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

19 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

62554. Синонимы 22.43 KB
  Предметные задачи урока: расширить знания детей о синонимах учить правильно употреблять слова-синонимы в речи. Сегодня будем писать гласную которая есть в словах приятель товарищ но нет в слове друг...
62555. Урок развития речи. Письмо 30.47 KB
  Цель: Познакомить учащихся со структурой и стилистическими особенностями письма как эписталярного жанра со значением переписки в жизни людей. Мы научимся правильно писать письма родным близким и знакомым. Познакомимся со структурой письма продолжим развитие устной и письменной речи.
62556. Правописание парных согласных в конце слова 988.38 KB
  Цель урока: обеспечить условия для формирования умения правильно писать слова с парными согласными на конце слова развития орфографической зоркости; развития речи учащихся внимания памяти; развития навыков самоконтроля проверки самооценки...
62557. Повторение изученного в разделе «Синтаксис и пунктуация» 33.22 KB
  Оборудование к уроку: Компьютер; Мультимедийный проектор; Презентация слайдов по теме урока; Карточки с предложениями для их поиска по схемам; Сигнальные карточки; Раздаточный материал заданий; Призы. Синтаксический разбор предложения частичный...
62558. Воспроизводство населения 32.26 KB
  Цель урока: Формирование представления обучающихся об особенностях воспроизводства населения России его основных исторических типах с использованием новых информационно-коммуникационных технологий. Задачи: обучающие формировать представление обучающихся о воспроизводстве населения России...
62560. Значение рыб в природе и жизни человека. Промысловые виды рыб. Приготовление блюд из рыбы и морепродуктов 143.18 KB
  Цель урока: Обобщить и систематизировать знания об основных признаках представителей классов рыб о значении рыб в природе и жизни человека; о промысловых видах рыб; о способах кулинарной обработки рыбы и роли морепродуктов в питании человека.
62561. Толерантность… или как жить в мире с другими людьми? 24.12 KB
  Тип урока: относится к урокам общения разработан по технологии Е. Вингенштейн говорил: Чтобы жить счастливо я должен жить в согласии с миром 2 1 Опрос по кругу отвечает каждый Что для вас значит жить в согласии с миром уметь понимать и мириться с другими людьми...
62562. Внешнее строение листа 20.02 KB
  Цель: Познакомить учащихся с разнообразием листьев особенностями их внешнего строения; научить распознавать листья по типам жилкования расположению на стебле различать простые и сложные листья. Оборудование: комнатные растения...