工具显微镜的几个重要光学

1. 物镜

物镜是光学系统的心脏，它直接决定了显微镜的分辨率、成像质量和主要放大倍率。

• 重要性：

• 分辨率： 物镜的数值孔径决定了仪器能分辨的最小细节。数值孔径越大，分辨率越高，能看到更细微的结构。

• 像差校正： 高质量的物镜（如平场消色差物镜或更高规格的）会校正球差、色差和场曲。这对于测量至关重要，因为它能确保在整个视场范围内成像清晰、无扭曲，避免测量误差。

• 工作距离： 不同倍率的物镜有不同的工作距离（物镜前端到被测物体的距离）。在进行有高度的零件测量或使用照明时，需要选择合适工作距离的物镜。

2. 照明系统

工具显微镜通常采用远心光路 照明，这是其能够进行高精度测量的关键所在。

• 重要性：

• 消除测量误差： 普通照明下，物体在景深范围内轻微离焦会导致成像尺寸变化，从而产生测量误差。远心照明系统发出的是一束平行光。

• 原理： 只有当物体的边缘遮挡住平行光时，才会在成像面上形成清晰的轮廓。只要物体在景深范围内移动，其成像尺寸不会改变。这保证了测量的重复性和准确性，尤其对于有厚度的零件。

3. 目镜与测微目镜

目镜用于人眼直接观察，而测微目镜是进行测量的直接工具。

• 重要性：

• 瞄准与读数： 测微目镜内部装有分划板，上面有十字线、双刻线等瞄准标记。通过移动分划板或影像，使标记对准被测物体的边缘，然后通过测微鼓轮进行读数。

• 放大作用： 目镜对物镜所成的中间像进行二次放大，形成可供人眼舒适观察的虚像。

• 视差消除： 正确使用时，需要消除视差，即确保分划板、物体的像都处于同一焦平面上，否则会产生瞄准误差。

4. 物方远心光路

这与照明系统中的像方远心光路 常常配合使用，共同构成“双侧远心光路"，是现代高精度光学测量仪器的标配。

• 重要性：

• 恒定放大倍率： 物方远心光路确保在景深范围内，物体的移动不会改变成像的放大倍率。

• 解决离焦问题： 即使被测物体表面不平整（不在同一焦面），其轮廓的测量尺寸也能保持一致，避免了因调焦不准带来的测量误差。

总结

可以将这些光学部分的关系理解为：

1. 物镜提供了清晰、无畸变的基础图像。

2. 远心照明系统确保了物体轮廓的成像尺寸不随离焦而改变，从“光源侧"消除了误差。

3. 物方远心光路进一步确保了成像的放大倍率恒定，从“成像侧"消除了误差。

4. 测微目镜则提供了高精度的瞄准和读数机制。

这些光学特性共同作用，使得工具显微镜能够实现微米级别的精确测量，成为制造业、计量学和科研领域缺少不了的精密仪器。