1139

Типовые контрольно-юстировочные приборы

Доклад

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Зрительные трубки. Диоптрийная трубка. Коллиматоры для проверки разрешающей силы и качества изображения. Широкоугольный коллиматор.

Русский

2013-01-06

75 KB

77 чел.

Типовые контрольно-юстировочные приборы

     Контрольно-юстировочные приборы применяются для контроля и юстировки оптических систем. Во многих случаях одни и те же приборы служат для решения обеих задач. Например, при помощи диоптрийной трубки юстируют, а также контролируют нуль диоптрий прибора и параллакс прибора со стороны окуляра.

    Не смотря  на  большое разнообразие оптико-механических  приборов по видам и конструкции, существуют некоторые общие методы юстировки и контроля. Соответственно приборы общего назначения служат для юстировки и контроля свойств, являющихся общими для всех приборов данного вида. Специальные приборы служат для юстировки и контроля свойств, присущих одному какому-либо прибору, и закрепляются за ним. Кроме того, специальные контрольно-юстировочные приборы широко применяются в серийном производстве и обычно комплектуются из приборов общего назначения. Для удобства пользования и повышения производительности техпроцесса, как контрольно-юстировочные, так и испытываемые изделия устанавливают на специальных подставках, стойках и т. п.

    Контрольно-юстировочные приборы большей частью являются оптическими приборами — это зрительные трубы, коллиматоры, микроскопы и т. п.

   Точность юстировки зависит от чувствительности контрольно-юстировочных приборов. В свою очередь чувствительность зависит от свойств самих приборов, а в визуальных приборах – от свойств глаза.

    Многие определения в процессе юстировки основаны на установке и наблюдении резкого изображения объекта. Нерезкость изображения зависит от остаточных погрешностей (аберраций), допущенных при расчете и сборке контрольных приборов. У контрольно-юстировочных приборов аберрации должны быть ничтожно малыми.

    В области видимых лучей чувствительность глаза очень высокая. При юстировке используется чувствительность глаза к продольной и поперечной наводке. Установка глаза на определенное расстояние при продольной наводке подобна фокусировке приборов и происходит благодаря аккомодационной способности глаза. Глубина резко видимого пространства, выраженная в диоптриях, называется остротой аккомодации. При диаметре зрачка глаза 2 мм численное значение остроты аккомодации равно примерно 0,2 диоптрии.

    При нормальной освещенности в процессе юстировки и контроля приборов диаметр зрачка глаза равен 2-3 мм и его разрешающая способность составляет 60". При большем диаметре зрачка разрешающая способность падает, так как увеличиваются аберрации глаза и изображение ухудшается.

      Точность поперечных установок при наблюдении невооруженным глазом зависит от вида шкал и объектов наблюдения. Так, при наведении нити на край солнечного или лунного диска точность установки равна 30—60". При совмещении концов штрихов шкалы в одну линию (отсчет шкалы по нониусу) чувствительность глаза составляет 10", т.е. в 6 раз выше.

     Линейная точность при расстоянии наилучшего зрения в 250 мм равна 250*10*0,000005=0,012 мм. Острота поперечных установок называется нониальной остротой. Она всегда выше разрешающей способности глаза.

     Если видимое расстояние между штрихами шкалы ≥1 мм, то можно оценить положение индекса, лежащего между штрихами с точностью до 0,1  деления шкалы.

      Глаз обладает свойством хорошо различать весьма малые одиночные объекты, например тонкие черные нити на светлом фоне, светлые штрихи на темном фоне. Это свойство глаза используется при проверке чистоты оптических деталей. Через окуляр прибора на сетке видны точки и царапины, размеры которых составляют несколько мкм.

      Вследствие адаптации глаз плохо чувствует абсолютное изменение осве-щенности, но он чрезвычайно чувствителен к разности освещенности двух ря-дом стоящих полей. Чувствительность глаза в этом случае составляет 3%. На этом свойстве глаза основаны способ проверки качества изображения по мире и фотометрический способ наводки на резкость.

