移动方向一致）。然后将照准部转动90°，如图3-7（b）所示，此时只能转动第三个脚螺旋，使水准管气泡居中。如果水准管位置正确，一般按上述操作方法重复1～2次就能达到整平的目的。当仪器精确整平后，照准部转到任何位置，水准管气泡总是居中的（可允许水准管气泡偏离零点不超过一格）。

图3-7 仪器整平

2.瞄准目标

角度测量时瞄准的目标一般是竖立在地面点上的测钎、花杆、觇牌等，测水平角时，要用望远镜十字丝分划板的竖丝对准它，操作程序如下：

1）松开望远镜和照准部的制动螺旋，将望远镜对向明亮背景，进行目镜调焦，使十字丝清晰；

图3-8 瞄准目标

2）通过望远镜镜筒上方的缺口和准星粗略对准目标，拧紧制动螺旋；

3）进行物镜调焦，在望远镜内能最清晰地看清目标，注意消除视差，如图3-8（a）所示；

4）转动望远镜和照准部的微动螺旋，使十字丝分划板的竖丝精确地瞄准（夹准）目标，如图3-8（b）所示。如果目标是测钎或花杆，应尽可能瞄准目标的下部。

3.读数

读数前，先将反光照明镜张开到适当位置。调节镜面朝向光源，使读数窗亮度均匀，调节读数显微镜目镜对光螺旋，使读数窗内分划线清晰，然后按前述不同类型光学经纬仪读数方法进行读数。

㈢ 分光计主要有那几部分组成1各部分有什么作用

分光计主要部件包括望远镜、平行光管、载物台、刻度盘和游标盘、底座五大部分。

1、望远镜

望远镜由物镜和目镜组成，物镜和目镜之间有分划板。分划板紧贴一个直角三棱镜，在棱镜的直角面上有一个被光源照亮的小绿十字，其中心位置与分划板刻线的上交点对称。

2、平行光管

作用是产生平行光。管的一端装有一个消色差的复合正透镜, 另一端是装有狭缝的套管。

3、载物台

载物台是用来放置待测器件的。它的下方有三个螺钉, 形成一个正三角, 用来调节分光元件的方位。

4、刻度盘和游标盘

刻度圆盘的游标盘套在分光计的中心转轴上且可绕主轴转动。若圆盘转过一个角度, 可以从游标读出这个角度的数值。圆盘面有720等分线, 每格值为0. 5°即30′。0. 5°以下则需用游标来读数。

5、底座

底座的中心有沿铅直方向的转轴套，称为分光计的主轴。通过使用相应的止动螺钉和微调螺钉，可以使望远镜、刻度盘、游标盘、载物台等绕分光计主轴自由转动，或作微小转动， 或固定不动。

(3)读数装置的作用扩展阅读：

在分光计调节中，难点是掌握使望远镜轴线与平台转轴垂直的方法与技巧。认真细致的粗调和“各半调节法”是实现这一调节的前提和基础。

正确的调节方法必须先进行粗调，即一面用手来回旋转分光计的刻度盘或平台，使平台上平面镜法线方向在望远镜的轴线方向左右来回通过，同时用眼睛在望远镜附近上下来回移动，耐心地寻找，找到由平面镜反射回的光斑，这是寻找光斑的关键。

㈣ 一般的测量系统由几部分组成各部分的作用是什么

主要由：控制器，被控对象，执行机构和变送器四个环节组成。

控制器：可按照预定顺序改变主电路或控制电路的接线和改变电路中电阻值来控制电动机的启动、调速、制动和反向的主令装置。

被控对象：一般指被控制的设备或过程为对象，如反应器、精馏设备的控制，或传热过程、燃烧过程的控制等。从定量分析和设计角度，控制对象只是被控设备或过程中影响对象输入、输出参数的部分因素，并不是设备的全部。

执行机构：使用液体、气体、电力或其它能源并通过电机、气缸或其它装置将其转化成驱动作用。

变送器：作用是检测工艺参数并将测量值以特定的信号形式传送出去，以便进行显示、调节。在自动检测和调节系统中的作用是将各种工艺参数如温度、压力、流量、液位、成分等物理量变换成统一标准信号，再传送到调节器和指示记录仪中，进行调节、指示和记录。

(4)读数装置的作用扩展阅读

测量系统的作用：

测量系统是用来对被测特性定量测量或定性评价的仪器或量具、标准、操作、方法、夹具、软件、人员、环 境和假设的集合；用来获得测量结果的整个过程。

在ISO/TS16949标准中,提供了一种测量系统分析方法（Measurement Systems Analysis）,该标准的五大手册之一，测量系统分析也有专门软件进行分析。

