一、实验目的
①了解万能测长仪的工作原理与结构。
②掌握万能测长仪的使用方法。
③掌握双测钩法测量孔径的方法与步骤。
④掌握由测量结果和验收极限来判断工件的合格性。
二、实验设备
万能测长仪是一种精密机械、光学系统和电气部分相结合起来的长度计量仪器。 由于该仪器设计符合阿贝原则，故又称为阿贝测长仪。 该仪器可用于对被测件进行直接比较测量和微差比较测量，可以测量外尺寸、内尺寸、内外螺纹中径等参数。
JD18投影万能测长仪主要由底座、万能工作台、测座、尾座及各种测量附件组成，其外形结构如图13．1所示。
万能工作台位于底座中央位置，用以安放支架、浮动工作台、绝缘工作台等附件。 将工件安放在工作台上，并通过调整工作台的位置使工件获得正确的测量位置。 万能工作台可做以下5种运动：
①旋转手轮4可使工作台上升或下降，其升降范围大于100mm。
②旋转测微鼓5可使工作台产生0～25mm的横向运动，测微鼓的分划值为0．01mm。
③转动手柄6可使工作台作±3°的偏摆运动，将手柄7向下扳动可固定其偏摆位置。
④扳动手柄8可使工作台绕其轴线做大于±3°的水平旋转。
⑤在测量轴线的方向上，工作台能自由浮动10mm。
测座是由测量主轴17、屏动测微器18、微动装置19、照明装置20和21等组成，它可借助滑座22在底座导轨面上滑动，并能用旋手23在任意位置固定。 测量主轴内部装有一根刻画长度为100mm的玻璃分划尺，在测量主轴的右端有一牵绳环24，可在内尺寸测量时用以牵住重锤的引线，拉杆25则用以牵住作外尺寸测量时的重锤引线。26是使测量主轴作微量移动的手轮，在使用手轮26之前必须旋转27，保证微动轴同测量主轴接触。 尾座30是放在底座右侧的导轨上，它可以用旋手31固定在任何位置。 尾管32是装在尾座相应的孔中，并能用旋
图13．1 万能测长仪外形结构图
1—底座；2—万能工作台；3—工作台弹簧力调节手柄；4—工作台升降手轮；5—工作台横向移动手柄；6—工作台偏摆手轮；7—固定手柄；8—工作台水平回转手轮；9—工作台升降锁紧螺母；10—输入电源插座；11—绝缘工作台插座及尾管灯插座；12—5WLED灯（主投影光源）插座；13—1WLED灯（测微器光源）插座；14—电源开关；15—调平螺钉；16—水泡；17—测量主轴；18—屏动测微器；19—微动装置；20，21—照明装置；22—测量座；23—测量座固定螺钉；24—牵绳环；25—拉杆；26—微动手轮；27—微动转换手轮；28—丝米刻线尺位置调节手轮；29—微米刻度尺旋转手轮；30—尾座；31—尾座紧固旋手；32—尾管；33—尾管紧固旋手；34—尾管微动螺丝；35，36—尾座测头调整螺钉
手33固定。 尾管的测头成为测量中的一个固定支点，旋转微动螺丝34时，可以使尾管测头作轴向微动。
JD18投影万能测长仪的技术指标如下：
①仪器测量范围：
内尺寸： 1～200mm
外尺寸： 
②仪器的示值范围：0～100mm。
③仪器分度值：0．001mm。
④直接测量时仪器的准确度：
外尺寸测量 ≤（1＋L／200）μm
内尺寸测量 ≤（1．5＋L／100）μm （L为被测件长度，单位mm）
JD18投影万能测长仪的读数影屏装在测量座的壳体上，其读数方法如下：
从读数影屏的视场中，可看到3种不同的刻线分置在两个不同的视窗中。 在下面大的视窗中有两种刻线：一是固定的双刻线，从左端开始标有0～10的数字，这是刻度值为0．1mm固定分划板上的刻线；另一种是一条长刻线并在其上方标有数字，这是毫米刻线尺上的毫米刻线。 在上面较小的视窗中，可看到一组可移动的刻线，在其上方标有0～100的数字，这是刻度值为0．001mm的活动分划板上的刻线。 仪器读数方法如图13．2所示。
图13．2 读数影屏视场图
三、实验原理
