Способ определения погрешности изготовления прямого угла зеркально-призменных элементов

Способ определения погрешности изготовления прямого угла зеркально-призменных элементов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения погрешности изготовления прямого угла зеркально-призменных элементов . Цельповышение точности определения погрешности изготовления прямого угла и расширение номенклатуры контрольных элементов. Способ заключается в том, что последовательно отражают коллимированный пучок лучей от граней элемента, образующих прямой угол, пропускают пучок, прошедший элемент, через вспомогательный ретроотражатель и с помощью его пучок снова возвращают в элемент. В той же последовательности, что и в первый раз пучок отражают от граней прямого угла и после выхода из элемента переотражают плоским отражателем, дважды пропускают через элемент в обратном направлении с помощью того же ретроотражателя и фиксируют угловое отклонение пучка на выходе элемента. Затем элемент вместе с вспомогательным ретроотражателем, как одно целое , перемещают в плоскости, перпендикулярной коси коллимированного пучка лучей, операции повторяют и погрешность изготовления прямого угла определяют по разности обоих зафиксированных угловых отклонений пучка. 5 ил. сл с

С01ОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

<я)с G 01 В 11/26

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР " 3 гъ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ "",,", I .

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4763026/28 (22) 28.11.89 (46) 07.11.92. Бюл. ¹ 41 (71) Госудяпственный институт прикладной оптики (72) Ю.B. Елисеев, В.Ф. Иванин и В,М. Шалимов (56) 1. Авторское свидетельство СССР

¹ 693110, кл. 6 01 В 11/26, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР № 1633277, кл. G 01 В 11/26, 09.01.89 (прототип). (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОГРЕШНОСТИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРЯМОГО УГЛА

ЗЕРКАЛЬНО-ПРИЗMÅННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения погреш ности изготовления прямого угла зеркально-призменных элементов. Цель — повышение точности определения погрешности изготовления прямого

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения погрешности изготовления прямого угла зеркально-призменных элементов.

Известен способ определения погрешности изготовления прямого угла зеркальMо-призменных элементов,3эключающийся в том, что направляют на грани, образующие прямой угол, коллимированный пучок лучей и формируют с помощью плоского огража еля ан1околлимационные изображения марки, последовательно направляя пучок лучей автоколлиматора путем его пе„„5U„„1774162 А1 угла и расширение номенклатуры контрольных элементов. Способ заключается в том, что последовательно отражают коллимированный пучок лучей от граней элемента, образующих прямой угол, пропускают пучок, прошедший элемент, через вспомогательный ретроотражатель и с помощью его пучок снова возвращают в элемент. В той же последовательности, что и в первый раз пучок отражают от граней прямого угла и после выхода из элемента переотражают плоским отражателем, дважды пропускают через элемент в обратном направлении с помощью того же ретроотражателя и фиксируют угловое.отклонение пучка на выходе элемента. Затем элемент вместе с вспомогательным ретроотражателем, как одно целое, перемещают в плоскости, перпендикулярной к оси коллимированного пучка лучей, операции повторяют и погрешность изготовления прямого угла определяют по разности обоих зафиксированных угловых отклонений пучка. 5 ил. рекрытия сначала на одну грань прямого угла, затем другую, по положению изображений марки в поле зрения автоколлиматора определяют погрешность изготовления прямого угла (1).

Недостатком способа является сравнительно невысокая точность определения углов отклонения пучков лучей и, следовательно, погрешности изготовления прямого угла.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ определения погрешности изготовления прямого угла зеркально-призменных зле1774162 ментов, заключающийся в том, 4TQ направляют на грани, образующие прямой угол, коллимированный пучок лучей и формируют с помощью плоского отражателя автоколлимационные изображения марки, последовательно устанавливая на .оптической оси автоколлиматора сначала одну грань прямого угла, затем другую, по положению изображений марки в поле зрения автоколлиматора определяют погрешность изготовления прямого угла (2).

Существенным недостатком способа является низкая точность определения погрешности изготовления прямого угла зеркально-призменных элементов и ограниченная номенклатура проверяемых элементов, Низкая точность определения погрешности изготовления прямого угла объясняется сравнительно невысокой чувствительностью способа. ибо определяемая погрешность прямого угла обратно пропорциональна лишь величине, равной 8ncosi, где п — показатель преломления материала призменнаго элемента (для зеркального элемента и =1);1 — угол падения осевого луча относительно перпендикуляра к ребру проверяемого прямого угла.

