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

60 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

67373. СТИМУЛЫ И ОГРАНИЧЕНИЯ В ПРАВЕ 118.5 KB
  Правовое регулирование не имеет ни вещественной, ни энергетической формы, а осуществляется преимущественно на информационном уровне. Однако информация бывает разная: описательного характера (дескриптивная) и сугубо управленческая, нормативная, предписывающая (прескриптивная).
67374. Створення власних маніпуляторних функцій 532 KB
  Програміст може самостійно створювати власні маніпуляторні функції. Існує два типи маніпуляторних функцій – ті, що приймають (параметризовані) і не приймають аргументи (непараметризовані). Для створення параметризованих маніпуляторів використовуються підходи...
67375. ЛЬГОТЫ И ПООЩРЕНИЯ В ПРАВЕ 162 KB
  Находит новое отражение в законодательстве и учет особых интересов субъектов средством которого выступают правовые льготы. Льготы есть прежде всего социальная мера в этом проявляется их общественная ценность. Кроме того льготы все активнее используются в российской правовой системе...
67376. ИНДИВИД И ЛИЧНОСТЬ 98 KB
  Проблема nостоянства или тождества личности одна из важнейших и наиболее разработанных проблем философии психологии и социологии. Религиозная концепция личности также настаивает на бессмертии и бесконечной ответственности постоянного ядра личности но либо допускает перевоплощение душ...
67377. ЗАКОННОСТЬ И ПРАВОПОРЯДОК 136.5 KB
  Проблема законности одна из центральных в общей теории государства и права. В свете этих изменений существующая в литературе интерпретация законности обладает рядом принципиальных недостатков. Вопервых содержание данной категории не отражает всего многообразия явлений формирующих представления о ней...
67378. СОЦИАЛЬНЫЕ ЦЕННОСТИ И НОРМЫ 94.5 KB
  В сущности природа и сущность ценности это философский вопрос и на него: философами было дано немало ответов. Материалистические философские направления трактовали ценности как предпочтения обусловленные потребностями прежде всего такими которые в современной социологии называются базисные.
67379. СОЦИАЛИЗАЦИЯ 140 KB
  Периодом наиболее интенсивной социализации является детство но и будучи взрослым индивид вынужден адаптироваться к меняющимся социальным ценностям при переходе из одной социальной среды в другую смена статуса смена места жительства например на переезд из города в село и наоборот...
67380. СОЦИАЛЬНОЕ ДЕЙСТВИЕ 77 KB
  Чтобы осуществить концептуальный переход с уровня индивидуального действия на уровень макросоциологии определим что такое действие. Аффективные реакции панику поведение агрессивной толпы нельзя назвать действиями. А как оценить действия человека постоянно находящегося в полном...
67381. МІКРОЕКОНОМІКА. КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ 1.24 MB
  Ринок досконалої конкуренції це структура яка має низьку концентрацію продавців і покупців регулюється виключно автоматичними ринковими механізмами попиту пропонування ціни без втручання будьяких інституцій – державних або недержавних.