Реферати українською » Коммуникации и связь » Оптичні системи контрольно-юстіровочних і вимірювальних приладів


Реферат Оптичні системи контрольно-юстіровочних і вимірювальних приладів

Страница 1 из 2 | Следующая страница

року міністерство освіти Республіки Білорусь у

Заснування освіти

«БІЛОРУСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ІНФОРМАТИКИ ІРАДИОЭЛЕКТРОНИКИ»

>РЕФЕРАТ

на задану тему:

«>ОПТИЧЕСКИЕ СИСТЕМИКОНТРОЛЬНО-ЮСТИРОВОЧНЫХ ІИЗМЕРИТЕЛЬНЫХПРИБОРОВ»


МІНСЬК, 2008


1.КОЛЛИМАТОРЫ

>Коллиматор одна із основних приладів контролю складання,юстировки і пройшло випробування якості оптико-механічних приладів та застосовується щоб одержати пучка паралельних променів, т. із неймовірно віддалених об'єктів спостереження. Він здлиннофокусного об'єктива,тест-объекта, встановленого у його фокусі, і освітлювального устрою (рис. 1.1).

>Рис. 1. >Коллиматор.Осветительние устрою:

>1-мира;2-конденсор;3-матовое скло;4-молочная лампочка;5-точечная діафрагма;6-коллиматор

Яктест-объекта застосовують:

>1)точечную діафрагму діаметром 0,01-0,5 мм (залежно від фокусних відстаней об'єктивівколлиматора і випробуваного) для спостереження штучної зірки;

>2)регулируемую чи зміннещелевую діафрагму для спектральних і кутових вимірів й у виміру аберацій;

3) сітки для виміру фокусних відстаней, збільшення кута полем зору та інших.;

4) штрихові чи радіальні світи для виміру роздільної здатності і забезпечення якості зображення.

>Осветительное пристрій складається з джерела світла - електричної чи дугового лампи, або з джерела світла доконденсора.

>Точечная чищелевая діафрагма висвітлюються звичайній електричної лампочкою з допомогоюконденсора, якийконденсирует султан на діафрагму.Стеклянние шкали, сітки і світи, встановлених у фокусі об'єктиваколлиматора, висвітлюютьсяматированной чи молочної лампочкою через матове скло. Бо за цьому використовується небагато світлового потоку лампочки, раціонально застосовуватиконденсор,проектирующий тіло напруження лампи у вхідний зіницю об'єктиваколлиматора.

Для спостереження та виміру коліматор постачається зорової трубою, чишкаловим мікроскопом, чимикроскоп-микрометром. Для установки перед об'єктивомколлиматора які долають приладів та оптичних систем служать різні власники і пристосування ззажимними пристроями.

Для вимірювальних цілей і зручності установки об'єктиваколлиматора па нескінченність коліматор постачаєтьсякремальернойвидвижкой зі шкалоюиониусом.Кремальернаявидвижка часто застосовується визначення величинирасфокусировки і в пласкості найкращою установки об'єктива фотоапарата.

Об'єктив,тест-объект і освітлювальне пристрій монтують в металевоїпли інший трубі, яка виключає рух повітря та її різкі температурні зміни.Коллиматор разом із сто пристосуваннями встановлюють па підставу.

Якщоколлиматори перебувають у приміщенні, близько розташованому від міського чи залізничного транспорту, то тут для винятку тряски їх підвішувати па амортизаторах.

Вимоги до об'єктивамколлиматоров

>Фокусное відстань об'єктиваколлиматора має бути приблизно 3-5 разів більше фокусного відстаніиспитуемой системи. І тут коліматор негаразд буде чутливий дорасфокусировки і похибка установки світи, діафрагми чи шкали в фокусі об'єктиваколлиматора буде мало проводити точність вимірівиспитуемой системи: фокусних л відомих фокусних відстаней, збільшення, полем зору, роздільної здатності тощо. п. За умови світу чи точкова діафрагма вистачає великої, вимагає менш точного виготовлення.

Відстань між штрихами світи, встановленої вколлиматоре, більше, ніж відстань між штрихами у її зображенні,даваемом піддослідним об'єктивом, в раз, аразрешаемое відстань - мало, деякі об'єктиви дозволяють до 500-800 >лин/мм і більше.

>Фокусное відстань об'єктиваколлиматора має не меншим - фокусного відстані випробуваного об'єктива.

Величина фокусного відстані об'єктиваколлиматора повинна займати одна з місць нормального низки фокусних відстанейколлиматоров: 600, 1200, 1600, 2500 чи 3000 мм. Відносне отвір має не меншим 1:15 і від 1:8 – 1:10. За цих відносних отворах не позначаються явища дифракції та порівняно легко усуваються аберації при розрахунку об'єктива, а діаметр об'єктива вистачає великим випробування ісветосильних систем.