Зрительные трубки

     Для повышения общего увеличения системы применяют дополнительную зрительную трубку (рис.1), представляющую собой телескопическую систему, состоящую из объектива 1, сетки 2 и окуляра 3. Трубки изготовляют с разными увеличениями от З-х  до 6-х.

Рис.1. Дополнительная эрительная трубка

    Фокусное расстояние объектива трубки, показанной на рис. 1, равно 88 мм - увеличение 4х. Сетка 2 расположена в задней фокальной плоскости объектива 1 и обычно имеет перекрестие или штрихи и шкалы в зависимости от назна-чения трубки. Качество изображения трубок должно быть достаточно высо-ким. Окуляр трубки имеет диоптрийную наводку для установки на резкость изображения сетки 2 по глазу наблюдателя. Дополнительная трубка удерживается в руках за окуляром проверяемого прибора. При необходимости трубку устанавливают на специальной стойке, которая дает необходимые перемещения трубки.

     Диоптрийная трубка (рис.2) применяется для определения сходимости входящих в нее пучков, диоптрийности систем, правильности установки нулевого деления диоптрийной шкалы окуляра, проверки цены делений шкалы и определения параллакса в диоптриях со стороны окуляра прибора. Фокусировка трубки осуществляется перемещением объектива относительно неподвижного окуляра с сеткой. Перемещением объектива добиваются резкого изображения исследуемого объекта на неподвижной сетке.

1   Индекс-торец трубки 9      2               3

10        9            8                                                  7                6           5               4

Рис.2. Диоптрийная трубка.

Диоптрийная трубка (рис.2) представляет собой телескопическую систему четырехкратного увеличения и состоит из объектива 1, сетки 2 и окуляра 3 (фокусное расстояние объектива 80 мм,, фокусное расстояние окуляра 20 мм, увеличение окуляра 12,5х). Окуляр имеет диоптрийную наводку в пределах ±5 диоптрий для установки на резкость изображения сетки по глазу наблюдателя. Корпус окуляра с сеткой посредством переходного кольца 4 соединен с трубкой 5. Внутри этой трубки перемещается вдоль оси тубус 6 с закрепленным в нем объективом 1. Для измерения перемещения объектива в трубке 5 сделано окно со шкалой в диоптриях, а на трубке 6 нанесен индекс. Цена деления шкалы 0,25 диоптрий, предел измерения ±2D (или ±2,5D) соответственно; наименьшее расстояние до предмета, на который может быть сфокусирована диоптрийная трубка, 500 или 400 мм. При нулевом положении продольной диоптрийной шкалы трубка служит для наблюдения удаленных предметов. Два винта 7 служат поводками и направляющими для перемещения тубуса объектива.

Расчет шкалы диоптрийной трубки производят по формуле

где n — линейные размеры делений шкалы в мм  при ND диоптриях; Δ — расстояние в мм от торца трубки 5 до передней поверхности объектива    трубки, когда объектив установлен на нулевой отсчет по шкале диоптрийной  трубки;       — фокусное расстояние объектива диоптрийной трубки.

       Шкала диоптрийной наводки получается неравномерной: плюсовые диоптрийные деления от нуля убывают, а минусовые возрастают. Диоптрийная трубка должна показывать + диоптрий, когда объектив приближается к окуля- ру, и - диоптрий, когда объектив удаляется от окуляра. Установка дополнительного объектива 1 превращает трубку   в   микроскоп — динаметр, т. е. в прибор, служащий для измерения  размеров зрачков выхода и удаления   зрачка выхода от наружной поверхности окуляра.

