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平面度的计算方法 平面度怎么测量( 二 )

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△=(CD+DE+ yEG)一(yCF+ FL)
Y为平晶折射率 。
因为CD=DE，CF=EG
所以Δ=2CD-FL
通常光源几乎垂直于测量表面，若D点到平晶的垂直距离为h，则DC≈h，FL≈0
所以Δ≈2h
又根据物理学法则：当光波由光密物质到光疏物质分界面上反射时，与由光疏物质到光密物质的分界面上反射时二者周相差为180° 。故实际的光程为δ
δ=Δ+λ/2=2h+λ/2
相邻两条干涉条纹对应的光程差与平晶到工件距离的关系如图9-45所示 。
K处：δκ=2hκ＋λ/2
K+1处：δκ＋1=2hκ＋1+λ/2
对于两条相邻明条纹，从上面公式可得到
δκ=2hκ+λ/2=κλ
δκ＋1=2hκ＋1+λ/2(κ＋1)λ
δκ＋1－δκ=2hκ＋1＋λ/2－(2hκ＋λ2)=(κ＋1)λ－κλ
因为2(hκ+1－hκ)=λ
所以hκ＋1hκ=λ/2
这个公式说明，相邻两条明(或暗)条纹光程差为λ/2，对应的就是平面度数值 。即把平晶放在工件上，每出现一组干涉条纹，对应的平面度数值即为λ/2 。
对于单色光原:
钠光λ=6000A=0.6μm；
白光λ=5000A=0.5μm；
若用钠光做为光源，
λ/2=0.3μm=0.0003mm 。
机械密封环端面平面度要求≤0.0009mm，即用钠光做光源，利用平晶检验就相当于小于3条干涉条纹 。实际检验装置如图9-46所示 。
判别方法 在测量密封端面平面度前，必须先获得能具有折射光线的表面，通常是将被测表面进行研磨后，再进行抛光，才能进行检验 。检测时，将被测平面紧贴于平晶 。两个表面都必须仔细擦净，使两表面之间可以形成一层极薄的空气膜，单色光源透过空气膜，就会产生明暗相间的干涉条纹 。
检验时注意工件表面要擦干净，光学平晶放在工件上后，仔细调整平晶与工件接触状态，使出现的干涉条纹为最少数量值 。利用下列公式计算平面度
h=xλ/2
h—平面度数值;
x—干涉条纹条数 。
例如用钠光灯做光源，观察最少干涉条纹为2条，即平面度为
h=2X0.0003/2=0.0006mm
如何从得到的光圈形状判断工件平面度也是实际检验中经常遇到的问题 。如图9-47所示，AA面为标准平面(即平晶)，BB面为工件表面，如果被检工件表面也是一个很好的平面，那么将AA面相对BB面略为倾斜时，出现的条纹是平直的[见图9-47(b)]，如果平晶与工件表面互相平行，形成一层具有相等厚度的空气层，那么当用白光作光源时，整个表面将呈现均匀的单一色彩 。
随着气层厚的不同看到颜色也不同 。表面如有局部不平，条纹就不是单一的颜色 。
工作表面如有很小曲率，则将看到若干个彩色同心环，当工件表面中间凸起时，愈靠边缘的同心环颜色愈淡[图9-48 (a)] 。前者称光圈高，后者称光圈低 。如果光圈高，在工件不动，观察者头低下去的过程中，看到同心环向外展开变大，即通常说的光圈外“跑” 。反之，当光圈低时，则看到同心环向中心收缩变小，即所谓光圈向里“跑” 。同样，如果平晶不倾斜地(与工件平行)放在工件上的瞬时，看到光圈向四周跑，说明工件中间凸，即光圈高 。在平晶放上去的瞬间，光圈从四周向中心跑，说明工件中间凹，即光圈低 。当光源为白光时，光圈呈现彩色 。光圈高低数量，即凸起或凹下的程度，是以某一种颜色为准，计算它的光圈数量 。由于在彩色同心环中红色较为醒目，故一般取红色环为准 。高光圈时，从中心数起，低光圈时从边缘数起，有几个红色环就算几个光圈 。如果光源为单色，例如钠光，同心环就为明暗相间的圆环 。计算光圈数量时，取明或暗的一种圆环为准，视边缘环明暗而定 。如是暗环，则取明环，反之取暗环 。有几个明环就是几个光圈 。

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