Кут полем зорудлиннофокусних об'єктивівколлиматоров (600-3000 мм) становить близько і для розташування у його фокальної площині різноманітних світ, сіток, діафрагм тощо. Бажано, щоб об'єкт не обіймав більше зору, оскільки випробовувані об'єктиви зорових труб не більше кута поля була в 30’-60’ не дають помітних змін якості зображення унаслідок їх аберацій. Дляфотообъективов цей кут більше й може становити .


2.АВТОКОЛЛИМАТОРЫ

 

Якщо доколлиматору чи мікроскопуприсоединенавтоколлимационний окуляр висвітленню сітки і яскраві спостереження їїотраженного зображення від дзеркала, аналізованого у площині сітки, то отримуютьконтрольно-юстировочний і вимірювати, званийавтоколлиматором. Дзеркало може бути замінене будь-який полірованої поверхнею вимірюваною деталі чи вузла.Автоколлиматор постачається столиком чи таким пристроєм кріплення контрольованих деталей та вузлів, що може мати лімб,микрометри, шкали, що визначають становище столу" й контрольованій деталі.

Рис.2.Автоколлиматор

>Автоколлиматор знаходить широке застосування, наприклад, контролюплоскопараллельности іклиновидности захисних шибок, сіток і світлофільтрів, для виміру кутів призм і клинів і функцію контролюцентрировки лінз.Автоколлимационними трубами обладнані такі прилади, як оптиметри, спектрометри,гониометри, мікроскопи та інших.

>Автоколлиматор має підвищену чутливість проти іншими вимірювальними приладами, у ньому повороту дзеркала від нормальний до падаючому променю на кут відповідає поворот променя щодо початкового напрями на подвійний куток або усунення зображення на площині сітки на .

Обираючи довжину плеча оптичного важеля, рівнуфокусному відстані об'єктиваавтоколлиматора, за зору отримати значне усуненняотраженного зображення сітки при невеличкому повороті дзеркала.

>Автоколлиматори розрізняють як у конструкції застосовуваних вимірювальних пристроїв (шкали зиониусом,микрометренние гвинти з барабанами і лімби), і на кшталт застосовуванихавтоколлимационних окулярів.

>Автоколлимационние окуляри

>Окуляр зпризмой-куб і двома сітками (рис.4) набув широкого поширенняконтрольно-юстировочних приладах. Оскількипризма-куб перебуває до першого фокусу окуляра, можна застосовувати ікороткофокусние окуляри. Усі зору для спостережень вільно, сітки зазвичай різні: в одній індекс (хрест, штрих тощо. п.)

>Рис. 3.Окуляр зпризмой-куб іРис.4.Окуляр зпризмой-куб однієї сіткою і двома сітками

 

3.ДИНАМЕТРЫ ІДИОПТРИЙНАЯТРУБКА

>Динаметр служить для виміру величини діаметра і видалення вихідного зіниці зорових труб і мікроскопів. Ці виміру важливі, оскільки квадрат діаметра вихідного зіниці характеризуєсветосилу зорової труби, а витримування видалення вихідного зіниці дозволяє правильно розмістити зіницю ока і виключити їх зрізування івиньетирование країв полем зору.

>Рис.5.ДинаметрРамсденаРис.6.ДинаметрЧапского

>ДинаметрРамсдена (див. мал.5) і двох трубок, вхідних один на іншу. У внутрішній трубці перебуває окуляр чи складна лупа зі збільшенням 10-15x. З боку очі, проти окуляра, трубка закінчується очної раковиною. Для фокусування по оку на різке бачення ділень шкали ця трубка рукою пересувається на другий трубці, у якій встановлено шкала з ціною розподілу 0,1 мм. Обидві трубки пересуваються для різкого бачення країв вихідного зіниціиспитуемой труби, до оправі окуляра якої може іприставляетсядинаметр торцем зовнішньої, третьої трубки. За шкалоюдинаметра виробляється відлік числа ділень,укладивающихся подиметру вихідного зіниці. Кількість ділень,укладивающихся по діаметру вихідного зіниці, ділене до 10, буде діаметром вихідного зіниці в міліметрах.

Видалення вихідного зіниці від останньої поверхні лінз окуляраиспитуемой труби виходить як різницюотсчетов по зовнішньої шкалою другий трубки при наведеннідинаметра на різке бачення країв вихідного зіниці та "останньою поверхні окуляра чи краї оправи.

