42260
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ ВЗАИМНОГО РАСПОЛОЖЕНИЯ РАБОЧИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ПРИЗМ
Лабораторная работа
Математика и математический анализ
Определив погрешности для нескольких положений призмы и решив систему уравнений связывающих погрешности с клиновидностью развертки находят абсолютное значение углов и величину пирамидальности призмы. Измерив расстояние между ними по горизонтали Г и вертикали В рассчитывают 45 и пирамидальность призмы: Рис. Погрешность взаимного расположения поверхностей образующих угол 90 90 контролируют по схеме работы призмы как БР 180 рис. Точку пересечения ребер призмы находят по трем подвижным бликам.
Русский
2013-10-28
344.5 KB
38 чел.
- 34 -
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ ВЗАИМНОГО РАСПОЛОЖЕНИЯ РАБОЧИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ПРИЗМ
Цель работы - изучение автоколлимационного метода измерения углов призм и его практическое освоение.
Автоколлимационный метод измерения углов состоит в следующем. Формируется световой пучок с малой расходимостью (теоретически парал-лельный). Этот пучок направляется на контролируемый объект, например, зеркало, пластину или призму. После отражения от объекта пучок изменяет
угловую ориентацию. Угловая ориентация отраженного пучка регистриру-ется по координатам изображения, полученного от этого пучка. Рассмотрим упрощенную схему автоколлиматора для измерения углов (рис.13). Между объективом и его фокальной плоскостью установлена светоделительная по-верхность СД. Тест-объект с центральной точкой А установлен в фокальной плоскости объектива и подсвечивается источником излучения. Лучи от точки А направляются светоделительной поверхностью в сторону объекти-ва и выходят из него параллельным пучком. На некотором удалении от объектива располагается плоское зеркало, угловое положение которого измеряется. Если нормаль к поверхности зеркала совпадает с оптической осью, то отраженные им лучи, пройдя через объектив, образуют изобра-жение А точки А на оптической оси объектива, т.е. в точке F. При появлении углового разворота объекта зеркало, будучи повернутым на тот же угол, отразит падающие от него лучи под углом 2. Таким образом, 2. Изображение точки А в этом случае сместится с оптической оси на величину y.
Измерив у, найдем или для малых углов .
Теперь плоское зеркало с наружной отражающей поверхностью заменим клиновидной пластиной.
Рис.14. Автоколлимационное изображение марки, образованное
отражением пучка от наружной и внутренней поверхностей клина
Если пластинку с углом клина поместить перед объективом автоколлиматора, то в поле зрения окуляра будут видны два автоколли-мационных изображения (1) и (2) марки, образованные отражением пучка от наружной и внутренней поверхностей (рис.14).
В зависимости от величины угла клина и показателя преломления n материала детали, блики разойдутся вдоль главного сечения клина на величину n.
Величину угла находят измерением по сетке автоколлиматора расстояния между бликами
(15)
где H - число квадратов сетки между бликами, а - цена деления сетки. Показатель преломления n материала берется с точностью до второго десятичного знака.
Контроль взаимного расположения рабочих поверхностей призм, разворачивающихся в плоскопараллельную пластинку, не отличается от рассмотренного. При наличии погрешностей в величине углов авто-коллимационные блики будут расположены в различных участках сетки. Их расхождение пропорционально величине ошибки изготовления как в глав-ном сечении, так и в направлении, ему перпендикулярном.
Определив погрешности для нескольких положений призмы и решив систему уравнений, связывающих погрешности с клиновидностью раз-вертки, находят абсолютное значение углов и величину пирамидальности призмы. Если призма работает как АР-900 , (рис.15.а), то существенна раз-
определение пирамидальности
ность в величине углов В и С, обозначаемая 45, т.е. В - С = 45. При наличии ошибок 45 и пирамидальности в поле зрения окуляра видны два блика (рис.15.б). Измерив расстояние между ними по горизонтали (Г) и вертикали (В) рассчитывают 45 и пирамидальность призмы:
Рис.16. Измерение погрешности изготовления угла 90 и определение пирамидальности
45 = ; = (16)
Знак 45 определяют уменьшением рефлекса от задней поверхно-сти, увлажняя дыханием гипотенузную грань. Исчезновение левого блика показывает, что 45> 0, а правого 45< 0.
Погрешность взаимного расположения поверхностей, образующих угол 90 (90) контролируют по схеме работы призмы как БР - 180 (рис.16.а). Входной является гипотенузная грань.
Условие плоскопараллельности развертки:
С - А + В = 0 т.к. А + В + С = 180, то -2А + 180 = 0.
Если угол А имеет погрешность, то -2А + 180 = 290, А=90 - 90. Знак погрешности определяется положением вершины развертки отно-сительно вершины угла 90.
При контроле угла 90 в поле зрения окуляра в зависимости от яр-кости источника будут видны два и более бликов. Чаще пользуются двумя бликами (рис.16.б), которые остаются неподвижными в поле зрения при небольших поворотах предметного столика с призмой вокруг вертикальной оси. Погрешность угла 90 определяют:
90= , и пирамидальность = .
Точку пересечения ребер призмы находят по трем подвижным бли-кам. Определяют расположение среднего блика (1) относительно крайних (2 и 3) (рис.16.в). Верхнее положение среднего блика показывает, что точка схождения ребер находится над призмой, а нижнее - под ней.
Наиболее наглядно знак погрешности угла 90 может быть опре-делен при использовании поляризованного света. В измерительную схему вводят поляроиды Р1 и Р2 со скрещенными плоскостями поляризации.
