光切顯微鏡

儀器是採用光切法測量被測表面的微觀平面幅度 ，其工作原理，如下所示。

波谷在S′點產生反射，通過觀測顯微鏡的物鏡，它們各成像在分劃板的a和a′點。在目鏡中觀察到的即為具有與被測表面一樣的齒狀亮帶，通過目鏡的分劃板與測微器測出a點至a′點之間的距離N，被測表面的微觀平面度h即可得出。

光切顯微鏡由基座、立柱、橫臂、移動工作台、顯微鏡主體和測微目鏡等組成。其外形結構如圖6-11所示。 ^[2] 

光切顯微鏡以光切法工作原理測量表面粗糙度的輪廓峯高和谷深，其測量範圍為1.0μm～80μm。

用光帶剖切表面獲得截面輪廓曲線的方法稱為光切法。將一條細窄的光帶(狹縫)以45°傾斜角投影到被測表面上，光帶與表面相截的交線便反映出被測表面的微觀不平度輪廓形狀。這條光帶影像，可以從對應於投影光帶軸線的反射方向用顯微鏡觀察。圖6-12所示為光切顯微鏡工作原理示意圖。 ^[2] 

從光源發出的光線經聚光鏡照亮狹縫，通過組合物鏡把狹縫成像於被測表面上，形成一條細窄光帶。投影狹縫像的顯微鏡光軸於被測表面法線成45°角，光帶由表面反射進入觀察鏡管。表面輪廓的波峯在S點反射，波谷在S'點反射，通過與投影鏡管相同的組合物鏡，分別成像於觀察顯微鏡的分劃板的a點和a'點，測出這兩點的距離N，便可求得峯谷高度h為

式中，M——顯微鏡放大倍率

光切顯微鏡是以光切法測量零件加工表面的微觀不平度。對於表面劃痕、刻線或某些缺陷的深度也可用來進行測量。光切顯微鏡特點：光切法特點是在不破壞表面的狀況下進行的，是一種間接測量方法，即要經過計算後才能確定紋痕的不平度。 ^[3] 

（一）光切法顯微鏡可用測微目鏡測出表面平面度平均高度值R_Z，按國家標準，平面度平均高度值R_Z與表面粗糙度級別的關係如表1所示。

在測量時，所測量的表面範圍不少於五個波峯。

為使測量能正確迅速地進行，要求按表1內所列的數據選擇物鏡。

（二）被檢工作物的安放和顯微鏡調焦

1．被檢工件放在工作台上時，測量表面之加工紋路應與顯微鏡光軸平面平行，即與狹縫像垂直。並使測量表面平行於工作台平面（準確到1°）；對於圓柱形或錐形工件可放在工作台上之V型塊上。

2．選擇適當的物鏡插在滑板上，拆下物鏡時應先按下手柄，插入所需的物鏡後，放鬆手柄即可。

3．接通電源變壓器和照明燈連線，調整粗調手輪和微調手輪調焦在測量平面上，使視場中出現最清晰的狹縫像和表面輪廓像。如果狹縫邊緣像（下面邊）與表面輪廓像不能同時調清晰時，可稍稍轉動手輪。一般情況下，請不要轉動它。

4．旋鬆測微目鏡之固緊螺釘，轉動測微目鏡使其中十字線處於水平，並用螺釘把它固定在這個位置上，此時目鏡內分劃板運動方向與狹縫像成45°角度。在這以後，就可以進行表面輪廓平面度的測量工作。

注意：為了正確地對圓柱體進行測量工作，必須同時調整工作台和顯微鏡，使顯微鏡精確地調焦在圓柱頂端母線上。為此，需使工作台垂直於圓柱體軸線移動（平行於加工條紋移動），必要時，對顯微鏡需重新調焦。

（三）輪廓平面度的測量

為測量表面輪廓平面度，需使狹縫平行的分划水平線與狹縫清晰邊緣（下面邊）最高點相切。然後記上在目鏡分劃板與測微鼓上的讀數，再使十字線的水平線與狹縫隙清晰邊緣最低點相切，第二次記下分劃板與鼓輪的讀數。

（四）帶輔助物鏡的物鏡放大倍數

為了確定物鏡放大倍數V，在進行輪廓平面測量時需對儀器備有0.01mm的標準刻度尺進行測量。首先將標準刻度尺放在儀器的工作台上，調整標準刻度尺刻線清晰地成像在目鏡視場中，並且使其刻線和狹縫像垂直，分劃板十字線的運動方向與狹縫像平行。然後將分劃板十字線交點對準標準刻尺的一端，按測微目鏡的分劃板與測微鼓進行第一次讀數。把十字線交點移到標準刻度尺的另一端，再以同法進行第二次讀數。此時，測微目鏡的兩次讀數差與標準刻度尺選擇段刻度數之比，就是顯微鏡物鏡的放大倍數V。

（五）表面顯微輪廓的攝像

為了能在光切法顯微鏡上對顯微輪廓進行攝像，儀器上可安裝數碼攝像裝置（需另購適配鏡和數碼相機）。攝像時，根據上述（二）的方法，在目鏡中得出清晰的像後，轉動手輪到攝像部位，然後參照數碼相機的使用説明書進行操作、調焦，直至數碼相機視屏中圖像輪廓清晰，線條分明。 ^[4] 

光切法顯微鏡系精密光學儀器，為維持儀器的原有精度和延長儀器的使用壽命，保證測量工作的順利進行，故對儀器必須細心的保養和使用。

1.儀器使用和安放地點須避免灰塵、潮濕、過冷、過熱及酸鹼性的氣體。

2.儀器使用環境要求：室內温度15-25℃，濕度45%-85%。

3． 平時儀器不用時，應有保護罩蓋住，並放置乾燥劑。

4．透鏡表面若有灰塵，應先用軟毛筆拭去，方可進行拭擦。

5．透鏡的拭擦採用脱脂的棉花、紗布或透鏡紙，透鏡表面若有油漬時，可用脱指棉沾以少許酒精和混合液（或）輕輕擦拭。

6．儀器立柱及未塗漆的其它外表面，要塗以薄層潤滑油脂，對機械部分所附油脂，因日久硬化或灰塵積累，必須清洗，然後再擦上少許潤滑油脂。

7．儀器出廠前皆經過慎重校驗，為了保持原有精度，除允許移動的部分外，其餘部分如必須拆卸修理，應送有關修理部門或專責人員指導下方可進行。 ^[4]