自准直器的基础知识

更新时间：2026-08-26

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自准直仪（英文：autocollimator）是一种光学装置，利用光线的线性传播来测量被测物体的细微角位移。

它允许非接触式测量角度及其他参数，通常用于光学或机械系统中，以调整零件位置或测量畸变。

自准直仪不仅用于精确的角度测量，还用于检查和调整平行度、直线度、光轴和对准。

固定平面镜平台沿制导面滑动，直线性由平面镜的准星运动量转换为。

通过传输单束激光，可以测量同一轴上两个表面之间的平行性。对于玻璃面板及类似设备，平行度通过测量前后表面反射光的角度差来衡量。

通过使用称为光学方形的五边棱镜弯曲光线，可以进行测量。

利用多面镜，我们测量旋转表和图表表的除法精度。

通过将反射器固定在弹性部件上并用自旋距仪观察，可以测量微小的变化。

如果光学轴对齐，比如天文望远镜，主镜的中心标记会多次在自准距仪的视场内重叠出现。

我们测量圆盘和晶圆的变形和波浪，以及多边形镜的精度。

自准直仪测量利用了激光光的直接性和透镜对焦原理。首先，半导体激光器主要用作光源，将激光转换为并行光，并带有主透镜。这些平行光通过次镜，在焦点处形成图像。

在这种情况下，反射光被半镜沿光路分散，到达光接收设备如CCD时形成图像。如果物体安装时相对于照射激光光没有倾斜，反射光的映射将与入射光匹配。另一方面，如果物体倾斜，图像会错位，这可以根据偏差程度判断错位的角度。

在自准直仪内部，内置了许多镜子，这些镜子与测量原理无直接关联。如果自准直器的光学系统串联排列，则需要相应的光程器件尺寸。

大多数自动准直仪安装多面反光镜以减少设备尺寸。

通过使用自准直仪，可以确定可以在直线或平面上定义的几何公差。自准直仪通过利用偏离光轴的镜子反射，测量镜子的倾斜度。

通过将镜面角度转换为位移并计算，可以测量每个测量点的不均匀度。通过将起始位置设为零，并为每个测量点绘制位移，你可以确定直线性。

通过反复使用自准直仪确定另一条直线的直线性，可以将绘制的点从线条绘制到平面，从而实现平坦度测量。通过设计如何放置自动准直仪并握持镜面，测量结果可以进一步调整倾斜和直角。然而，用曲线或曲面定义的事物，如圆度或圆柱度，很难测量。

如果光源不在镜头焦点，自动准直仪会面临测量误差和观测图像焦距错位等问题。光源位置的误差要求相对于准直镜焦距严格要求精度低于0.1%。

由于这种位置调整非常精确，自动准直器可以通过光圈来调整点直径，其他则使用刀刃，以及其他允许定位的方法进行调整。