小型工具顯微鏡是用來測量計量的一類顯微鏡，與一般顯微鏡的不同主要在工作臺的運(yùn)行精度非常高，配有一些特殊的目鏡，用于平面乃至三維數(shù)據(jù)的測量。

小型工具顯微鏡

小型工具顯微鏡是一種多用途的光學(xué)機(jī)械式兩坐標(biāo)測量儀器，通常用影像法和軸切法測量精密機(jī)械零件的長度、角度和螺紋等。以直角坐標(biāo)或極坐標(biāo)方法測量各種形狀和位置復(fù)雜的機(jī)械零件的形狀，例如扁平工件、光滑圓柱、錐體、螺紋的各項參數(shù)，刀具的輪廓角及其各項參數(shù)，樣板和模具的幾何形狀，凸輪的坐標(biāo)尺寸，圓弧半徑、孔徑和孔間距離等。

小型工具顯微鏡結(jié)構(gòu)

小型工具顯微鏡結(jié)構(gòu)

1-基座；2-縱向鎖緊手輪；3-工作臺縱滑板；4-縱向滑動微調(diào)；5-縱向讀數(shù)顯微鏡；6-橫向讀數(shù)顯微鏡；7-立柱；8-支臂；9—測角目鏡；10-立柱傾斜手輪；11-小平臺；12-立柱橫向移動及鎖緊手輪；13-橫向移動微調(diào)

小型工具顯微鏡測量原理

光學(xué)系統(tǒng)如圖所示。由光源1發(fā)出的光束經(jīng)光圈2、濾光片3、反射鏡4、聚光鏡5和玻璃工作臺6，將被測工件的輪廓經(jīng)物鏡組7、反射棱鏡8投影到目鏡10的焦平面米字線分劃板9上，從而在目鏡10中觀察到放大的輪廓影像，從角度示值目鏡11中讀取角度值。另外，也可以用反射光源照亮被測工件；以該工件的被測表面上的反射光線，經(jīng)物鏡組7、反射棱鏡8投影到目鏡10的焦平面米字線分劃板9上，同樣可在目鏡10中觀察到放大輪廓影像。

小型工具顯微鏡光路圖

小型工具顯微鏡測量方法

1.刀口法和軸切法：

刀口法和軸切法是一種光學(xué)和機(jī)械綜合的方法，主要測量螺紋的軸切面，這個方法也用于測量圓柱，圓錐和平的試件，因為調(diào)節(jié)誤差極小不受外來影響。例如：邊緣不光潔，倒角遮住等影響。

應(yīng)用這種方法的條件是試件要有光滑的平直的測量面，用手把測量刀移到靠住試件，它在測量平面上與試件接觸。對于圓形件，此測量平面與旋轉(zhuǎn)軸相切，平行于刀口邊緣的細(xì)線表示出試件的軸切面。用角度測量目鏡的基準(zhǔn)刻線對準(zhǔn)細(xì)線。未磨損刀口的邊緣與視場中通過十字線的對準(zhǔn)軸線接觸，在測量時不必考慮從細(xì)線到刀口邊緣之間的距離，只有用磨損了的刀口測量時，才要求從量值中減去刀口的誤差。

在這里需要注意的是：清除檢驗面上的灰塵和液體殘跡，根據(jù)光隙檢驗刀口位置時，液體殘跡會引起誤差。墊板和儀器的頂尖高度是配好的，不可調(diào)錯，使用前要清洗一下。

2.陰影法：

陰影法純粹的光學(xué)方法，它可以迅速的調(diào)節(jié)儀器來對準(zhǔn)試件輪廓和比較形狀。這個方法要求試件放在自下而上的光路中，并處在對準(zhǔn)顯微鏡的清晰范圍內(nèi)，這樣才能得到試件的陰影像。

圓形工件的像是軸向平面的輪廓陰影，而平試件的陰影像決定于其邊緣。應(yīng)用旋轉(zhuǎn)目鏡和角度測量目鏡上的刻線與陰影相切而測量。把試件的形狀與自繪的圖形比較時，可以用投影裝置，使用雙目觀察。

3.反射法：

反射法和陰影法相似，也是光學(xué)接觸法，反射法的特點(diǎn)是可以測量邊緣和標(biāo)記，例如：劃線，樣沖眼等 此法也可以用旋轉(zhuǎn)目鏡的刻線圖形來比較形狀。根據(jù)顯微鏡的清晰平面確定測量平面，這個方法主要用于平的試件。測量劃線和樣沖眼時用角度測量目鏡，測量孔的邊緣時用雙像目鏡，比較形狀時用旋轉(zhuǎn)目鏡。