Рис.17. Схема определения знака погрешности угла 90
Когда плоскость поляризации О - О составляет с ребром призмы угол 90, один из лучей будет погашен. Если плоскость О - О параллельна или перпендикулярна ребру призмы прямого угла, одно-временно гасятся оба луча. На рис.17 луч b1 исчезает, т.к. выйдя из призмы, он поляризован в плоскости, перпендикулярной плоскости поляроида Р1. Луч b2 не исчезает, т.к. плоскость поляризации его после отражения внутри измеряемой призмы параллельна плоскости поляризации поляроида Р1.
Исчезновение правого блика означает положительный знак погреш-ности прямого угла, гашение левого - отрицательный.
Для определения знака погрешности прямого угла плоскость поля-ризации поляроида Р2 должна быть почти параллельна ребру прямого угла призмы, а плоскость поляризации поляроида Р1, ему перпендикулярна. Поляроид Р2 закрывает лишь половину гипотенузной грани или объектива.
Построив развертки призмы и измерив погрешности взаимного расположения рабочих поверхностей с учетом знаков, получим систему уравнений.
(17)
Решение системы дает истинную величину углов А, В, С.
На производстве для измерения погрешностей изготовления углов различных типов призм пользуются не прямой, а приведенной ценой деления сетки, которая учитывает показатель преломления стекла, число отражений светового пучка при автоколлимации. В этом случае измеряемая погрешность определяется числом делений сетки.
Таблица 1
№ п/п |
Тип призмы |
Положение призмы |
Погреш-ность |
Угол отклонения в автоколли-мационном ходе |
Приведенная цена деления |
1. |
АР-90 (прямоугольная) |
45 |
3 45 4,3 |
2 120 |
|
2. |
БР-180 (прямоугольная) |
90 |
6,190 6,1 |
1 1 |
|
3. |
АР-0 (Дове) |
90 |
6,190 6,1 |
1 1 |
В зависимости от типа проверяемой детали приведенная цена деле-ния изменяется согласно таблице 1. В таблице 1 указаны значения приве-денной цены деления для призм из стекла К8 (nД = 1,5163).
Конструкция автоколлиматора
Свет (рис.18) от источника 1 через призму 2, конденсор 5, наклеен-ный на пластинку 3 с маркой, направляется на светоделительное зеркало 4 , и, отразившись от него, проходит через призму 9, и объектив 7, параллель-ным пучком падает на контролируемую деталь. Автоколлимационное изображение марки рассматривают на сетке 6 через окуляр 8. Перемеще-нием объектива сопрягают автоколлимационное изображение марки с сеткой окуляра. Предметный столик 11 может быть повернут вокруг верти-кальной оси и наклонен винтами 12. Сетка окуляра 6 разворачивается вокруг оси прибора с помощью окулярного кольца с накаткой.
Содержание работы
В процессе выполнения работы необходимо проконтролировать взаимное расположение рабочих поверхностей 3-х прямоугольных призм, работающих как АР-90 или БР-180.
Методические указания и порядок выполнения работы
Таблица 2
45 |
90 |
|
||||||
№ приз-мы |
В делениях шкалы |
В угловой мере |
С учетом знака |
В делениях шкалы |
В угловой мере |
С учетом знака |
В делениях шкалы |
В угловой мере |
Истинные значения измеренных углов поставить на эскизах призм. В центре призмы стрелкой указать направление сходимости ребер призмы - пирамидальность. Если ребра сходятся над призмой, то на эскизе показы-вают начало стрелки - точка (), а ниже призмы - конец стрелки пере-крестие (+).
Содержание отчета
Отчет должен содержать:
Контрольные вопросы
А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать | |||
72097. | Российско-украинские отношения и гражданская война на Украине (1657-1687) | 16.88 KB | |
По условиям этого договора: 1 Украина вошла в польско-литовское государство на правах ограниченной автономии; 2 прямых выборов гетмана не было: Украина могла лишь выбирать кандидатов из числа которых король назначал гетмана; 3 в сенат Речи Посполитой вошли православные епископы... | |||
72098. | Русская Америка в контексте российско-американских отношений (1809-1867 гг.) | 16.54 KB | |
В 1776 году было образовано независимое государство Соединенные Штаты Америки в 1807 году между Россией и США были установлены дипломатические отношения. Шеффер предложил Александру I завладеть островом на Гавайях и сделать его промежуточным портом для кораблей РАК но император крайне... | |||
72099. | Итоги освободительной борьбы украинского народа (1648-1654 гг.) и «цена» воссоединения Украины с Россией для Московского государства | 18.58 KB | |
Важнейшими пунктами на которые Москва дала согласие были: права и вольности всякого звания людей на Украине подтверждаются всякие выборные суды казачьи и выборные городские должности должны и впредь отправляться свободно. Существовало противоречие между крепостным правом в России и свободой на Украине... | |||
72100. | Сибирь и Дальний Восток в политике царизма и особенности управления данными территориями (конец XVI – начало XX вв.) | 18.61 KB | |
Высший администратор власти Сибири обладал большими полномочиями нежели в других частях империи. К 1917 на территории Сибири и Дальнего Востока использовались формы административного управления: Тобольская и Томская губернии; Иркутское и Приамурское генералгубернаторства Якутская область казачьи и горные округа... | |||
72101. | Характеристика взаимоотношений царской администрации с народами Сибири и Дальнего Востока | 19.23 KB | |
На территории Сибири и Дальнего Востока проживало огромное количество народов с разными уровнями развития и которые вели разный образ жизни оседлый живущие в городах или селениях кочевой кочующие земледельцы и бродячие свободно переходящие из губернии в губернию... | |||