42275

КОНТРОЛЬ ФОРМЫ ПОЛИРОВАННЫХ СФЕРИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ТЕНЕВЫМ МЕТОДОМ

Лабораторная работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Форма волнового фронта падающего света должна быть известна заранее или соответствовать идеальной форме поверхности контролируемой детали. При отражении фронта световой волны от поверхности имеющей зональные и местные ошибки он деформируется в соответствии с видом и конфигурацией этих ошибок. Деформация h фронта: где  ошибка поверхности детали;  угол падения света на поверхность детали.

Русский

2013-10-30

351 KB

18 чел.

- 50 -

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №7

КОНТРОЛЬ ФОРМЫ ПОЛИРОВАННЫХ СФЕРИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ТЕНЕВЫМ МЕТОДОМ

Цель работы - изучение теневого метода контроля формы вогнутой сферической поверхности.

Основные положения

Одним из частных случаев применения теневого метода является контроль формы сферических поверхностей крупногабаритных оптических деталей. Метод отличается простотой реализации и высокой чувствитель-ностью (0,015 - 0,005 ).

Форма волнового фронта падающего света должна быть известна заранее или соответствовать идеальной форме поверхности контролируемой детали. При отражении фронта световой волны от поверхности, имеющей зональные и местные ошибки, он деформируется в соответствии с видом и конфигурацией этих ошибок. Деформация h фронта: ,

где - ошибка поверхности детали; - угол падения света на повер-хность детали.

Рис.28. Оптическая схема теневого метода

Схема контроля вогнутых сферических поверхностей приведена на рис.28. Здесь в плоскости центра кривизны О поверхности расположен точечный источник света О. Лучи, отраженные от контролируемой повер-хности, проходят через щель, ширина которой может быть изменена пере-мещением плоского экрана (лезвия) N - ножа Фуко.

Глаз наблюдателя должен находиться на таком расстоянии от плоскости ножа, чтобы все отраженные лучи  попали на сетчатку. Воз-можны три варианта расположения ножа (рис.28):до центра кривизны (положение 1); в плоскости центра кривизны (положение ) за центром кривизны (положение ). Если нож находится в положении 1, то при его движении слева направо перпендикулярно оптической оси сначала пере-кроется луч ОА, затем ОС и последним - ОВ. Поэтому наблюдатель увидит перемещение тени по поверхности детали в направлении переме-щения ножа. Если нож находится в положении , то его движение приведет к экранированию луча ОВ, а потом ОС, затем ОА. Тень будет перемещаться навстречу ножу. В положении  можно ожидать мгновенного потемнения в момент касания кромки ножа точки О. Однако, так как О представляет собой площадку конечных размеров, то при её перекрытии наблюдатель увидит быстрое равномерное потемнение всей поверхности детали.

Для обнаружения ошибок контролируемой поверхности нож помещают в одно из трех положений. Вид ошибки определяется её положением относительно идеальной границы раздела двух сред. Если в некоторой области поверхность детали выступает над идеальной границей раздела, то такую ошибку называют «бугром», а если наоборот, то «ямой».

Пусть сферическая поверхность детали имеет ошибку в виде местного «бугра». Если нож расположен за центром кривизны (рис.30), то при его движении слева направо перпендикулярно оптической оси произой-

Рис.29. Теневые картины детали с местной ошибкой «Бугор»

Рис.30. Схема образования теневой картины

дет срезание луча ОА, т.е. тень будет перемещаться по контролируемой поверхности навстречу ножу. В зоне расположения ошибки формы поверхности луч СС перекроется ножом раньше, чем луч DD, и направле-ние движения тени в этой зоне будет противоположно её движению по всей поверхности детали. Характер изменения теневой картины для данного случая показан на рис.29. Пусть нож находится в том же положении (за центром кривизны), а поверхность сферической детали имеет ошибку в виде местной «ямы» (рис.31). Общая тень на поверхности детали, как и в предыдущем примере, будет перемещаться навстречу ножу. Тень в зоне ошибки, в отличие от рассмотренного ранее случая, будет двигаться в том же направлении, что и тень на всей поверхности, т.к. сначала перекроется луч ОD, а потом уже ОС. Характер изменения теневой картины для данного примера приведен на рис.32.

Рис.31. Схема образования теневой картины

Рис.32. Теневые картины детали с местной ошибкой «Яма»

Описание установки

Установка (рис.33) состоит из источника света 1, линз 2 и 3 и призмы 4, проецирующих изображение источника в плоскость диафрагмы 5, контролируемой детали 8 и ножа 6. Источник света , проецирующая сис-тема, нож и контролируемая деталь, установлены на оптической скамье. Световые лучи, отраженные от сферической детали, проходят через щель. Ширину её изменяют перемещением ножа 6, который приводится в движение винтом 7.

Рис.33. Оптическая схема теневой установки

Содержание работы

При выполнении работы необходимо определить вид и место распо-ложения местной ошибки на поверхности сферической детали.