4.測微杠桿法：

測微杠桿法用于不能用光學(xué)方法對準(zhǔn)測量的測量面，例如，孔，各種曲線面和螺旋面，這里必須注意，在相對方向接觸或接觸曲面時測量頭的直徑也要包含在測量結(jié)果內(nèi)。對于特殊的測量建議自制合適的接觸桿。應(yīng)用直徑一定的球形測量頭可以檢驗滾動曲線，尖的測量頭用以在一定的測量面內(nèi)檢驗螺旋面。刀口形測量頭用以測量切面及只有兩個坐標(biāo)軸的空間曲線的投影。

小型工具顯微鏡測量誤差

一、溫度變化對測量結(jié)果的影響

由于物體有熱脹冷縮的特性，由溫度而引起的尺寸變化除和工件的長度L、相對標(biāo)準(zhǔn)溫度的偏差Δt有關(guān)外，還和工件的線膨脹系數(shù)α有關(guān)。在實(shí)際測量中，為了減少溫度對測量帶來的誤差，應(yīng)從以下三方面考慮：

1.在溫度接近標(biāo)準(zhǔn)溫度20℃時進(jìn)行測量。

2.測量前將工件放在儀器旁的鑄鐵平板上恒溫2h以上。

3.測量時戴手套，避免人手溫度對工件和儀器的影響。

二、光欄調(diào)整為不同值時對測量圓柱形零件的影響

在小型工具顯微鏡上用影像法測量圓柱體或螺紋工件時，測量前用定焦棒來調(diào)焦。在測量過程中，不能再進(jìn)行二次調(diào)焦。測量時根據(jù)被測工件的直徑的大小，調(diào)整光欄大小。由于光欄調(diào)整不準(zhǔn)確，對測量結(jié)果影響會很大。隨光欄的增大，誤差由正變負(fù)，這說明光欄調(diào)整不準(zhǔn)確，會給測量帶來較大誤差。所以，測量前必須按最佳光欄調(diào)整儀器，并且對于圓柱形零件和螺紋的測量，測量前必須調(diào)整。

每一臺儀器的說明書都給出了最佳光欄值，在測量前可以參照給出的值調(diào)整光欄大小。但是儀器說明書所給出的光欄值，并不一定是所用儀器的最佳光欄值。所以在精密測量中，應(yīng)該通過實(shí)驗確定儀器的最佳光欄。

三、立柱不垂直對測量工件垂直度的影響

立柱固定在橫向滑架上一起作橫向移動，在一般情況下，立柱應(yīng)在中間垂直位置。在水平面內(nèi)測量工件的形位誤差時，立柱不垂直對測量結(jié)果影響不大。但是在豎直方向測量工件垂直度時，立柱不垂直對測量結(jié)果的影響就應(yīng)考慮，必要時還應(yīng)該進(jìn)行補(bǔ)償。

光學(xué)靈敏杠桿裝置是用以對不能用光學(xué)方法接觸的工件作機(jī)械的接觸，而以光學(xué)方法表示出接觸的位置是否正確?？梢杂么搜b置來測量垂直度。當(dāng)用光學(xué)靈敏杠桿裝置測量工件垂直度時，應(yīng)該用測量的偏移量來補(bǔ)償測量結(jié)果。

小型工具顯微鏡操作注意事項

1.注意目鏡和物鏡的調(diào)焦順序

不少人喜歡一開始測量就用物鏡調(diào)焦，當(dāng)調(diào)好物體焦距后再用目鏡中的“米”字線去進(jìn)行對準(zhǔn)測量，如果此時覺得“米”字線不夠清晰，就會對目鏡進(jìn)行調(diào)焦。其實(shí)，這種次序是錯誤的， 因為這樣一來會造成前面被調(diào)焦后的被測物體的影像存在一定的虛影。正確的方法是先將目鏡中的“米”字線調(diào)清晰，然后再對物體調(diào)焦，這樣才能保證“米”字線和物體的像均是清晰的。

2.注意在測量前清除被測件表面的毛刺和磕痕

被測件在加工、使用和運(yùn)輸過程中均可能產(chǎn)生一些毛刺和磕痕，這些缺陷可能不易被覺察， 但在測量中容易引起萬工顯的對線錯誤或造成測量面不在同一焦平面上而形成一定的局部虛影，從而影響測量結(jié)果的準(zhǔn)確性，所以一定要徹底清除這些表面毛刺和磕痕。

