对于需要进行高精度测量和定位的装置结构,其设计原理最好是根据阿贝原理,将测量线(定位工件)和刻度线(线性标尺等)布置在同一直线上。
说明
阿贝原理(Abbe's principle) |
(a)第一级误差
在【图1】中,作为例子所列举出的游标卡尺等,其测量标准尺基准(L−L)和测量对象的中心线(C−C)并不位于同一条线上。此时,L−L线和C−C线即使稍有倾斜,就会出现下式所示的测量误差。
为微小的角度时,
(b)第二级误差
在【图2】中,若是作为例子所列举出的千分尺和卧式万能测长仪等,其标准尺和测量对象在同一条线上进行测定。此时,在导引面上移动的标准尺的测量台若在导引面误差的影响下,仅倾斜φ,那么此时的误差(△)如下式所示。
角度为很小的角度时,由于误差△的值是微小角度平方,因此,成为在程度上几乎可忽略的数值。为此,采用这种测量方法时的误差,量会变得非常小,因而不会产生问题。
为微小的角度时,
因此,对于需要高精度测量和定位的装置结构,重要的是采用基于阿贝原理(第二级误差)的结构设计。
从下一讲开始,逐步对作为机器要素的重要部件:弹簧进行说明(从基础到应用技术)。