С помощью известного способа можно контролировать зеркально-призменные элементы типа БР-180О, БкР-180О, призму

Даве и триппель-призму. Элементы типа

АкР-90О, БкП-90, Бк-90 и другие с помощью известного способа проверить было нельзя.

Целью изобретения является повышение точности определения погрешности и аасширение номенклатуры контролируемых элементов.

Указанная цель достигается тем, что в способе определения погрешности изготовления прямого угла зеркально-призменных элементов, заключающемся в том, что направляют на грани, образующие прямой угол, коллимирîBàííûé пучок лучей и формируют с помощью плоского отражателя автоколлимационные изображения марки, последовательно устанавливая на аптической оси автоколлиматора сначала одну грань прямого угла, затем другую, по положению изображений марки в поле зрения автоколлиматора определяют погрешность изготовления прямого угла, перед фармированием автоколлимационных изображений

50 марки между контролируемым элементом и. плоским отражателем в прямом ходе лучей 55 устанавливают ретроотражатель и при установке граней прямого угла одновременно с контролируемым элементом перемещают и ретроотражатель в плоскости, перпендикулярной к оптической оси, а определение погрешности производят по разности отсчетов положений изображений марки.

На фиг,1 приведена принципиальная схема устройства, реализующего способ определения погрешности изготовления прямого угла триппель-призмы, с ретроотражетелем, выполненным в виде прямоугольного двугранника типа БР-180; на фиг, 2 и 3- схема устройства в аксонометрии и ход осево?о луча при двух положения блока — триппель-призма и прямоугольный двугранник; на фиг.4 и 5 — взаимное расположение контролируемой призмы типа БкП90 и ретраотражателя в виде прямоугольного двугранника БР-180 и контролируемой призмы АкР-90 и того же двугранника соответственно.

Устройство, реализующее способ, содержит (фиг,1) автоколлиматор 1, плоский отражатель 2 с отверстием, расположенным напротив объектива автоколлиматора 1, и ретроотражатель, выполненный в виде прямоугольного двугранника 3 типа БР-180О.

Отражатель 2 расположен между автокаллиматором 1 и контролируемой триппельпризмой 4, преломляющая грань которой обращена к объективу автоколлиматора 1 и отражателю 2. Плоскость отражателя 2 ориентирована под углом 90 P + к оси выходящего из автаколлиматора 1 коллимированного пучка лучей в плоскости, перпендикулярной плоскости симметрии измеряемого прямого угла призмы 4 и проходящей через ось коллимированнога пучка лучей. Величина угла Р должна удовлетворять следующему условию

P p/2 -4 A дм„с COS I где ) — угол поля зрения автоколлиматора

1;

n — показатель преломления материала призмы (для зеркального элемента и = 1); д макс — предельное значение погрешности изготовления прямого угла контролируемой призмы;

i — угол падения осевого луча относительно перпендикуляра к ребру измеряемого прямого угла.

Ретроотражатель может быть выполнен не только в виде прямоугольного двугранника типа БР-180О, но и в виде объектива с размещенным в его фокальной плоскости плоским зеркалом или в виде триппельпризмы.

Погрешность изготовления прямого угла определяют следующим образом.

Контролируемую призму 4 устанавливают на предметном столе(на фиг. не показан) 1774162 одной из граней, образующих прямой угол, на,оптической оси автоколлиматора 1, из которого на эту грань, например правую, направляют коллимированный пучок лучей (фиг,2). Перед формированием автоколлимационных иэображений марки между контролируемым элементом и плоским отражателем 2 в прямом ходе лучей устанавливают ретроотражатель 3 на том же предметном столе. Плоскость симметрии ретроотражателя 3 совмещают с плоскостью симметрии измеряемого прямого угла призмы 4, Коллимированный пучок лучей из автоколлиматора 1 после последовательного отражения от граней прямого угла и третьей отражающей грани призмы 4 направляют в прямоугольный двугранник 3 типа БР-180 и с помощью его снова возвращают в призму 4 на ту же правую грань после отражения от третьей грани. В той же последовательности, что и в первый раз, пучок лучей отражается от граней прямого угла и, пройдя через призму 4 второй раз, попадает на отражатель 2, после отражения от которого пучок лучей по тому же пути возвращается в автоколлиматор 1. Таким образом, с помощью плоского отражателя 2 формируют первое автоколлимационное изображение марки, угловое положение а которого фиксируют в поле зрения автоколлиматора 1.

