自準(zhǔn)直儀的工作原理

　　自準(zhǔn)直儀，亦稱“自準(zhǔn)直光管”或“光學(xué)平直度檢查儀”，是一種基于光學(xué)自準(zhǔn)直原理的測(cè)量?jī)x器。其工作原理主要依賴于光的準(zhǔn)直和平面鏡對(duì)光束的反射理論。以下是自準(zhǔn)直儀工作原理的詳細(xì)闡述：

　　一、基本原理

　　光源與光線準(zhǔn)直：

　　光源發(fā)出的光線首先通過(guò)位于物鏡焦平面上的分劃板（或稱為準(zhǔn)直物鏡焦平面上的目標(biāo)刻線）。

　　光線經(jīng)過(guò)物鏡后，被折射成一束與光軸平行的光，形成平行光束。

　　光線反射與成像：

　　平行光束射向平面反射鏡。若反射鏡的反射面嚴(yán)格垂直于光軸，光線將按原路返回，再次經(jīng)過(guò)物鏡后成像在分劃板上，與原來(lái)的目標(biāo)刻線（或指標(biāo)分劃線）重合。

　　若反射鏡的反射面不垂直于光軸，即存在微小轉(zhuǎn)角α，反射光線將產(chǎn)生偏角，從而在目鏡中觀察到像的移動(dòng)。具體來(lái)說(shuō)，反射光線與原光線將成2α夾角，導(dǎo)致成像位置偏離原目標(biāo)刻線。

　　二、測(cè)量原理

　　當(dāng)反射鏡傾斜一個(gè)微小角度α?xí)r，反射回來(lái)的光束就傾斜2α角。通過(guò)測(cè)量成像位置相對(duì)于原目標(biāo)刻線的偏移量，可以反求出反射鏡的偏轉(zhuǎn)角度α。

　　在實(shí)際應(yīng)用中，偏移量的大小可以通過(guò)測(cè)微目鏡或光電傳感器等測(cè)量裝置來(lái)精確讀取。對(duì)于小角度偏轉(zhuǎn)，偏移量與偏轉(zhuǎn)角度α之間存在一定的數(shù)學(xué)關(guān)系，如α=d/2f（其中d為偏移量，f為物鏡焦距），從而可以方便地計(jì)算出反射鏡的偏轉(zhuǎn)角度。

　　三、應(yīng)用與分類

　　自準(zhǔn)直儀廣泛應(yīng)用于小角度測(cè)量、平板的平面度測(cè)量、導(dǎo)軌的平直度與平行度測(cè)量等方面。根據(jù)不同的技術(shù)和應(yīng)用需求，自準(zhǔn)直儀可以分為多種類型，如光學(xué)自準(zhǔn)直儀、光電自準(zhǔn)直儀和激光準(zhǔn)直儀等。其中，光電自準(zhǔn)直儀利用光電傳感器代替人眼進(jìn)行測(cè)量，提高了測(cè)量的自動(dòng)化程度和精度；激光準(zhǔn)直儀則利用激光束作為測(cè)量基準(zhǔn)，具有測(cè)量距離大、精度高等優(yōu)點(diǎn)。

　　四、操作流程（以一般自準(zhǔn)直儀為例）

　　準(zhǔn)備工作：將自準(zhǔn)直儀放置在被測(cè)導(dǎo)軌的首段，反射鏡固定在被測(cè)導(dǎo)軌上，并確保反射鏡與自準(zhǔn)直儀保持同軸。

　　調(diào)整反射鏡：調(diào)整反射鏡的位置和角度，使光線能夠準(zhǔn)確反射回自準(zhǔn)直儀。

　　觀察與讀數(shù)：觀察目鏡或顯示屏上的圖像，記錄分劃板像的位移量。根據(jù)儀器的測(cè)量原理和分辨率，計(jì)算出反射鏡的偏轉(zhuǎn)角度。

　　綜上所述，自準(zhǔn)直儀通過(guò)利用光的準(zhǔn)直和平面鏡對(duì)光束的反射原理，實(shí)現(xiàn)了對(duì)反射鏡偏轉(zhuǎn)角度的精確測(cè)量。其工作原理簡(jiǎn)單而有效，廣泛應(yīng)用于各種需要高精度角度測(cè)量的場(chǎng)合。