Методические указания и порядок выполнения работы

  1.  Вращая винт 7, раскрыть щель и наблюдать полностью осве-щенную контролируемую поверхность детали.
  2.  Постепенно перемещая нож слева направо поворотом винта, наблюдать движение тени. По направлению её движения определить, в каком положении находится нож по отношению к центру кривизны повер-хности контролируемой детали (одно из трех).
  3.  Зарисовать теневую картину для 6-8 различных положений ножа, начиная с момента, когда деталь полностью освещена, и кончая случаем, когда отраженные от неё световые лучи почти полностью перекрываются.
  4.  По полученным эскизам определить вид ошибки (местный «бугор» или местная «яма»), её конфигурацию и место расположения.

Содержание отчета

Отчет должен содержать:

  1.  Схему теневого метода контроля формы поверхности с указанием положения ножа.
  2.  Схему установки.
  3.  6-8 теневых картин и выводы по определению вида, конфигурации и места расположения ошибки на поверхности оптической детали.

Контрольные вопросы

  1.  Какова чувствительность теневого метода?
  2.  Как зависит выбор формы волнового фронта от формы контро-лируемой поверхности?
  3.  Можно ли на данной теневой установке контролировать плоские поверхности?
  4.  Какой вид имеют теневые картины для одной и той же ошибки формы поверхности в случае расположения ножа до центра кривизны контролируемой детали, в центре кривизны и за ним?
  5.  Позволяет ли теневой метод количественно оценить ошибку формы поверхности оптических деталей?

Литература

  1.  Максутов Д.Д. Изготовление и исследование астрономической оптики. М.-Л.: Гостехиздат, 1948г.
  2.  Кривовяз Л.М., Пуряев Д.Т.,Знаменская М.А. Практика опти-ческой измерительной лаборатории. -М.: Машиностроение, 1974г..


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

82607. Урок добра 37 KB
  Какой на ощупь предмет Мягкий нежный тёплый приятный Раскройте глаза и скажите что вы держите в руках А можно ли такими словами описать человеческое сердце Почему На какие дела способен человек с таким сердцем Можем ли мы сказать что в сердце живёт добро доброта...
82608. У царстві тварин 159.5 KB
  Мета. Ознайомити учнів із різноманітним світом тварин; формувати поняття комахи птахи звірі уміння їх розпізнавати за істотними зовнішніми ознаками; розвивати спостережливість увагу пам’ять уміння порівнювати; виховувати любов і бережне ставлення до тварин уміння бачити у природі найкрасивіше.
82609. Сезонні зміни в житті рослин і тварин. Виготовлення новорічних прикрас 145.5 KB
  Умови гри: вчитель читає текстдіти хором Так або Ні дають відповіді на запитання. Гра Чи буває на ялинці веселий Петрушка Так Із повидлом пиріжок Ні А буває на ялинці позолочений ріжок Чи бувають на ялинці біленькі сніжинки А бувають на ялинці яскраві картинки Чи буває на ялинці рибка золотиста...
82610. ОБЯЗАННОСТИ И ПРАВА УЧАСТНИКОВ 80 KB
  Участник обязан знать Правила Положение и все условия проведения соревнований по своей дисциплине. Спортсменам запрещается применение до и во время соревнований допинга вещества субсидии искусственным образом улучшающие физическое и психологическое состояние.
82611. Тема. Океани Землі. Рослинний і тваринний світ океанів 301.5 KB
  Предметні компетентності: формувати уявлення учнів про океани землівчити школярів працювати з географічною картою вдосконалювати навички порівнювати поняття за певними ознаками розвивати вміння дітей аналізувати обґрунтовувати свою позицію виховувати у школярів турботливе ставлення до природи.
82612. Человеческое «Я» 28.5 KB
  Цель: показать детям неповторимость, уникальность каждого человека; сформировать представление о достоинствах и недостатках человека; воспитывать чувство собственной значимости и значимости других в обществе. Оборудование: лист бумаги, бумажный кораблик.
82613. МЕСТА И ОБОРУДОВАНИЕ СОРЕВНОВАНИЙ ПО БЕГУ И ХОДЬБЕ 83 KB
  Для проведения соревнований по бегу создаются следующие судейские бригады: а стартовая; б судей на дистанции препятствиях и этапах эстафет; в судей на финише; г судей хронометристов; д секретарей. Общее рисоводство всеми бригадами состав и количество которых определяется в зависимости от уровня...
82614. Организация и проведение соревнований. Старт 99 KB
  Квалифицированная работа судейской бригады стартеров имеет очень важное значение для успеха всего соревнования по бегу. Её состав зависит от уровня и характера соревнований. Судья-стартер должен быть тактичным, спокойным, выдержанным, правильно ориентироваться в разметке стартов на беговой дорожке...
82615. Текстовые задачи на проценты 70 KB
  Цели: образовательная сформировать умение применять знания процентов при решении задач, связанных с банковскими расчетами; добиться усвоения учащимися понятия «сложный процентный рост»; отработать навыки использования формулы при вычислении суммы вклада.