3.注意正確安裝被測件

萬工顯上被測件的安裝形式一般有兩種。

平面測件的安放  對于平面測件主要注意被測件的被測面應(yīng)在同一焦平面上，否則容易形成局部虛影，對于被測面有倒角的零件，最好讓倒角朝下否則容易引起調(diào)焦不清晰，造成測量不準(zhǔn)。

軸類測件的安裝  軸類測件一般依靠中心孔定位，這就要求安裝前一定要清洗干凈頂尖孔，特別是要消除其中的泥沙和毛刺，否則會造成被測件的軸心線與儀器中心線不同軸，從而帶來較大的測量誤差。這種情況在日常測量中經(jīng)常會遇到，最好的辦法是在安裝好后用儀器分劃板中的“米”字線的水平線檢查被測軸的外徑的跳動誤差，從而判斷被測件是否安裝好。

影像測量儀與小型工具顯微鏡的主要差別

測量精度：小型工具顯微鏡精度比影像儀高。正常小型工具顯微鏡的精度是1+L/100um，而影像測量儀一般是3+L/200um。

放大倍數(shù)：小型工具顯微鏡可以把倍率放大幾千倍測量，影像測量儀的放大倍數(shù)在則是幾十到幾百倍之間。

測量行程：小型工具顯微鏡由于光學(xué)構(gòu)造的關(guān)系行程較小，目前最大的也都是在300*200mm左右，而影像儀目前1米多行程的都可以做到。

配套功能：小型工具顯微鏡功能較簡單，操作也比較麻煩，如報表的處理，CAD圖形的轉(zhuǎn)換等等。而影像儀使用相對比較人性化，操作方便直觀。

工作效率：小型工具顯微鏡不能實(shí)現(xiàn)全自動測量，操作人員眼睛經(jīng)常需要對準(zhǔn)顯微鏡目鏡進(jìn)行分析測量，眼睛容易產(chǎn)生疲勞。而影像測量儀可以實(shí)現(xiàn)全自動批量檢測，直接連接電腦，結(jié)合軟件進(jìn)行測量，大大減輕操作者眼睛的壓力，大大提高了檢測的效率。

應(yīng)用：小型工具顯微鏡一般用于生物工程、IT產(chǎn)業(yè)檢測、集成電路、金相、巖相等等。影像儀主要用于PCB板、手機(jī)配件、連接器、精密夾治具以及電腦周邊行業(yè)。

小型工具顯微鏡保養(yǎng)維護(hù)

小型工具顯微鏡是很精密的測量儀器，如果保養(yǎng)的不好，將會很大程度的降低其使用壽命和精度。以下是提供的的保養(yǎng)和維護(hù)建議：

1、環(huán)境：

小型工具顯微鏡最好能夠放置在清潔干凈的場所，但一般使用在機(jī)械工廠的機(jī)會很多，故應(yīng)注意下列各點(diǎn)：

（1）一般照明不要超過必要的亮度。

（2）不會沾油污的地點(diǎn)。

（3）灰塵少的地點(diǎn)。

（4）振動少的場所。

（5）不會發(fā)生溫度急劇變化的地點(diǎn)。

2、玻璃零組件：

玻璃零件應(yīng)隨時保持清潔，不可沾上污垢，否則成像不清晰而且降低測定精度。

（1）鏡頭：平時應(yīng)該注意不要用手觸碰鏡頭，假若鏡頭表面沾有手紋或油污，可用鏡頭清潔劑或者用紗布浸濕酒精輕輕擦拭，不要隨意分解鏡頭，些微的灰塵不會影響測定效果。

（2）測量臺座玻璃：放置測定物時最容易傷及此部的玻璃面，故要特別注意。若沾上油垢或灰塵請用柔軟拭布擦拭。對物透鏡及觀測透鏡的使用要十分注意。

3、電氣零件：

小型工具顯微鏡需要使用較高壓的電流，假若接觸不良容易產(chǎn)生熱，易發(fā)生危險，所以必須隨時檢查，原則上主機(jī)必須接地。

4、消耗品及附件：

燈泡及電源保險絲是屬于消耗品，購置時應(yīng)準(zhǔn)備備品以利更換。附件則以測定臺玻璃最重要，也須準(zhǔn)備備品。