一、平面平晶的保养

平面平晶的结构很简单，但它却是精密量具，应认真保养。

①被测面的表面粗糙度尺a值不得大于0.04 um。因为被测面太粗糙不仅会把平晶的工作面划伤，而且光线透过平晶照射到被测面上后产生漫反射，形不成干涉条纹(光圈)。

②平晶对温度变化很敏感，所以在操作平晶时，动作要快，不得将平晶长时间握在手中。要像水平仪一样，不能将平晶在被测面上推着走。

③使用中，不要只使用平晶工作面上的某一个或几个地方，而应使工作面上的有效直径内的各个地方均使用到。在实际工作中，我们看到有些人只使用平晶工作面的中央很小一块面积，其他地方很少用，这是不好的习惯，容易造成平晶工作面局部磨损。

④使用完毕，要用脱脂棉把平晶擦净，放入盒内，存放地点附近要干燥，无酸碱蒸气。放平晶的盒内要衬绒布，严防磕碰平晶。

⑤平晶要实行周期检定，检定不合格的要进行修复。但是，一般工厂都没有修理平晶的设备。所以对不合格的平晶或是报废，或是送到能修平晶的工厂修理，或送到生产平晶的工厂去修理。平晶检定的方法是用φ50 mm的标准平晶组来传递。

⑥不同级别的平晶不能混淆，不能混放在一起。

二、双面平晶

两个端面为测量面且相互平行的平晶，称为双面平晶，又称为平行平晶，其结构如图 1.4.31所示。

图1.4.31双面平晶(T-刻字处)

平行平晶共有四个系列，每个系列中尺寸相邻的任意四块都可以组成一套，共分六套。从平晶检定系统图中可以看到，φ30～φ150 mm的平行平晶的两个工作面的平面度△＝±0.1um。两个工作面的相互平行度见表1.4.20。

表1.4.20 平行平晶的尺寸和工作面的相互平行度

三、平行平晶的用途

平行平晶是利用光波干涉现象，将两个平面的微小平行度误差变为千涉条纹(光圈)进行读数的检验平行度的量具。它的主要用途是检定外径千分尺、杠杆千分尺、公法线千分尺和杠杆卡规两个测量面的相互平行度。检定时，要根据被检定对象的检定规程的规定选择平行平晶的尺寸，图1.4.32是用平行平晶检定0～25 mm千分尺两测量面的示例。

图1.4.32 用平行平晶检定千分尺工作面平行度示例之一

千分尺测量面的表面粗糙度尺a值不大于0.05um，平面度不大于0.6um。这样的平面可视为理想平面，与平晶的工作面完全接触后产生暗条纹。从表1.4.20知，0mm～25 mm千分尺两测量面的平行度为2um。如果千分尺的两个测量面绝对平行，即平行度为0时，两测量面与平行平晶工作面完全接触，则在两个测量面上看不见干涉条纹。如果千分尺的两个测量面不平行，如图1.4.32所示，我们调整平行平晶，使它与一个测量面接触，另一个测量面不接触，于是在上面看到干涉条纹或光圈。

图1.4.32的两个测量面的光圈数是N₁=0,N₂=2，在日光灯下检定，故该位置的千分尺的两个测量面的平行度为

千分尺两个测量面的平行度要用尺寸相邻的四块平行平晶依次检定，其中平行度值最大的作为检定结果，据此判定被检定千分尺的平行度是否合格。图1.4.33是用四块平行平晶检定25mm～50mm千分尺的示例，检定得△₁=1.1um,△₂=0.2um,△₃=2um,△₄＝2.2um，取△₄作为检定结果，从而判定该受检千分尺的测量面平行度不合格。因为千分尺标准规定25 mm～50 mm千分尺的平行度不大于2um。两个测量面的平行度不合格，则需要研磨两个测量面，至合格为止。

平行平晶的中心长度(h)最大为91 mm，所以，在检定测量范围大于100 mm的千分尺测量面的平行度时，需要借助于量块。检定时，根据被检定千分尺的测量范围和检定规程规定的检定点选取平晶和量块，然后将平面平晶研合到量块的测量面上，组成平晶量块组进行检定，如图1.4.34所示。

四、长平晶

由光学玻璃研磨而成的具有一个测量面的长方体，用于以光波干涉法测量工件平面形状误差的测量器具，称为长平晶，其结构如图1.4.35所示。目前，常见的长平晶有两种规格：长度尺寸为210 mm和310 mm。长平晶工作面的平面度值不超过表1.4.21的规定，长平晶的非工作面上的“＋”是受检点标记。

图1.4.33用平行平晶检定千分尺测量面平行度示例之二

图1.4.34用平行平晶和量块检定千分尺测量面平行度示例

图1.4.35长平晶

表1.4.21长平晶的尺寸及平面度

五、长平晶的使用

长平晶的工作面是理想平面，长平晶(组)是用来传递研磨平尺平面度的标准，它是以等倾干涉法检验研磨平尺等高精度平面的平面度。用长平晶检验高精度平面的平面度是在平面等倾干涉仪上进行的，其原理如图1.4.36所示。

图1.4.36 长平晶
1.单色光源：2．长平晶：3.量块；
4．被测件；5．工作台

将被测件放在干涉仪的工作台上，用脱脂棉花和航空汽油将平晶工作面和被测面擦净，把两块尺寸差小于0.1um的3.5mm量块分别研合在被测面的两端上，然后把平晶的工作面朝下使平晶架在两块量块上。如果是用210 mm的平晶，两量块之间的距离为200 mm；用310 mm的平晶，两量块之间的距离为300 mm。这样支承可以使平晶因自重而向下弯曲变形最小。支承好后，平晶和被测面间形成一平行空气层，它位于等倾斜干涉仪光路中的聚焦点附近，并与光轴垂直，这时在仪器目镜中可看到一组等倾干涉环。工作面从一端慢慢移到另一端，被测件和平晶也随着从一端移到另一端。如果被测面也是理想平面，则空气层的各处相等，即被测面平行于平晶的工作面，故移动工作台时，看到的千涉环中心的明暗不变。如果被测面某处凹下，则该处的空气层厚度变厚，引起干涉环扩大，从中心“冒出”一个新的干涉环。如果被测面某处凸起，则该处的空气层变薄,引起于涉环收缩并使中心“消失”一个干涉环。

可见，用长平晶以等倾干涉法测量平面度，实际上是测量空气层厚度的变化。我们根据干涉环是“冒出”或是“消失”，又根据“冒出”或“消失”的干涉环的数量，就可以知道被测面是凸或是凹，及其凸或凹的程度。

设各点空气层厚度为H₀,H₁,H₂,…H_i,H_i-1,…,H_n-1,H_n等，则某一点i对两端点连线的偏差Fi为

式中：F_i为i点对0点与n点连线的偏差；H₀,H_i,H_n为0点、i点及n点的空气层厚度；L_i为i点到0点的距离；L_n为n点到0点的距离。

测量出各点的平面度偏差值后，通过数据处理，即得到被测面的平面度。用长平晶测量平面度较用平面平晶测量平面度的优点是精度高；缺点是需要仪器，数据处理也麻烦。由于上述原因，所以在生产实际中，长平晶目前用得不多。

相关链接：平晶测量时平面度方向的确定

文章来源：《计量器使用与维护》

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