工具显微镜工作原理

一、核心组成系统要理解其工作原理，首先需要了解它的几个关键组成部分：光学成像系统：光源：通常底部有透射光光源，顶部或侧面有反射光光源，用于照亮工件。物镜：对工件进行初步放大。目镜：人眼观察的部分，内部装有分划板。这个分划板是测量的基准，上面刻有精确的十字线、双线或其它瞄准标记。现代型号多采用CCD相机代替人眼，将图像显示在屏幕上，并进行数字处理。工作原理：光线照射工件后，通过物镜形成放大的实像，这个实像正好投射在分划板或CCD靶面上。操作者通过移动工件，使工件的边缘与分划板上的十字线精确对准（称为“瞄准"或“对焦"）。精密机械位移系统：工作台：承载被测工件，安装在精密导轨上。X轴和Y轴滑台：通过精密丝杠或摩擦导轨驱动，可以使工作台在两个互相垂直的方向（X和Y方向）上平滑、精确地移动。测微仪（读数系统）：与滑台联动。过去是精密玻璃光栅尺，移动时会产生莫尔条纹，通过光电计数器将位移量转换为电信号，最终以数字形式显示出来（数字显示式）。更早的型号使用螺旋游标读数的显微镜来读取刻度尺。

现代三丰工具显微镜均采用高精度光栅尺作为测量基准。

瞄准与测量系统：这是测量的“眼睛"。操作者通过目镜或屏幕观察，手动或自动地使分划板的十字线与被测工件的边缘相切。在第一次对准时，系统记录下一个坐标值（X1, Y1）。然后移动工作台，使工件的另一个被测边缘与十字线再次对准，记录第二个坐标值（X2, Y2）。系统通过计算两次坐标的差值（ΔX = |X2 - X1|, ΔY = |Y2 - Y1|），即可得到工件的尺寸，如长度、孔径、间距等。二、详细工作流程（以测量一个孔的直径为例）放置工件：将工件平稳地固定在工作台上。选择照明：根据工件特性选择透射光（看轮廓）或表面光（看表面特征）。调焦和对准：通过调焦手轮使工件成像清晰。移动X、Y手轮，使目镜中的十字线精确地与孔的一侧边缘相切。读数（或置零）：此时，按下测量台上的“置零"键，将当前X和Y坐标值归零，或记录下当前坐标值X1, Y1。移动并对准另一侧：反向移动X轴（测量孔径时），使十字线移动到孔的另一侧并再次精确相切。获取结果：此时显示屏上显示的X坐标位移量（例如：ΔX = 5.000mm）即为孔的直径。系统自动完成了 |X2 - X1| 的计算。复杂测量：对于角度、螺纹参数等复杂测量，需要通过瞄准多个点，并由仪器内置的软件或数学原理（如两点确定一条直线，三点确定一个圆等）进行计算。三、主要测量功能与应用基于上述原理，工具显微镜可以完成多种测量：长度测量：两点间的直线距离。孔径和轴径测量：内径、外径。角度测量：通过测量角的两边上点的坐标，用三角函数计算角度。螺纹测量：中径、螺距、牙型角等。形状轮廓测量：与标准轮廓分划板进行比较测量。坐标测量：测定孔位、槽位等特征的精确坐标位置。四、现代发展（光电与数字化）传统的工具显微镜严重依赖操作者的经验和肉眼判断，存在人为误差。现代的三丰工具显微镜已经高度进化：数字成像：用高分辨率CCD相机取代目镜，图像直接显示在电脑屏幕上。自动边缘探测：软件算法自动识别工件边缘，大大减少了人为瞄准误差，提高了重复性和效率。CNC控制：工作台由电机驱动，可通过程序控制自动移动到测量点，实现自动化测量。强大的软件：测量软件不仅可以自动计算尺寸，还能进行复杂的几何公差评价（如真圆度、直线度）、生成报告、进行SPC统计分析等。总结三丰工具显微镜的工作原理本质是：将光学放大后的人工“瞄准"与精密机械平台的“位移量"相结合，通过坐标测量的方法来实现几何尺寸的精确量化。 它是一座连接传统光学测量和现代数字影像测量的桥梁，至今仍在精密制造、

计量和质量控制领域发挥着重要作用。其高精度、多功能和非接触的特点，使其特别适合测量小型、易变形或高硬度的精密零件。