萬能工具顯微鏡外形尺寸設計3一、簡介萬能工具顯微鏡用以瞄準工件。屬于瞄準定位系統，因此系統的總放大率由瞄準精度來決定。

7/3/20232《工程光學》課程設計二、系統設計要求瞄準精度(一次瞄準的最大允許誤差)為瞄準方式及相應的眼睛瞄準度瞄準方式為：米字形虛線瞄眼睛瞄準度：7/3/20233《工程光學》課程設計系統總體放大率二、系統設計要求7/3/20234《工程光學》課程設計三、物鏡、目鏡放大率的分配及確定放大率的分配原則：物鏡所觀測的工件沿光軸方向有一定深度，為使工作時，鏡筒端部與工件不致相碰，要求物鏡有較大的工作距離；為使總的共扼距不致太長，物鏡倍率不宜過大。目鏡倍率可以適當取大一些，但也不能太大，因為目鏡距太短，會使分劃板的粗糙度要求過高而造成求加工困難。7/3/20235《工程光學》課程設計鑒于口前國內外通用的目鏡的放大率為，所以本設計的目鏡放大率采用。三、物鏡、目鏡放大率的分配及確定由目鏡的放大率及總體放大率確定物鏡的放大率為：，同時也滿足了物鏡放大率的要求。7/3/20236《工程光學》課程設計四、物鏡數值孔徑的確定數值孔徑與系統總體放大率關系代入數值得，NA=0.09。由NA=nsinu，得u=0.09rad7/3/20237《工程光學》課程設計五、物方線視場的確定視場的大小根據使用要求而定，并要考慮校正像差的可能性。例如，對3×物鏡，要求能看到φ6mm的圓柱，因此取物方線視場為7mm，其相應的視場光闌直徑為21mm。對于不同倍率的物鏡，采用視場光闌的直徑是統一的，因此，不同倍率的物方線視場大小不同。

7/3/20238《工程光學》課程設計本設計選擇物鏡的工作距離為76cm，根據薄透鏡的計算公式可以得到六、物鏡的工作距離和焦距7/3/20239《工程光學》課程設計七、物鏡的通光口徑D物和孔徑光闌直徑D孔1.物鏡2.孔徑光闌3.由斯米特棱鏡展開的空氣平板4.分劃板5.場鏡6.目鏡接目鏡7.出瞳k—為棱鏡出射面至視場光闌的距離，k＝30mm7/3/202310《工程光學》課程設計主要作用：正象作用，又可使出射光軸和水平線傾斜45度。八、斯米特屋脊棱鏡尺寸計算7/3/202311《工程光學》課程設計八、斯米特屋脊棱鏡尺寸計算首先確定決定棱鏡口徑的光線傾角a在棱鏡的通光口徑D棱考慮安裝余量，取D棱＝21mm7/3/202312《工程光學》課程設計八、斯米特屋脊棱鏡尺寸計算確定了棱鏡的通光口徑后，查閱光學儀器設計手冊，確定斯米特屋脊棱鏡的結構尺寸。7/3/202313《工程光學》課程設計八、斯米特屋脊棱鏡尺寸計算斯米特屋脊棱鏡尺寸結構圖7/3/202314《工程光學》課程設計八、斯米特屋脊棱鏡尺寸計算由于加入了棱鏡，使象面產生了軸向位移。物鏡的實際共軛距為：7/3/202315《工程光學》課程設計九、目鏡結構參數計算目鏡焦距為目鏡型式為肯涅爾目鏡，其物方截距p約為7/3/202316《工程光學》課程設計九、目鏡結構參數計算向場鏡的通光直徑

計算公式如下因此肯涅爾目鏡的向場鏡的焦距為向場鏡與接目鏡之間的距離q為7/3/202317《工程光學》課程設計九、目鏡結構參數計算由第七節中的圖得知，接目鏡的口徑被經過B點的軸外光線所限制，該光線與光軸的交點C到向場鏡的距離由圖中幾何關系求出故利用高斯公式得7/3/202318《工程光學》課程設計九、目鏡結構參數計算接目鏡的口徑接目鏡的焦距由組合光組焦距公式可求出故7/3/202319《工程光學》課程設計九、目鏡結構參數計算目鏡的視場角由下式求得鏡目距t為式中，為出瞳直徑7/3/202320《工程光學》課程設計十、主顯微鏡照明系統的設計均勻照明被測物體。照明象方孔徑角應滿足物鏡的數值孔徑。使眼睛得到適于觀察的主觀亮度。當測量工作面上下變動，使物鏡與聚光鏡之間的距離發生改變時，應仍滿足以上條件。照明系統設計的要求：7/3/202321《工程光學》課程設計十、主顯微鏡照明系統的設計圖1主顯微鏡照明系統示意圖7/3/202322《工程光學》課程設計十、主顯微鏡照明系統的設計采用燈泡為6V30W，燈絲面積為2×2mm2。燈絲經集光鏡成象在可變孔徑光闌處，燈絲象的大小應充滿可變孔徑光闌的最大直徑。在孔徑光闌處放一塊磨砂玻璃，使燈絲發出的光以漫射光進入聚光鏡。孔徑光闌應放在聚光鏡的物方焦平面處，其經聚光鏡后，出瞳位于無窮遠處。照明系統采用象方遠心柯拉照明系統，系統各元件及位置有以下配合關系：7/3/202323《工程光學》課程設計入瞳的大小應等于或小于光源發光面的幾何尺寸。本設計采用的是固定視場光闌，因此把集光鏡框子作為視場光闌。7/3/202324《工程光學》課程設計十、主顯微鏡照明系統的設計圖2照明系統的光路圖

7/3/202325《工程光學》課程設計十、主顯微鏡照明系統的設計聚光鏡參數計算聚光鏡的口徑聚光鏡的焦距由圖2中的幾何關系可求出可變孔徑光闌的直徑經1x、5x物鏡驗算后，應取7/3/202326《工程光學》課程設計十、主顯微鏡照明系統的設計集光鏡參數的計算設共軛距燈絲高度根據幾何光學的知識，得以下方程7/3/202327《工程光學》課程設計上述方程可求得集光鏡的通光口徑為由于毛玻璃散射引起的光能損失，實際取即集光鏡的口徑為7/3/20232