Оптическое устройство для измерения больших диаметров по хорде и противолежащему углу Советский патент 1959 года по МПК G01B11/08 G01B9/08 

Оптические устройства для измерения больших диаметров по хорде и противолежащему углу известны.

Отличительной особенностью предлагаемого устройства является применение для взаимной установки оптического прибора и базисной линейки с визирными марками на концах, соответственно, в осевом и в перпендикулярном к оси изделия сечениях, автоколлимацни и искателя, а в качестве измерителя параллактического угла - оптического компенсатора, определенным перемещением подвижных частей которого относительно визирной оси добиваются ноииального совмещения изображений марок линейки в разделенном пополам поле зрения оптического прибора. Такое выполнение прибора позволяет добиться высокой точности измерения без установления оптического прибора строго диаметрально базисной линейке-хорде.

На фиг. I дана схема измерения предлагаемым устройством; на фиг. 2-расположение оптического прибора и линейки на изделии; на фиг. 3-схема конструкции базисной линейки; на фиг. 4-установка линейки относительно прибора в плоскости оси изделия; на фиг. 5-принципиальная оптическая схема предлагаемого устройства.

Перед измерением оптический прибор / (фиг. 1) и базисную хордулинейку 2 располагают примерно диаметрально друг другу. Определение искомого диаметра /)„ производят на основании измерения параллактического угла а при известной длине В базисной хорды-линейки 2 по формуле:

где.0„ -.-li

При этом методе нет необходимости устанавливать прибор 1 строго диаметрально базисной хорде-линейке 2, так как зависимость // справедлиD,-D,rd.1

№ 121563

ва для любого его положения (точка / или /) на окружности диаметра DO.

При установке ка изделии (фиг. 2) прибор / и базисная линейка 2 упираются крюками 3 в торец изделия 4, а центрирующие винты 5 при помощи постоянных магнитов (если измеряются стальные или чугунные детали) прижимаются к поверхности изделия с измеряемым диаметром /)„. На деталях из немагнитных материалов крепления может производиться струбцинами или винтами.

Для измерения внутренних диаметров )„ конических отверстий крюки 3 снимаются и между ними и корпусами прибора / и линейки 2 навинчиваются удлинительные трубки 6. Измерение диаметра Д, в этом случае будет производиться на глубине Н от верхнего торца изделия 4.

Базисная линейка 2 состоит из корпуса 7 (фиг. 3), на концах которого закреплены втулки 8, несущие центрирующие упоры 9 и кронщтейыы 10 с визирными марками 11 и 12. Для удобства установки марок // и J2 линейки 2 (фиг. 4) перпендикулярно к линии визирования прибора / в плоскости оси изделия использован принцип автоколимации. На корпусе / линейки 2 закреплено зеркало 13, плоскость которого в вертикальном сечении находится параллельно плоскости марок // и 12, а в горизонтальном сечении - под некоторым углом р к маркам так, чтобы изображение марки 14, закрепленной ка приборе /, попадало в поле зрения искателя 15. Вращая винт 5 ниж.него упора линейки 2 и наблюдая через искатель 15, добиваются попадания изображения .марки 14 в центр сетки искателя 15.

Пучки лучей, идущие от марок /У и Г2 линейки 2 под углом а к прибору 1, преломляются в двух оптических клиньях 16 (фиг. 5) и падают под малым углом а-, на объектив 17, пройдя который и отразивщись от плоского зеркала 18, попадают (если подвижное зеркало 19 выключено- положение 1) на клинья 20 компенсатора. Каждый из пучков преломляется соответствующим клином к оптической оси и после неподвижных клиньев 21 направляется на плоское зеркало 22; отразивщись от последпего, лучи попадают на бипризму 23, установленную в фокальной плоскости окуляра 24, где и дают изображения марок // и 12. Эти изображения только при одном определенном значении угла «i будут совмещены друг с другом (фиг. 5 б). При всех остальных значениях а изображения будут раздвинуты (фиг. 5 а). Соответствующим перемещением клиньев компенсатора 20 вдоль оптической оси добиваются сдвига изображений марок в одну линию (фиг. 5 б). Поместив глаз в зрачке выхода 25 прибора, наблюдатель фиксирует момент совмещения этих марок. Величина измеряемого угла а определяется по щкале 26 компенсатора, жестко связанной с салазками клиньев 20 и наблюдаемой через зрачок выхода 27 отсчетного микроскопа.

Для облегчения установки базиса в поле зрения прибора в нем применен искатель, при пользовании которым глаз совмещается со зрачком выхода 28. Включение искателя производится поворотом плоского зеркала 19 в положение //. В этом случае пучки света отражаются от зеркала 19 и , преломившись в линзах 29, дают на сетке 30 (сетка изображена на фиг. 5 8)в фокальной плоскости окуляра 31 изображения марок // и 12. Искатель отъюстирован так, чтобы установка марок в его центре соответствовала (после подъема зеркала 19) центру поля зрения окуляра 24 прибора.

Для измерения параллактического угла а могут быть использованы, кроме указанной, различные конструкции оптических компенсаторов, в том числе устанавливаемая перед объективом, разрезанная по центру линза или вращающиеся в противоположные стороны клинья.

Предлагаемое устройство применимо для измерения на станке и вне его больших внутренних диаметров изделий, имеющих плоский торец размером не менее 10 мм. Контроль наоужных диаметров может производиться только косвенным способом на основе определения внутреннего диаметра D (фиг. 2). Устройство можно также использовать для измерения овальности, бочкообразности и конусности внутренних диаметров. Для измерения диаметров в широко.м диапазоне (например, 5-12 м) требуется применение раздвижных базисных линеек 2 или набора линеек постоянной величины и сменных клиньев 16.

Предмет изобретен v. я

Оптическое устройство для из.мерения больших диаметров по хорде и противолел ащ,ему углу, отличающееся тем, что, с целью устранения необходимости устанавливать оптический прибор строго диаметрально хорде, выполненной в виде базисной линейки с визирными .марками на концах, для взаимной установки оптического прибора и базисной линейки, соответственно, в осевом и в перпендикулярном к оси изделия сечениях, применены автоколлимация и искатель, а в качестве измерителя параллактического угла применен оптический компенсатор, определенное перемещение подвижных частей которого относительно визирной оси обеспечивает нониальное совмещение изображений марок базисной линейки в разделенном попалам поле зрения прибора.

СО

f}

Фиг,