Измерение толщин оптических деталей с помощью оптиметра

 

 

«Измерение толщин оптических деталей с помощью оптиметра»

    Оптиметры предназначены для определения малых отклонений измеряемого изделия от размера концевой меры или эталонной детали. В зависимости от расположения линии измерения оптиметры делятся на вертикальные и горизонтальные. В зависимости от устройства оптиметра шкала и указатель могут наблюдаться в окуляр или проектироваться на экран.

    Принцип действия оптиметра основан на сочетании оптического и механического рычагов. Главной частью оптиметра является измерительное устройство или трубка, ее оптическая системе состоит из коленчатой автоколлимационной системы типа Аббе и качающегося зеркала, механически связанного с измерительным стержнем.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.1

    Принципиальная оптическая схема трубки оптиметра показана на рис.1.[1] Дневной свет или свет от лампочки направляется шарнирно закрепленным зеркалом 1 и прямоугольной призмой подсветки 2 не левую (со стороны наблюдателя) часть сетки 3, где нанесена шкала с делениями и цифрами. Шкала расположена в фокальной плоскости объектива 4, поэтому автоколлимационное изображение шкалы после отражения от зеркала 5 располагается в этой же плоскости, но в правой части сетки. Зеркало 5 наклоняется в небольших пределах под действием левого конца измерительного стержня б, который находится правым концом в контакте с измеряемым изделием 7.

 

Поворот зеркала 5 вызывает смещение автоколлимационного изображения шкалы, которое наблюдается в окуляр 8 и отсчитывается по неподвижному указателю, нанесенному в правой части сетки 3.

 

Пусть ось измерительного стержня отстоит от оси вращения зеркала на расстоянии l (рис. 2).[1] Перемещение стержня на величину приведет к повороту зеркала на угол α и к наклону отраженного пучка лучей на угол 2α, в результате чего автоколлимационное изображение шкалы сместится на величину у.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2

 

Передаточное отношение оптиметра[1] :

 

Где f’- фокусное расстояние объектива автоколлиматора.

При получаем расчетное передаточное отношение [1]:

 

   Замена действительного переменного передаточного отношения i на постоянное расчетное ip упрощает прибор, но приводит к систематическй погрешности измерения (погрешности схемы прибора). Перемещение измерительного стержня из нулевого положения на величину вызывает смещение шкалы равное . Но шкала градуирована по расчетному передаточному отношению, поэтому перемещение соответствует точка шкалы . Разность - деленная на передаточное отношение i, определяет погрешность схемы:

 

    Максимальный угол равен отношению половины предела измерения по шкале к длине малого рычага l.

Процесс измерения толщины детали на оптиметре сводится к определению отклонения размера детали dp от размера эталона dэ, в качестве которого обычно используется набор концевых мер.  Так  как  размер  эталона  известен  с  большой  точностью,  то  размер  детали определяется из выражения [1]:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованных материалов

1. «Теоретические и физические основы устройства оптических приборов: Электронный учебник» Автор/создатель: Митрофанов С.С. Кафедра конструирования и производства оптических приборов Санкт-Петербургского государственного университета информационных технологий, механики и оптики. Центр дистанционного обучения СПбГУ ИТМО.

2. http://studopedia.ru/4_121434_glava--opticheskie-izmeritelnie-pribori.html