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

29465. Метод среднего арифметического в числовых рядах 44.37 KB
  Утверждение: Сумма расходящегося ряда равна по методу средних арифметических. Итого и ряд имеет сумму по методу средних арифметических. [править]Необходимый признак Из предыдущего пункта вытекает необходимый признак: Утверждение: Если ряд суммируется методом средних арифметических то .
29466. Функциональные последовательности и функциональные ряды. Понятие равномерной сходимости 23.15 KB
  Понятие равномерной сходимости Равномерная сходимость функционального ряда Пусть функции комплексной переменной z. Важнейшим понятием для теории таких рядов является понятие равномерной сходимости. Желание избавится от z и приводит к понятию равномерной сходимости функционального ряда. Каждое значение x ∈ I для которого последовательность 3 имеет некоторый конечный предел принадлежит области сходимости этой последовательности.
29470. Необходимый признак сходимости(расходимости) гармонического ряда 23.45 KB
  Необходимый признак сходимостирасходимости гармонического ряда Необходимый признак сходимости ряда. Если то ряд расходится это достаточный признак расходимости ряда. Также следует запомнить понятие обобщенного гармонического ряда:1 Данный ряд расходится при . Еще раз подчеркиваю что почти во всех практических заданиях нам совершенно не важно чему равна сумма например ряда важен сам факт что он сходится.
29471. Признак Даламбера в предельной и непредельной форме 168.98 KB
  При́знак дАламбе́ра или Признак Даламбера признак сходимости числовых рядов установлен Жаном дАламбером в1768 г. Если для числового ряда существует такое число что начиная с некоторого номера выполняется неравенство то данный ряд абсолютно сходится; если же начиная с некоторого номера то ряд расходится. Признак сходимости дАламбера в предельной форме[править] Если существует предел то рассматриваемый ряд абсолютно сходится если а если расходится. Если то признак д′Аламбера не даёт ответа на вопрос о сходимости ряда.
29472. Признак коши (радикальный) 15.45 KB
  Радикальный признак Коши: Рассмотрим положительный числовой ряд .в При признак не дает ответа. Нужно использовать другой признак.