>ДинаметрЧапского (див. мал.6.) застосовується для виміру діаметра і видалення вихідного зіниці труб, які мають вихідний зіницю розташований всередині труби (наприклад, труба Галілея чи фотооб'єктиви). Щоб застосувати тих вимірівдинаметрРамсдена, його ускладнюють лінзою (чи склеєним з цих двох лінз об'єктивом), що встановлюється перед шкалою -динаметра їхньому подвійномуфокусном відстані. Отже, лінза (чи об'єктив) дає зворотне зображення, шкали окуляра попередудинаметра, глухе їхньому подвійне фокусне відстань від лінзи. Зображення шкалидинаметра можна поєднати з вихідним зіницею системи та виміряти діаметр і видалення від останньої поверхні окуляра. Вимірювання діаметрів вихідних зіниць убинокулярних приладів важливо ще й тому, в такий спосіб можна переконатися у рівність збільшень обох трубок. Це важливо задля характеристикибинокулярной системи, бо за різниці збільшень більш 3-5% очі швидше стомлюються. При більшою різниці збільшень окремими трубкахбинокулярной системи (до 10%) можуть наступити складнощі устереоскопическом зір.

Якщо відхилення діаметра вихідного зіниці перебувають у межах допуску, це свідчить хороше ролі складання приладу, абинокулярних систем - про задовільноюкомплектовке об'єктивів і окулярів по фокусним відстаней.

>Диоптрийная трубка (див. мал.7.) застосовується як спостережна труба вконтрольно-юстировочних приладах й у контролю шкали діоптрій телескопічної системи.Трубка складається здвухлинзового склеєного об'єктива з фокусним відстанню 50-100 мм і окуляра (оскільки зору і видалення вхідного зіниці зайві великими, має загальне зростання 2-4x).

>Рис.7.Диоптрийная трубка

Об'єктив переміщається вздовж оптичної осі, і відповідність променів перед об'єктивом змінюється не більше ±5 діоптрії. Прикороткофокусном об'єктиві трубки переміщення на крайні збіжності дуже великий і якість зображення залишається задовільним. Якщо відстань до точки сходження відраховується від об'єктивадиоптрийной трубки, т. е. тут розташовується вихідний зіницю труби, шкала діоптрій якої перевіряється, чи поверхню очкової лінзи, верхова рефракція якої вимірюється, то переміщення об'єктива

Якщо результат матиме знак плюс, то об'єктив слід висувати, і якщо - мінус, то об'єктив необхідно усувати тоді знову виходить різке зображення світиколлиматора чи нескінченно віддаленого об'єкта. Якщо переддиоптрийной трубкою поставлена очкова лінза в а діоптрії чииспитуемая зорова труба, що його окуляр установлено в діоптрій.


4.ТЕХПРОЦЕССЫИЗГОТОВЛЕНИЯСЕТОК ІШКАЛОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ.

 

>Сетки та його призначення.

Багато оптичних системах приладів є деталі щодо різноманітнихотсчетов, вимірів і наведення приладів на об'єкт. Зазвичай лежить на поверхні таких деталей завдають системи кривих або отримання прямих ліній, цифр, індексів чи постатей різної форми. Залежно від виду та взаємного розташування ліній, постатей, індексів та інших.ориентирующих елементів систему називають шкалою чи сіткою. Найчастіше ці сітки і шкали завдають лежить на поверхніплоско-параллельних платівок, але іноді й лежить на поверхніплоско-випуклих чи сферичних лінз. У оптичної системі сітки і шкали розміщують переважно у фокальної площині окулярів.

>Сетки призначаються, переважно, задля наведення приладу на об'єкт.Шкали служать для вимірювання різноманітних лінійних і кутових величин.

У оптичному приладобудуванні звичайно роблять різницю між термінами “шкала” і “сітка” в більшості випадків застосовують останній.

Ступінь точності виготовлення сіток визначають, переважно, допусками на лінійні і кутові розміри, ширини штрихів і інтервалів з-поміж них.

За рівнем точності виготовлення сітки діляться на грубі, середні і високоточні. Якщо допуски на лінійні розміри вище0,1мм, але в кутові – вище 5 хв., то сітки ставляться до розряду грубих.

>Сетки середньої точності характеризуються допусками на лінійні розміри не більше0,01-0,1мм і кутові 1-5 хв.

Придопусках, що у межах 0,001-0,01 мм відповідно 1 сік. – 1 хв., сітки ставляться до високоточним.

Якість сітки, тобто. точність її виготовлення залежить тільки від точності виконання лінійних і кутових розмірів її елементів, а й від якості скла і чистоти поверхні деталі, яку вона наноситься.

Оскільки сітку розглядають у площині зображення оптичної системи, то ми все дефекти поверхні заготівлі (точки, подряпини,виколки) та внутрішні дефекти (бульки, звили та інших.) різко видно до поля зору, що перешкоджає спостереження. Тому скло заготівлі сітки на повинен мати будь-яких внутрішніх дефектів, а чистота полірованої поверхні її має витримуватися не більше – кл. (ГОСТ 11141-65).

