顯微鏡的使用方法及注意事項(xiàng)

讀數(shù)顯微鏡由于用途不同，其外形結(jié)構(gòu)亦有所不同，本文著重談?wù)剢为?dú)使用的讀數(shù)顯微鏡，如圖1所示。

　　圖1讀數(shù)顯微鏡外形圖

　　一、儀器使用方法及注意事項(xiàng)

　　將儀器置于被測(cè)物體上，使被測(cè)部分有均勻但不刺眼的光線(可以是自然光線或燈光)照明，然后調(diào)節(jié)目鏡，使視場(chǎng)中能同時(shí)看清分劃板像和被測(cè)物體像。

　　1.如何測(cè)量

　　(1)孔徑類(lèi)測(cè)量

　　這里主要指測(cè)量小圓孔或硬度試驗(yàn)的圓形壓痕等。如圖2所示，測(cè)量時(shí)調(diào)整儀器位置，使分劃板橫絲大致穿過(guò)圓心，轉(zhuǎn)動(dòng)鼓輪使豎絲與一邊相切并記錄讀數(shù)(如1.255mm)，繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)鼓輪與另一邊相切并記錄讀數(shù)(如2.460mm)，則該圓的直徑為2.460-1.255=1.205mm。

　　圖2孔徑類(lèi)測(cè)量示意圖

　　(2)線值類(lèi)測(cè)量

　　這里主要指刻線寬度、刻線間距的測(cè)量。如圖3所示，現(xiàn)以刻線間距為例簡(jiǎn)述如下，圖中虛線為被測(cè)對(duì)象。*步調(diào)整儀器，使儀器橫絲(豎絲)與刻線間距方向平行(垂直)。

　　圖3線值類(lèi)測(cè)量示意圖

　　第二步進(jìn)行測(cè)量，*，刻線有一定寬度，在顯微鏡下這一點(diǎn)表現(xiàn)得更為明顯，那么應(yīng)該用刻線的哪個(gè)位置表征該線的位置呢?答案是刻線左邊緣與右邊緣讀數(shù)的平均值。轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微鼓輪瞄準(zhǔn)*條刻線a的左側(cè)邊讀數(shù)得a1，繼續(xù)瞄準(zhǔn)右側(cè)邊讀數(shù)得a2，同樣瞄準(zhǔn)第二條刻線的左右邊讀數(shù)得b1和b2，則刻線間距為

　　2.測(cè)量中需注意的問(wèn)題

　　(1)注意儀器的穩(wěn)固性

　　測(cè)量過(guò)程中，一定要確保儀器與被測(cè)對(duì)象之間不能有任何方向的位移，因此，測(cè)量時(shí)應(yīng)設(shè)法將儀器與被測(cè)對(duì)象固定在一起。可采用某些夾具，也可用橡皮泥等固定，總之視具體情況而定。

　　(2)注意消除儀器回程誤差的影響

　　任何螺旋測(cè)微類(lèi)量?jī)x都或多或少地存在回程誤差，主要表現(xiàn)在對(duì)同一目標(biāo)瞄準(zhǔn)時(shí)，從左側(cè)瞄準(zhǔn)的讀數(shù)與從右側(cè)瞄準(zhǔn)的讀數(shù)存在一定差值，這個(gè)值一般就稱(chēng)為回程誤差。為此，在同一個(gè)測(cè)量過(guò)程中，應(yīng)確保測(cè)微鼓輪的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)橐粋€(gè)方向，即開(kāi)始時(shí)為順時(shí)針?lè)较騽t整個(gè)測(cè)量過(guò)程都是順時(shí)針?lè)较颍粗嗳弧Ｈ绻D(zhuǎn)過(guò)了頭，則要反方向多退回一定距離再重新按原方向旋轉(zhuǎn)瞄準(zhǔn)。

　　二、儀器的校準(zhǔn)與調(diào)整

　　1.鼓輪零刻線與分劃板零位的校準(zhǔn)與調(diào)整

　　(1)對(duì)鼓輪零刻線與分劃板零位的校準(zhǔn)

　　JJG571-2004之5.3.4對(duì)儀器的要求是，當(dāng)十字絲豎絲對(duì)準(zhǔn)毫米刻度尺的零刻線時(shí)，測(cè)微鼓輪的零位應(yīng)對(duì)準(zhǔn)指標(biāo)線，其偏移量不超過(guò) 

個(gè)分度，即0.2格。 

　　校準(zhǔn)時(shí)只需旋轉(zhuǎn)測(cè)微鼓輪使十字絲豎絲與毫米刻度尺零刻度線重合，讀取測(cè)微鼓輪的讀數(shù)，≤0.2格時(shí)合格，>0.2格時(shí)則需進(jìn)行調(diào)整。