Затем предметный стол вместе с призмой 4 и двугранником 3 без изменения их взаимного расположения, как одно целое, перемещают в плоскости, перпендикулярной к оптической оси автоколлиматора 1, устанавливая на этой оси вторую грань измеряемого прямого угла. Пучок лучей из автоколлиматора 1, пройдя преломляющую грань, целиком падает на эту вторую (левую) грань прямого угла (фиг.3). После последовательного отражения от граней прямого угла и третьей грани призмы 4, граней прямоугольного двугран ника 3 и повторного отражения в той же последовательности от граней прямого угла после отражения от третьей грани на обратном пути пучок лучей попадает на отражатель 2, с помощью которого в обратном ходе лучей в автоколлиматоре 1 формируют второе автоколлимационное изобра>кение марки.

Фиксируют его угловое поло>кение г: > в поле зрения автоколлиматора 1, снимая отсчет по сетке.

Для первого поло>кения призмы 4 и двугранника 3 справедливо соотношение

2P — 8 и д cos i = а „ где д погрешность изготовления прямо го угла призмы 4:

n - показатель преломления материала призмы (для зеркального элемента n =- 1), 5 - угол падения осевого луча относительно перпендикуляра к ребру измеряемо го прямого угла:

/> — отклонение плоскости отражателя

2 от угла 90", который она образует с осью

10 выходящего из автоколлиматора 1 коллимированного пучка лучей B плоскости, перпендикулярной плоскости симметрии измеряемого прямого угла призмы 4 и проходящей через ось коллимированного пучка

15 лучей, Для второго положения призмы 4 и двугранника 3 справедливо соотношение

2/3 — 8пдсоз i =а

Из двух соотношений- определяют погрешность д изготовления прямого угла призмы 4 по разности отсчетов угловых положений изображения марки

25 д = (аг — Q> )/16 n cosi.

С помощью предлагаемого способа можно определить погрешность изготовления прямого угла пентагональной призмы

4, образованного крышей, выполненной на одной из ее отражающих граней, т.е. приэменного элемента типа БкП-90О, и прямого угла прямоугольной призмы 4", образованного крышей, выполненной на ее отражающей гипотенузной грани, т,е. призменного элемента типа АкР-90О. Схемы расположения пентагональной призмы 4 с крышей (БкП-90) и прямоугольной призмы 4" с кры40 шей (АкР-90 ) и прямоугольного двугранника 3 (БР-180 ) показаны на фиг.4 и 5 соответственно.

Благодаря установке между контролируемым элементом и плоским отражателем

45 в прямом ходе лучей ретроотражателя и перемещению его указанным способом с контролируемым элементом возрастает величина угловых отклонений автоколлимационных изображений марки в поле зрения

50 автоколлиматора в каждом из двух положений контролируемого элемента и ретроотражателя. Соответственно возрастают чувствительность и точность определения погрешности изготовления прямого угла

55 зеркально-призменных элементов. Кроме того, благодаря тому, что совокупность контролируемого элемента и ретроотражателя является световозвращающим компонентом, стало возможным контролировать зерП741б2 фиг,2 кально-призменные элементы с различным по номиналу угловым отклонением пропускаемого через них пучка лучей.

Формула изобретения

Способ определения погрешности изготовления прямого угла зеркально-призменных элементов, заключающийся в том, что направляют на грани, образующие прямой угол, коллимированный пучок лучей и формируют с помощью плоского отражателя автоколлимационные изображения марки, последовательно устанавливая на оптической оси автоколлиматора сначала одну грань прямого угла, затем — другую, по положению изображений марки в поле зрения автоколлиматора определяют погрешность изготовления прямого угла, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности определения погрешности и расширения

5 номенклатуры контролируемых элементов, перед формированием автоколлимационных изображений марки между контролируемым элементом и плоским отражателем в прямом ходе лучей устанавливают ретроот10 ражатель и при установке граней прямого угла одновременно перемещают контролируемый элемент и ретроотражатель в плоскости, перпендикулярной к оптической оси, а определение погрешности произво15 дят по разности отсчетов положений изображений марки.

1774162

4 фигА

Саста вител ь Ю. Елисеев

Редактор .С, Кулакова Техред M.Моргентал Корректор С.Пекарь

Заказ 3919 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101