ГОНИОМЕТР Российский патент 1995 года по МПК G01C1/00 

Изобретение относится к оптическому приборостроению, в частности к приборам для угловых измерений в лабораторных условиях.

Для определения показателя преломления стекол, а также для измерения углов призм используется гониометр. Недостатком известных приборов является возникающий из-за последействия пружины наводящего винта сдвиг изображения относительно сетки нитей, который не учитывается при отсчете по лимбу, что приводит к ошибкам измерений.

Известно оптическое устройство угломерного прибора типа теодолита, в котором визирование на наблюдаемый предмет и отсчет по лимбу производится в поле зрения одного и того же окуляра зрительной трубы, куда посредством оптической системы микроскопа передаются изображения штрихов лимба, служащих сеткой нитей для определения положения предмета. Влияние сдвига изображения этим исключается.

Недостатком такого устройства является довольно сложная система компенсации поворота изображения, возникающего при изменении наклонов зрительной трубы.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является гониометр, содержащий зрительную трубу с автоколлимационным окуляром и объективом, коллиматор, предметный столик, лимб и отсчетный микроскоп, оптически сопряженный с лимбом.

Недостатком этого гониометра является разная скорость перемещения изображения при наблюдении автоколлимационной сетки нитей и при наблюдении сетки нитей коллиматора и влияние последействия пружины наводящего винта.

Целью изобретения является повышение точности измерений за счет использования штрихов лимба в качестве сетки нитей.

Для этого в гониометре, содержащем зрительную трубу с автоколлимационным окуляром и объективом с фокусным расстоянием f', коллиматор, предметный столик, лимб с радиусом делительной окружности R и микроскоп с увеличением V, оптически сопряженный с лимбом, окуляр зрительной трубы оптически сопряжен с микроскопом, объектив зрительной трубы и микроскоп выполнены с системой одновременного или раздельного дискретного изменения соответственно фокусного расстояния и увеличения с возможностью выполнения соотношений f' 0,5 ˙ R ˙ v при наблюдении автоколлимационной сетки или f' R ˙ v при наблюдении сетки коллиматора.

На чертеже изображена оптическая схема варианта исполнения гониометра с одновременным дискретным изменением оптических параметров.

На чертеже показаны объектив 1 зрительной трубы, окуляр 2, автоколлимационный кубик 3, лимб 4, микрометр 5, система дискретного изменения фокусного расстояния объектива зрительной трубы и увеличения микроскопа 6, призма 7.

Наблюдения производятся с помощью зрительной трубы, состоящей из объектива 1 и окуляра 2, автоколлимационного кубика 3. В поле зрения окуляра 2 зрительной трубы передается изображение штрихов лимба 4 через микрометр 5 и нижнюю часть системы 6 дискретного изменения увеличения микроскопа. Изображение от наблюдаемого предмета строится объективом 1 и верхней частью системы 6 дискретного изменения фокусного расстояния. При этом изображения наблюдаемого предмета и штрихов лимба 4 рассматриваются одновременно через окуляр 2. Остальные элементы оптической системы являются стандартными для гониометра.

Гониометр работает следующим образом.

Перед измерениями по методу Фраунгофера система 6 дискретного изменения оптических параметров устанавливается в положение, при котором выполняется соотношение
f' R ˙ v.

Аналогично система устанавливается и при других коллиматорных измерениях. Свет от марки коллиматора (не показан) проходит призму 7, объектив 1, верхнюю часть системы 6 дискретного изменения фокусного расстояния зрительной трубы и строит изображение сетки коллиматора, которое рассматривается наблюдателем через окуляр 2. При необходимости смещения изображения по вертикали наблюдатель перемещает телескопическую линзу вверх или вниз. Свет от лимба 4 проходит нижнюю часть системы 6 дискретного изменения увеличения микроскопа, микрометр 5 и строит изображение штрихов лимба 4 в той же плоскости, где построено изображение сетки коллиматора. Перемещением микрометра 5 наблюдатель, рассматривающий изображение через окуляр 2, совмещает изображение сетки нитей коллиматора с изображением ближайшего штриха лимба. Отсчет по штриху лимба 4 и микрометру 5 дает измеряемое направление. При этом за счет выполнения условия f' R ˙ v в приборе стабилизирована линия визирования и перемещение изображения горизонтальным наводящим винтом не меняет положение марки относительно делений лимба.

Перед измерением по методу Аббе система 6 дискретного изменения оптических параметров устанавливается в положение, при котором выполняется условие f' 0,5˙R˙v. Аналогично система устанавливается и при других автоколлимационных измерениях. Свет от марки автоколлимационного окуляра через автоколлимационный кубик 3 направляется оптической системой зрительной трубы от объектива 1 на отражающую грань призмы 7. Отраженный свет через объектив 1 строит изображение автоколлимационной марки в той же плоскости, где изображается штрих лимба 4. Микрометром 5 совмещают изображение марки автоколлиматора с изображением ближайшего деления лимба 4 и производят отсчеты. При этом за счет выполнения условия f' 0,5˙R ˙ v также выполняется стабилизация линии визирования, чем значительно снижается влияние последействия пружины наводящего винта. Возможно изготовление гониометра без наводящего винта с червячным приводом.

Изобретение относится к оптическому приборостроению, в частноти к приборам для угловых измерений в лабороторных условиях. Гониометр позволяет обеспечить одинаковую стабилизацию линии визирования и точность самого визирования при измерениях по методам Фраугофера и Аббе. Сущность изобретения: введена система 6 одновременного или раздельного дискретного изменения фокусного расстояния объектива 1 зрительной трубы и увелечения микроскопа, передающая изображение штрихов лимба 4 в поле зрения окуляра зрительной трубы. При наблюдении изображения автоколлимационной сетки выполняется соотношение f′=0,5 R·V , где f′- фокусное расстояние объектива зрительной трубы; R - радиус делительной окружности лимба; V - увеличение микроскопа, а при наблюдении сетки коллиматора выполняется соотношение f′=Rγ. 1 ил.

ГОНИОМЕТР, содержащий зрительную трубу с автоколлимационным окуляром и объективом с фокусным расстоянием f', коллиматор, предметный столик, лимб с радиусом делительной окружности R и микроскоп с увеличением v, оптически сопряженный с лимбом, отличающийся тем, что, с целью повышения точности за счет использования штрихов лимба в качестве сетки нитей, окуляр зрительной трубы оптически сопряжен с микроскопом, объектив зрительной трубы и микроскоп выполнены с системой одновременного или раздельного дискретного изменения соответственно фокусного расстояния и увеличения с возможностью выполнения соотношений f' 0,5R · v при наблюдении автоколлимационной сетки или f' R · v при наблюдении сетки коллиматора.