阿貝原則

阿貝原則是儀器設計中一個非常重要的設計原則。古典的阿貝原則是阿貝於1890年提出的一項測量儀設計的指導性原則。他說：要是測量已給出精確的測量結果，必須將被測件布置在基準元件沿運動方向的延長線上。因此可以稱為共線原則。

基本介紹

• 中文名：阿貝原則
• 外文名：Abbe's principle
• 提出者：阿貝
• 提出時間：1890年

阿貝原則

阿貝原則（ Abb's principle）：被測量軸線只有與標準量的測量軸線重合或在其延長線上時，測量才會得到精確地結果。

阿貝原則是長度計量的最基本原則，其意義在於它避免了因導軌誤差引起的一次測量誤差。在檢定和測試中遵守阿貝原則可提高測量的準確度，特別是在使用不符合阿貝原則的儀器時，更要注意阿貝原則的套用。

例：千分尺，內徑千分尺等符合；遊標卡尺不符合。

典型儀器

阿貝原則的經典套用是阿貝爾比長儀和螺旋千分尺，其精度為um級別。下面對螺旋千分尺的結構和工作原理進行介紹。

外徑千分尺

圖3所示為用外徑千分尺測量工件直徑，符合目前的阿貝原則，因為這裡作為標準尺的千分尺測微螺桿軸線在圖3 外徑千分尺被測線的延長線上。如果在測量過程中，兩手扶持千分尺的A、B兩點，則尺身在重力作用下會發生如圖所示的變形。顯然，存在一個關於角度變形△a的一次誤差△l=-htan△a=-h△a顯然，這是由於尺身的角度變形△a和h共同導致千分尺零位的一個附加變化所引起的。注意到，若h=0，同樣存在△a，但不會有一次誤差。

阿貝比長儀

一種精密測量直線距離的儀器﹐簡稱比長儀（圖4）。在天文工作中﹐用於測量底片上譜線間的距離。比長儀的量程200毫米﹐測量精度可達±1.5微米。儀器分三部分﹕精密導軌。置片台﹐是一塊可沿導軌移動的鋼板﹐它的一側裝著一條透明毫米尺﹐另一側放待測底片。兩架固定聯結的顯微鏡﹕一架用來對物體﹐稱為對準顯微鏡﹔另一架用來對準毫米尺上的刻線和讀數﹐稱為讀數顯微鏡。移動置片台﹐當對準顯微鏡從對準一條譜線到另一條譜線時﹐讀數顯微鏡對準的毫米尺上的二次讀數之差﹐即為譜線間的距離。根據阿貝提出的原理﹐只要待測對象和毫米尺精確地位於同一高度﹐置片台的滑動誤差就不會影響測量精度。

圖4 阿貝比長儀儀器設計要求讀數顯微鏡物鏡的放大率必須為5 倍，這樣，石英標尺上相距為1 mm 的兩條刻劃線，經物鏡成像在分劃板上後，其像的間距為5 mm，剛好與固定分劃板上10 個分度的總長度相等，這樣，固定分劃板上的一個刻度格的長度，對應於石英標尺上的實際距離為0. 1 mm。因此二圈螺旋線之分度值為l/ 10 mm。圓刻尺一個分度值為1/ 1 000 mm。因此轉動手柄2，分別讀出轉動前和轉動後的讀數便可以得出移動的長度。