双测钩是万能测长仪带有的仪器附件，如图13．3所示。 采用双测钩测量孔径的方法称为双测钩法。 双测钩一般分为大、小两种，可分别用于不同内径以及不同深度的测量，测量时尽可能使用大测钩。小测钩1和小测钩2可以测量孔径范围为10～100mm、最大深度为15mm。大测钩3和大测钩4可以测量孔径范围为50～150mm、最大深度为50mm。 测量大孔及深孔选用大测钩，直接安装在测量主轴和尾管上，测力重锤为250g。 测量小孔及浅孔时，选用小测钩，测力重锤为150g，此时尾管要使用刚性测轴短尾管。 标准环规5是用于内尺寸测量，测量时作为校正规使用，在标准环规上有刻线的标记，在使用中应以此标记为准作为测钩上触点的接触点。
图13．3 测钩及标准环规
1，2—小测钩；3，4—大测钩；5—标准环规
双测钩法测量孔径是一种微差比较测量法，如图13．4所示。 测量时，先用一个标准环规（或由量块组成的标准尺寸）调整仪器初始值，然后换上被测孔进行测量，测出被测孔径与标准环规的孔径差值，然后计算出被测孔径的实测值。
被测孔径为：
D测量＝D标准＋（R1－R0） ＝D标准＋Δ式中 D测量——被测孔径；
D标准——标准环规尺寸；
R1——测量孔径时的读数；
R0——测量标准环的读数；
Δ——被测孔径与标准环规孔径之差。
图13．4 双测钩法检测孔径原理图
四、实验步骤
①将标准环规放在浮动工作台上（若标准环规较薄，可在其下加放垫条），应使标准环规上的指标线正好通过测量轴线，并用压板固定。 转动工作台升降手轮使工作台下降至较低位置，以便安装测钩。
②将一对测钩分别安装在测量主轴和尾管上，测钩方向垂直向下，沿轴向移动测量主轴及尾管，使两测钩头部的楔槽对齐，并使两测钩的内测头位于标准环规正上方，紧固测钩。
③上升工作台，使两测钩伸入标准环规内直至测量位置，紧固工作台。
④退移尾管，同时转动工作台横向移动手柄，使测钩之内测头在标准环规端面上刻有标线的直径方向上与标准环接触。 用手扶稳测量主轴，将重锤引线通过滑轮挂在挂钩上，并使测量主轴上的测钩内测头慢慢地与标准环接触。 图13．5为双测钩测量示意图。
⑤找回转点。 如图13．6所示，先转动工作台横向移动手柄，使工作台前后移动，此时从投影屏中观察毫米刻度线的变化，以读数最大值为转折点，即找最大直径。 然后扳动工作台偏摆手轮，找最小回转点，使工件水平，读取读数，此读数即为测量值初始读数R0。
⑥用手扶稳测量主轴，使其右移一距离后紧固，下降工作台取下标准环规换上被测工件，用压板压紧。
⑦松开紧固螺钉，上升工作台，将双测钩与被测孔壁接触，按步骤⑤的方法，使被测孔处于正确位置，读取投影屏读数R1。然后计算被测孔径为：
D测量＝D标lt@span sub=1>准＋（R1－R0）
图13．5 双测钩测量示意图
图13．6 找回转点
⑧在靠近孔两端和孔中间部位共取3个截面，并在互相垂直的两个方向上共测量6次。
⑨将测量结果填入实验报告用表中，并按是否超出工件设计公差带所限定的最大与最小极限尺寸，判断其合格性。
五、注意事项
①应使标准环规上的指标线正好通过测量轴线，因为标准环规的标称内径是以标线处的尺寸为准的。
②当被测孔径较小、材料较软时选用小测钩，用一节重锤（150g）；当被测孔径较大、材料较硬时选用大测钩，用两节重锤（250g）。
③测量过程中要特别小心，勿使测头的细柄因碰撞或卡住而损坏。
④为了减小双测钩测头偏移造成的测量误差，测量时应选用与被测孔径相近或相等的标准环规，或采用量块及附件组合体代替标准环规。
六、思考题
①万能测长仪能测量哪些参数？
②双测钩法测量孔径的范围是多少？
③简述万能测长仪双测钩法测量孔径的操作步骤。
④双测钩法测量孔径时，被测件的正确位置如何确定？
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