Скло, яким завдають високочастотні шкали, наприклад, длякомпараторних і дифракційних шкал читеодолитнихлимбов, має бутиотожжено плюс мінімальний коефіцієнт теплового розширення (порядку 0,0001019).

Відхилення від площині поверхонь заготовок сіток не надає помітного впливу якість зображення, тому допуски на якість поверхні (відхилення від площинності) задаються досить широкі до кілець інтерференція, сто відповідає відхилення в 2-3 мм.

Вибір способу виготовлення сіток.

Залежно від призначення, конфігурація малюнка, товщини штриха і класу точності вибирається спосіб виготовлення сітки. Існують принципово різних способи нанесення сіток – спосіб ділення клітин і спосіб фотографічний (>фотолитографический).

Спосіб розподілу грунтується на застосуванні певного механізмуделительной машини чипентографа. Елементи сітки наносяться різцем.

Є кілька видів ділильних робіт. Основні їх:

1. Нанесення штрихів на поверхню скла безпосередньо різанням з допомогою різця (див. мал.7)

Такий спосіб називається механічним. Застосовується він пройшов за виготовленні сіток шириною від 0,01 до 0,0005 мм. Штрихи наносяться алмазними різцями, ріжучий край якихзатачивается як тригранної пірамідки.

>Рис.7

2. Нанесення сіток прорізуванням захисного шару, який покриває поверхню скла (див. мал.8) ітравлением кислотою оголеного скла до отримання рельєфних штрихів дає змогу отримувати сітки із шириною штрихів не більше 0,010-0,002 мм.

3. Фотографічний спосіб нанесення сіток грунтується на фотохімічних реакціях і включає велика кількість технологічних прийомів: отримання якісного негативу сітки на спеціальномуфотослое й одержання копії негативу на заготівлі сітки тощо. Такий спосіб дає нагоду отримати штрихи з товщиною щонайменше 0,003 мм.

Фотолітографія завдяки застосуваннювисокоразрешающихфоторезистов і що створює малюнок високоточної устаткування дозволяє їм отримати складні малюнки високої точності розмірів.

>Рис.8

 

>Глазирование по захисному прошарку щоб одержати сітоктравлением.

Метод залежить від заподіянні елементів сітки на шарі, покриваючому скло, з допомогою різця.Гравируемий шар видавлюють передній межею різця і видаляють як зливальний стружки, шар покриття в протилежні боки залишається недоторканим.

Щоб самому отримати високу якість елементів сітки, які завдавав гравіюванням по захисному прошарку, і оптимальні умови ведення процесу травлення, необхідно пред'явити особливі вимоги до заготівлям сітки, захисного прошарку, до різцям, докопиру-шаблону.

Пригравировании у такий спосіб велике значення має тут хімічний склад скла, з якого виготовляють заготівля сітки. Зазвичай при цьому служить скло маркиБК10 (>БК110), яке має достатньої хімічної стійкістю та добре піддається травленню.Резанием і фотографічним способом слід наносити сітки на скло маркиК8 (>К108), який відрізняється високої твердістю, хімічної сталістю і добре полірується.

Якість сіток, одержуване розподілом по захисному прошарку з наступнимтравлением, залежить від якості захисного шару. Гарним захисним матеріалом є бджолиний віск, спеціально приготовленийувариванием, з твердістю попенетрометру Річардсона від 8 до 17 одиниць і температурою плавлення 68-72°.Воск на поверхню підкладки завдають пензлем, попередньо його розплавляють. На деталі має вийти тонкий шар воску. Товщина шару воску залежить від ширини штриха сітки і розподілу. Наприклад, при ширині штрихів 2-5 мм товщина шару воску мусить бути порядку 3 мм.

Для гравірування штрихів до 2 мм застосовують діамантові різці, а ширших штрихів – сталеві, з вуглецевої сталі марок У10А і У12А, легованоїхромистой сталиХГ,хромокремнистой сталиХБ5 іОХС.Резцизатачивают або у формі піраміди (див. мал.9 в, б), або у формі конуса (див. мал.9 в) наточильних каменях, потім їх одягнули гартують і відпускають, доводять остаточно межі і притуплюють до заданого розміру з допомогою пасти на скляній плиті.Притупляют різці у тому, щоб уникнути подряпин поверхні деталі щоб одержати певної ширини штрихів елементів сітки.

>Рис.9

>Копировальная машина (пантограф), застосовуваний для нанесення сіток

Страница 1 из 2 | Следующая страница

Схожі реферати:

Навігація