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球面計は、曲面の曲率半径を精密に測定するために使用される機器です。元々、これらの機器は主に光学技師がレンズの表面の曲率を測定するために使用されていました。[ 1 ]
球面計は通常、以下の要素で構成されています。
新しい球面計では、縦軸の目盛りは0.5mm単位で刻まれています 。ダイヤルを1回転させると0.5mmになり 、ダイヤルの小さな目盛り1つは0.005mmを表します 。古い球面計の目盛りは0.001mmです 。
球の半径（例えばレンズの曲率）を測定するには、球面計を水平にして目盛りを読み取り、次に球の上に置き、4つの測定点が均等な圧力をかけるまで調整し、再度目盛りを読み取ります。その差が、3つの測定点を通る平面によって切り取られた球面部分の厚さを示します。4つの測定点が均等な圧力をかける瞬間を示すために、接触レバー、精密水準器、または電気接点を球面計に取り付けることができます。
球面計は矢状面hを直接測定します。2 つの外側脚間の平均長さをaとすると、球面半径Rは次の式で与えられます。
直径Dの円形カップを備えた球面計を使用すると、球面半径Rは代わりに次の式で与えられます。
球面計は基本的にマイクロメーターの一種であるため、球面の曲率を測定する以外の目的にも使用できます。例えば、薄板の厚さを測定するのに使用できます。
そのためには、測定器を完全に水平な平面上に置き、先端がちょうど接触するまでネジを回します。接触した瞬間は、抵抗が急激に減少し、その後大きく増加することで判断できます。ダイヤルと目盛りを読み取り、ネジを上げ、薄い板をその下に差し込み、この手順を繰り返します。2回の測定値の差が、必要な厚さとなります。
同様に、この装置は平らな板の凹みを測定することもできる。測定方法は板の厚さを測定する方法と同様だが、マイクロメータ部分を凹みの上に置き、表面の上ではなく下で測定を行う点が異なる。
このタイプの計測器は、探査井の掘削現場に出荷される前に、油田ツールパイプの金属表面のピット、亀裂、真円度を検査するために一般的に使用され、弱くなったドリルパイプが掘削中に破損しないようにします。[ 2 ]テーパーねじカラーを取り付けた、直径4インチの硬化鋼管に対して1インチより厚い壁を持つツールパイプは、掘削が完了し、より薄い壁の管状の油井ケーシングが設置された後に再利用されます。設計上、球面計に似た電子機器は、ケーシング、チュービング、ドリルパイプの検査工場で使用されます。光学における同等の測定は、円筒、または光軸を持つ円筒形コンポーネントを持つレンズで、レンズを通る平面が楕円形の円周を生成します。
座標幾何学を用いた別の手法が最近開発された。この手法は、球面計に関する既知の結果を再現するだけでなく、非球面を研究するための手法も提供する。
