Измерение с помощью компаратора.

В основу его устройства и измерения положен принцип компарирования (компаратор (лат) - сравнивающий). Суть метода измерения состоит в том, что ось измерения (шкалы) и ось измерительной детали должны быть параллельны между собой. Компаратор (Рис4.1) состоит из микроскопов: 4- отсчетного, 7- визирного; 1,5,10 - основания, 9- подвижного столика, 3- шкалы.

Оси микроскопов параллельны между собой и перпендикулярны к подвижному столику, микроскопы жестко соединены между собой и с основанием прибора. Шкала и детали крепятся на подвижном столике и параллельны между собой.

Рассмотрим погрешность измерения с помощью компаратора.

Пусть измеряемая деталь размером L установлена относительно шкалы 3 с погрешностью j. При этом измеренная длина L_д детали и погрешность ее измерения DL будут равны

а₂ L j а₁ L_д= a₁ - a₂ =L cos j

DL = L - Lcosj= L(1-cosj) = Lsin² j/2 @ Lj²/2 (4.1)

т.е. имеем погрешность второго порядка малости.

Рис.4.1. Компаратор

При измерениях,когда перемещаются микроскопы, то погрешность измерения имеет первый порядок малости (DL = Hj,где H- расстояние от измеряемой детали до точки крепления микроскопов).

По принципу компарирования построены компараторы типа:

-ИЗА - 2 (продольный) - L = 0- 200 мм DL = 0,1 мкм

-ИЗВ - 1 (2,3) -(вертикальный) - L= 0- 100 мм

-ИКУ - (горизонтальный длинномер) - L=0- 250 мм

Измерение толщин оптических деталей

C помощью микроскопа

d

Микроскоп фокусируют

M на точки A и B,

В B^’ A нанесенные на боковые

поверхности деталей.

Толщину d и погрешность

Z определяют по формулам

d=zn Dd=nDz+zDn (4.2)

d Измерение толщины

B B^’ A M d линзы выполняют

аналогичным способом

с последующим вычис-

z лением по формулам

d=nrz/(r-(n-1)z),®Dd=? (самостоятельно) (3.3)

ИЗМЕРЕНИЕ РАДИУСОВ КРИВИЗНЫ СФЕРИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ

Измерение радиусов кривизны обязательная контрольная операция при изготовлении оптических деталей. Измерение производится в зависимости от типа детали (линз и зеркал) следующими способами: - механический метод, метод автоколлимации, методом Ньютона.

Механический метод

При измерении этим методом применяют радиусные шаблоны и сферометры. Сферометры позволяют измерить радиусы сферической поверхности с высокой точностью --(0,02 - 0,5)%

Сферометры выпускаются промышленностью следующих типов:

- ССО - стационарный сферометр оптический (R=0,01-1м)

- СНО - сферометр накладной оптический (R=0,08-40м)

Принцип измерения радиуса основан на измерении стрелки шарового сегмента, т. е. используется косвенный метод измерения

 

Из Рис 4.2 Þ

h R² = r_к² + (R - h)² =

r r_k = r_к² + R² - 2Rh + h²,

опорный шарик R R = r_к² / 2h + h/2 ±r(4.4)

опорное кольцо

Рис.4.2 r_k -радиус опорного кольца, r - радиус опорного шарика, на который устанавливается деталь.

Дифференцируя (4.4) погрешность определится

dR ® DR DR = (2r_к / 2h) Dr_к + (r_к² / (- 1/2h²)) Dh + 0,5Dh ± Dr,

s_R = Ö (r_к/h)² s_rк² + 0,25(1- r_к² / h²)²s_h²±s_r²(4.5),

где “+”-для вогнутой поверхности, “-” для выпуклой поверхности.

Автоколлимационный метод

Основан на зеркальном отражении лучей, идущих от полированной поверхности измеряемой детали. Этим методом можно измерять R до 10км, при этом применяются следующие измерительные средства:

0,5 - 100 мм - микроскопы с автоколлимационными окулярами,

50 - 500 мм- длиннофокусные микроскопы,

1500 - 2000 мм - ЗТ с длиннофокусными объективами,

0,5 - 5000 мм - измерительные машины.