     

Рис. 3. Сетка диоптрийной трубки             

(перекрестия – трубка, шкала - динаметр)

 

   Для этого в тубус 6 ввинчивают оправу 8 со вторым объективом 1. Дополнительная линза превращает телескопическую систему в микроскоп, увеличение объектива   микроскопа составляет 1х, а общее увеличение микроскопа   равно увеличению окуляра — 12,5х.

    Для определения размера выходных зрачков сетка трубки имеет шкалу от 0 до 8 мм с ценой делений 0,1 мм (рис.3). Для проверки удаления выходного зрачка на трубке 5 установлена трубка 9 с эбонитовой насадкой 10, служащей для упора в проверяемый окуляр. На трубке 5 с противоположной стороны диоптрийной шкалы нанесена шкала с делениями от 0 до 70 мм через один миллиметр.

Коллиматоры для проверки разрешающей силы и качества изображения

    Для определения предела разрешения и качества изображения приборов применяются коллиматоры, в которых вместо сетки установлена мира –   штриховая испытательная таблица, в которой расстояние между штрихами меняется по определенному закону. Параметры мир см. в прил.1.

    Мира должна быть равномерно освещена.

    Во многих случаях качество изображения объективов и приборов  проверяют по дифракционному изображению светящейся точки. Для этого в коллиматоре вместо сетки устанавливают станиолевую пластинку, в которой прокалывают небольшое отверстие. Светящаяся точка называется искусственной звездой.

    Для получения дифракционного изображения светящейся точки ее диаметр в угловой мере должен быть менее разрешающей силы объектива коллиматора, т. е. должно быть обеспечено неравенство

откуда ,

где   d — диаметр  отверстия в станиолевой пластинке; fk — фокусное расстояние объектива коллиматора; Dk— диаметр свободного отверстия объектива коллиматора.

     Искусственная звезда должна быть ярко освещена; в данном случае ее нельзя освещать рассеянным светом (через матовую пластинку). На отвер-стие в станиолевой пластинке следует проектировать нить накаливания электролампочки, для чего применяют конденсор.

Широкоугольные  коллиматоры применяются для проверки угла поля зрения приборов, отсчетов и мертвых ходов механизмов при небольших углах визирования, эксцентриситета и цены деления сеток.

    На рис.4 показан широкоугольный коллиматор с объективом «Индустар» И-51. Угол поля зрения объектива 2β = 45°, фокусное расстояние объектива равно 210 мм, относительное отверстие 1 :4,5. Коллиматор состоит из объектива 1, сетки 5 и защитного стекла 6. Плоскость сетки уста-навливают в отвесное положение с помощью винтов 7 и уровней 2 и 4, укрепленных на корпусе коллиматора. Сетка коллиматора имеет две шкалы — в градусах с ценой деления 5' и в тысячных дистанции с ценой деления 00—01 (3,6'). Для возможности проверки угла поля зрения прибора в горизонтальном и вертикальном направлениях коллиматор при отвернутом винте 3 поворачивается па 90°, сетка соответственно располагается горизонтально или вертикально.

                                    