　　(2)鼓輪零刻線與分劃板零位的調(diào)整

　　當(dāng)測(cè)微鼓輪零位不符合要求時(shí)，先旋轉(zhuǎn)測(cè)微鼓輪將視場(chǎng)內(nèi)十字絲豎絲與毫米刻度尺零位重合，然后，在保持鼓輪不轉(zhuǎn)動(dòng)的狀態(tài)下，用合適的螺絲刀旋松鼓輪上對(duì)稱(chēng)排列的3個(gè)止緊螺絲;松開(kāi)后將鼓輪的零位輕輕轉(zhuǎn)到指標(biāo)線上，先輕微擰緊止緊螺絲，再次確認(rèn)視場(chǎng)內(nèi)位置正確，就可以將止緊螺絲擰緊了。

　　調(diào)整后需再次校準(zhǔn)，不合格時(shí)重復(fù)上述步驟，直至合格。

　　2.示值誤差校準(zhǔn)與調(diào)整

　　(1)示值誤差的校準(zhǔn)

　　JJG571-2004之4.8中的表1規(guī)定，分度值大于0.001mm的儀器，其示值誤差應(yīng)小于等于分度值，即分度值為0.01mm，則示值誤差≤10μm。

　　具體校準(zhǔn)方法參見(jiàn)JJG571-2004之6.3.12，這里不再贅述。

　　(2)示值誤差的調(diào)整

　　經(jīng)上述步驟校準(zhǔn)后，如果結(jié)果示值仍超差，需先對(duì)校準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，如果示值誤差隨受檢點(diǎn)尺寸增加而單方向增大或單方向減小，則可判斷為儀器物鏡的放大倍數(shù)不正確，并且此時(shí)才可以進(jìn)行調(diào)整。如果示值誤差隨受檢點(diǎn)尺寸增加而變化無(wú)常、忽正忽負(fù)，則是儀器本身有問(wèn)題，不屬于調(diào)整范圍。

　　為了說(shuō)明物鏡的放大倍數(shù)，筆者制作了如圖4所示的幾何光路圖，AB為被測(cè)物，A1B1為物鏡，F(xiàn) ′物為物鏡像方焦點(diǎn)，A′B′為分劃板和目鏡的物方焦點(diǎn)，f ′物為物鏡的像方焦距，Δ為物鏡與目鏡的光學(xué)間隔，經(jīng)簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)推導(dǎo)得出物鏡的放大倍數(shù)M物可由下式求得:

　　圖4幾何光路示意圖

　　由于物鏡焦距f ′物基本不可調(diào)整，要調(diào)整M物只能改變?chǔ)ぶ担柙龃驧物，就增大Δ值，也就是增大物鏡與目鏡的間距，反之亦然。

　　判斷儀器示值誤差超差是M物過(guò)大還是過(guò)小，方法很簡(jiǎn)單，根據(jù)示值誤差校準(zhǔn)結(jié)果，正示值誤差表示M物大，需減小M物;負(fù)示值誤差表示M物小，需增大M物。

　　本文討論的儀器(見(jiàn)圖1)，物鏡與物鏡筒一般由螺紋連接，連接處墊有墊圈。如果需減小M物，則需減小墊圈厚度;要增加M物，則要增加墊圈厚度。但需特別強(qiáng)調(diào)的是，調(diào)整的量一般很小，且不好量化，所以調(diào)整時(shí)需要一點(diǎn)點(diǎn)來(lái)。每調(diào)整一次，就要粗略校準(zhǔn)一次，直至合格。

　　3.物距位置的校準(zhǔn)

　　正常的儀器應(yīng)該是當(dāng)調(diào)整目鏡至清晰看到分劃板后，將儀器置于被測(cè)物平面上時(shí)，被測(cè)物像也能同樣清晰地成像在分劃板上。怎樣才算是zui清晰，在此介紹一個(gè)簡(jiǎn)單的判斷方法:使眼睛在目鏡上輕微地左右擺動(dòng)，看物體的像和分劃板間有無(wú)位移現(xiàn)象，如果有，說(shuō)明有視差，物距不正確，需調(diào)整物距，直至調(diào)到物體的像和分劃板間無(wú)位移現(xiàn)象(即無(wú)視差)才為zui清晰。

　　如圖1所示的儀器鏡筒底座與鏡筒間由螺紋連接，并有3個(gè)對(duì)稱(chēng)的止緊螺絲。當(dāng)物距不對(duì)時(shí)，可旋松止緊螺絲，旋轉(zhuǎn)底座調(diào)整物鏡至被測(cè)物的間距，直至物體像zui清晰為止，然后擰緊止緊螺絲，儀器的物距調(diào)整完畢。