Оптический компенсатор измерительного прибора

Оптический компенсатор измерительного прибора

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

rrrr 49I9I3

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союэ Советских

Социалистических

Реслублик (61) Дополнительное к авт. свпд-ву (22) Заявлено 10.07.74 (21) 2043932/18-10 с присоединением заявки Х2 (23) Приоритет

Опубликовано 15,11.75. Бюллетень № 42

Дата опубликования описания 10.06.76 (51) М. Кл. С 02В 27/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий. (53) УДК 538.74(088.8) (72) Автор изобретения

С. T. Цуккерман (71) Заявитель

Ленинградский институт точной механики и оптики (54) ОПТИЧЕСКИЙ КОМПЕНСАТОР ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО

ПРИБОРА

Изобретение относится к оптикомеханической промышленности и может быть использовано в различных оптических приборах, например в оптических трубах, коллиматорах, автоколлиматорах, измерительных микроскопах и др.

Известны оптические компенсаторы измерительных приборов, содержащие две сферические положительную и отрицательную линзы с одинаковой оптической силой, причем одна из них установлена с возможностью линейного перемещения поперек оптической оси.

Известные устройства не обеспечивают компенсацию разворота с достаточной точностью.

Устройства в виде угломерной шкалы в поле зрения с непосредственным отсчетом по ней дают точность не выше 0,5 —: 1 угловых минуты. Механические устройства для увеличения угла разворота отсчетной шкалы, например в виде червячного или рычажного механизмов вносят кинематические ошибки того же значения.

Для повышения точности измерения углов разворота в предлагаемом устройстве линзы выполнены цилиндрическими с образующими, параллельными среднему положению измеряемого штриха, причем одна из них установлена с возможностью разворота вокруг оптической оси прибора и снабжена индексом отсчета разворота.

На фиг. 1 изображена оптическая схема измерительного прибора с встроенном в него описываемым компенсатором; на фиг. 2— схема компенсатора в увеличенном масштабе.

Измерительный прибор содержит объектив 1, компенсатор, состоящий из линз 2 и 3, сетку 4, отсчетный индекс 5, линзы окуляра 6.

Компенсатор работает следующим образом.

Для измерения угла разворота сформированного в поле зрения прибора вертикального штриха А, связанного с наблюдаемым объектом или автоколлимационного, нужно совместить его с нанесенным на сетке прибора 4 двойными штрихами В. Это выполняется путем поворота одной из цилиндрических линз, например, составляющих компенсатор, имеющих одинаковую оптическую силу и 1rapaë20 лельное штриху А направление, вокруг оси 00 прибора в положение 01 01 (см. фиг. 2). При этом луч, формирующий изображение точки С штриха, идущий на высоте r, отклоняется на угол б и смещается на сетке 6 а. Как известно из теории оптических приборов, при поперечном перемещении сферической линзы с большим радиусом R на малую сравнительно с R величину а образуется преломляющий а клип Л ==-, отклоняющий проходя30 R

491913

> .==- (n. — 1) — а.

40 щий луч на угол 3 = (n — 1) . Это

R положение применимо и к действию цилиндрической линзы в перпендикулярной к оси линзы (сагиттальной) плоскости (см. фиг. 2) .

Поскольку поперечное смещение а определяется расстоянием r интересующей нас точки от оси прибора и углом поворота линзы, то можно написать а = r Sin а. При этом из-за смещения оси 0 0 цилиндрической линзы 3 в точке С образуется преломляющий клин г

Л: — $пи cosя, R где cos а учитывает проекцию клина Л на перпендикуляр к направлению штриха А. Поскольку линзы компенсатора имеют цилиндрическую форму, то плоскость клина Л всегда направлена к оси линзы, а угол клина пропорционален расстоянию от оси.

Поэтому направление и величина клина могут быть представлены в виде вектора, перпендикулярного оси линзы, подобно изображенному на фиг. 2 клину Л. Линейное смещение 6 а изображение точки С на сетке 4 будет равно: па = (и — 1) — $1п сîsя 1, R где t — расстояние от компенсатора до сетки.

Угол поворота у изображения штриха А очевидно равен оа 1 =

1 или y =(n — 1) — $1па созх

Я и не зависит от r, что показывает отсутствие искажений прямолинейности изображения штриха.

При малых углах а можно зависимость от а считать линейной: д

Например, при а <10 ?????????????????????? ???? ???????????????????? ???????????????????? ?????????? 2 >

Имея ввиду, что отсчет углов а по угломерной шкале сетки и индексу может быть произведен до 1 —: 2 угловых минут, задавшись рабочим углом разворота линзы, равным:10 при диапазоне измерения = + 10, можно получить точность измерения 1 —: 2 угловых секунд.

Таким образом, углы разворота измеряют так называемым нулевым методом путем совмещения сформированной в поле зрения прибора линии или штриха с нанесенными на сетке двойными штрихами. Необходимый для этого точный доворот штриха выполняется компенсатором, одна из линз которого при этом поворачивается на угол в 50 —: 100 раз больший, чем измеряемый, что позволяет получить удобный и точный отсчет измеряемого угла, отвечающий точности совмещения штриха с двойными штрихами.

Формул а изо бр етения

Оптический компенсатор измерительного прибора, содержащий две одинаковой оптической силы положительную и отрицательную линзы, измерительную шкалу, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности измерения углов разворота, шкала выполнена круговой, а линзы выполнены цилиндрическими с образующими, параллельными среднему положению измеряемого ш гриха, причем одна из них установлена с возможностью разворота вокруг оптической оси прибора и снабжена индексом отсчета углов разворота.

491913

Фиг 7 г/ иг. 2

Редактор С. Хейфиц

Ь;орректор E. Хмелева

Заказ 1026/13 Изд. ¹ 1030 Тирани 593 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета МинEстров СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2 я

О! 01 !

Составитель В. Ванторин

Тек ред Е. Митрофанова

О,