测量系统的目的：

1、确定所使用的数据是否可靠。

2、评估新的测量仪器。

3、将两种不同的测量方法进行比较。

4、对可能存在问题的测量方法进行评估。

5、确定并解决测量系统误差问题。

㈤ 分光计上设置了两个游标的读数装置,其目的是

消除中心轴可能存在的偏心误差

㈥ PTA磅秤的组成与作用

机械磅秤利用不等臂杠杆原理工作。
由承重装置、读数装置、基层杠杆和秤体等部分组成。读数装置包括：机械台秤，增砣、砣挂、计量杠杆等。基层杠杆由长杠杆和短杠杆并列连接。
秤量时力的传递系统是：在承重板上放置被称物时的4个分力作用在长、短杠杆的重点刀上，由长杠杆的力点刀和连接钩将力传到计量杠杆重点刀上。通过手动加、减增砣和移动游砣，使计量杠杆达到平衡，即可得出被称物质量示值。

㈦ 光谱仪的光学系统由哪几部分组成各部分的主要作用是什么

光谱仪一般都包括入射狭缝、准直镜、色散元件（光栅或棱镜）、聚焦光学系统和探测器。 1.入射狭缝: 将入射的光学信号构建成一个明确的物像;
2.准直部分: 使光学信号的光线平行。该准直器可以为透镜、反射镜、或色散元件的部分功能，如在凹面光栅光谱仪中的凹面光栅的部分功能;
3.色散部分: 通常采用光栅，在空间上进将平行光行色散;
4.聚焦部分: 收集色散的光学信号，使得大部分入射狭缝的单色影像聚焦于焦平面;
5.阵列检测器: 放置于焦平面，从而检测大部分单色影像的光强度。该检测器可以是CCD阵列或其它的光检测阵列。

㈧ 分光计上设置了两个游标的读数装置，其目的是什么

消除刻度盘与分光计中心轴线之间的偏心差

测量时，两个游标都应读数，然后算出每个游标两次读数的差，再取平均值。这个平均值可作为望远镜（或载物台）转过的角度，并且消除了偏心差。

㈨ 分光计上设置了两个游标的读数装置,其目的是什么

刻度圆盘读数方法与游标卡尺的读数方法相似,为了消除刻度盘与分光计中心轴线之间的偏心差,在刻度盘同一直径的两端各装有一个游标.测量时,两个游标都应读数,然后算出每个游标两次读数的差,再取平均值.这个平均值可作为望远镜（或载物台）转过的角度,并且消除了偏心差.

㈩ 如何调节入射光出射光都垂直分光计主轴

1．分光计是一种能观察 光谱 和精确测量光线 偏转角 的光学仪器，光学中的许多基本量如波长、
折射率等都可以通过测量 光线的偏转角 计算得到。
2．分光计主要由以下五大部分组成，各部分的作用如下：
① 底座 ，作用： 是整个分光仪的支架 ；
② 平行光管 ，作用： 是用来获得平行光 ；
③ 望远镜 ，作用： 是观察平行光和进行测量 ；
④ 载物平台 ，作用： 是用来放置光学零件 ；
⑤ 读数装置 ，作用： 是用来测量望远镜相对于载物平台的方位角 。
二、分光计的调节方法：
1．调节分光计要求：① 使望远镜聚焦于无穷远 ；
② 平行光管发出平行光 ；
③ 望远镜和平行光管的光轴与仪器的中心轴垂直 。
2．目测粗调：用目测方法进行粗调，使 望远镜 、 平行光管 和 载物平台 大致垂直
于中心轴。
3．望远镜的调整：包括目镜调焦和望远镜调焦。
望远镜目镜调焦的目的是：使 分划板 处于望远镜 目 镜的 焦平面上 ，
调节目镜焦距的方法是：旋转 目镜调焦手轮 ，调节 目镜 与 分划板 之间的距离，
调好目镜焦距的特征是：通过目镜可观察到 分划板上的双十字线清晰 。
望远镜物镜调焦的目的是：将 目镜分划板上的十字线 调整到望远镜 物 镜的 焦平面上 ，也就是望远镜对焦于无穷远处；
调节望远镜物镜焦距的方法是：松开 望远镜目镜锁紧螺钉 ，前后移动 整个目镜 。