Рис.4. Широкоугольный коллиматор


0   1  2  3  4  5  6  7  8


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

25774. Анализ состояния расчетов с дебиторами и кредиторами 33 KB
  Несоблюдение договорной и расчетной дисциплины несвоевременное предъявление претензий по возникающим долгам приводят к значительному росту задолженности как дебиторской так и кредиторской к нестабильности финансового состояния. Анализ дебиторской задолженности и оценка ее реальной стоимости заключается в анализе задолженности по срокам ее возникновения в выявлении безнадежной задолженности и формировании на эту сумму резерва по сомнительным долгам. Анализ состояния дебиторской задолженности начинают с общей оценки динамики ее объема в...
25775. Звук: основные характеристики, свойства, распространение в среде 15.97 KB
  Сила звука зависит от величины амплитуды колебаний. чем шире размах колебаний тем звук сильнее и наоборот чем меньше размах тем меньше сила звука Высота звука зависит от частоты колебаний звучащего тела и измеряется числом полных колебаний в секунду. Тембр звука. Тембром или окраской звука называют то его свойство благодаря которому можно отличить друг от друга одинаковые по интенсивности и по высоте звуки издаваемые разными источниками.
25776. Звукопроводящий отдел слухового анализатора. Понятие о воздушном и костном звукопроведении 14.35 KB
  Звукопроведение может осуществляться 2 путями: воздушный путь; костный путь. В норме основной путь звукопроведения воздушный. Его поступление во внутреннее ухо осуществляется через ушную раковину и наружный слуховой проход барабанную полость и систему слуховых косточек воздушный путь звукопроведения где происходит усиление энергии звуковой волны. Звук также может проходить непосредственно через костные образования височной кости к кортиевому органу костный путь звукопроведения.
25777. Звуковосприятие теории слуха: резонансная, гидродинамическая, микрофонного эффекта улитки, цитохимическая 14.93 KB
  Звуковосприятие теории слуха: резонансная гидродинамическая микрофонного эффекта улитки цитохимическая. На верхнем завитке улитки натянуты длинные струны которые резонируют на низкие звуки. Гидродинамическая теория автор Бекеши её суть: При звуковосприятии на основной мембране улитки происходят сложные гидродинамические процессы. Микрофонный эффект улитки автор Уивер Брэй её суть: Улитка работает по принципу микрофона т.
25778. Методы исследования слуховой функции 12.72 KB
  Методы исследования слуховой функции Основной задачей исследования слуха является определение остроты слуха т. Методы исследования слуха: 1. субъективные предполагают активное участие ребенка: исследование слуха камертонами. Результат исследования слуха аудиометром представляется обычно в виде аудиограммы На специальную аудиометрическую сетку на которой по горизонтали откладываются звуковые частоты Гц по вертикали уровни громкости соответствующих звуков в децибелах наносятся в виде точек показания аудиометра для каждого уха...
25779. Слуховое утомление и слуховая адаптация 14.58 KB
  Минимальная сила звука называется порогом слухового ощущения. Сила звука при которой нарастание громкости звука прекращается и появляется ощущение давления или даже боли в ухе называется болевым порогом.
25780. Причины стойких нарушений слуха: врождённые и приобретенные 14.96 KB
  Причины стойких нарушений слуха: врождённые и приобретенные. Во всех случаях к значительному и стойкому понижению слуха ведет лишь полное заращение наружного слухового прохода. При атрезии наружного слухового прохода понижение слуха носит характер поражения звукопроводящего аппарата т. страдает главным образом восприятие низких звуков; восприятие высоких тонов сохраняется костная проводимость остается нормальной или даже несколько улучшается Приобретенные нарушения слуха возникают от разнообразных причин.
25781. Причины звукопроводящей (кондуктивной) тугоухости 16.07 KB
  Причины звукопроводящей кондуктивной тугоухости. При кондуктивной тугоухости проведение звуковой волны блокируется ещё до того как она достигнет сенсорноэпителиальных волосковых клеток кортиева органа связанных с окончаниями слухового нерва. У одного и того же пациента возможно сочетание кондуктивной басовой и нейросенсорной дискантовой тугоухости тугоухость смешанного характера. Причины кондуктивной тугоухости Наружное ухо Серная пробка Наружный отит воспаление ушной раковины и наружного слухового прохода Атрезия ...
25782. Причины звуковоспринимающей (нейросенсорной) тугоухости 13.92 KB
  Нейросенсорная тугоухость это потеря слуха вызванная поражением структур внутреннего уха преддверноулиткового нерва VIII или центральных отделов слухового анализатора в стволе и слуховой коре головного мозга. Нейросенсорная тугоухость обусловлена дефектами сенсорноэпителиальных волосковых клеток спирального кортиева органа улитки внутреннего уха. Нейросенсорная потеря слуха может возникать как результат аномалии VIII черепного слухового нерва.