Теневой прибор Советский патент 1988 года по МПК G01B11/255 G01B11/30 G02B27/54 

4iii.

to

СО CD СП

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в оптическом приборостроении для контроля формы волновых фронтов и оптических поверхностей. Цель изобретения - повышение точности контроля за счет устранения погрешностей теневой картины. Контролируемая деталь 2 образует действительное изображение источника 1, вблизи плоскости изображения расположен экран 4, представляющий собой транспарант с нанесенными на него кривыми линиями, кривизна которых рассчитана таким образом, что в плоскости анализа теневой картины тень от экрана 4 будет иметь вид прямых линий. При контроле детали 2 идеальной формы теневая картина от экрана 4 проектируется на измерительный экран 5 с нанесенными на него прямыми линиями, установленный в плоскости анализа теневой картины. Наличие разметки на экране 5 позволяет визуально судить об искажениях волнового фронта и дефектах поверхности контролируемой детали 2. Измерение величины перемеш,ения экрана 5 до положения, соответствующего совмещению картин линий экранов 4 и 5, позволяет получать количественную информацию о параксиальном радиусе кривизны детали 2 и отклонениях радиусах кривизны соответствующих зон волнового фронта. 3 ил. i (Л

Cp(J2.f

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в оптическом приборостроении для контроля формы волновых фронтов и оптических поверхностей.

Цель изобретения - повышение точности контроля за счет устранения погрешностей теневой картины.

На фиг. 1 приведены принципиальные схемы теневого прибора для контроля асферического зеркала; на фиг. 2 - линзы на- просвет; на фиг. 3 - пример разметки измерительного экрана.

Устройство содержит точечный источник 1 света, располагаемый на некотором расстоянии от закрепленной в держателе (не показан) контролируемой детали 2 (зеркала на фиг. 1 и линзы на фиг. 2) таким образом, что деталь 2 строит действительное изображение источника 1. В схеме контроля зеркала может быть использован светоделитель 3 (фиг. 1) для развязки освеш,ающего и контролируемого волновых фронтов. Далее по ходу излучения волны изображения источника 1 света установлен криволинейный экран 4, представляющий собой транспарант с нанесенными на него кривыми линиями, кривизна которых рассчитана таким образом, что в плоскости анализа теневой картины тень от экрана 4 при контроле детали 2 идеальной формы будет иметь вид прямых линий. Измерительный экран 5 установлен за плоскостью изображения источника 1 света в плоскости анализа теневой картины, т. е. в плоскости компенсации кривизны экрана 4, с возможностью перемещения его вдоль оптической оси измерения величины этого перемещения. Взаимная ориентация и размерные зависимости прямых на измерительном экране 5 и кривых на криволинейном экране 4 определяется-параметрами контролируемой детали 2 и схемой контроля. На фиг. 2 представлен вариант разметки экрана 5, где 6 -линии разметки, - линия световой апертуры, 8 - центр теневой картины.

Теневой прибор работает следующим образом.

Перед началом измерений точечный источник 1 света устанавливается на расчетном расстоянии от контролируемой детали 2. Экраны 4 и 5 устанавливают таким образом, что световое пятно пучка лучей, отраженных от зеркала 2 (фиг. 1) или преломленных линзой 2 (фиг. 2), полностью заполняет световые диаметры экранов. В плоскости измерительного экрана 5 наблюдается искомая теневая картина. Наличие разметки на экране 5 позволяет визуально судить об искажении волнового фронта и дефектах поверхности контролируемой детали. Для получения количественной информации о параксиальном радиусе кривизны.

0

0

отклонениях радиусов крив-изны соответствующих зон волнового фронта производится измерение или отклонение линий тени ai(y) от разметки экрана 5 в направлении, перпендикулярном направлению линий разметки, или bi(y) - расстояние, на которое перемещается экран 5 вдоль оптической оси до совмещения границ тени с разметочными линиями, вычисляется радиус кривизны зоны у контролируемой детали по формуле

R(y)R,+S(y), (1)

где

S/J-L+kXC,(y)Hi(y)

W )+H-(y)+(-k)XC,(y}-Oa (2)

где R - радиус кривизны зоны у волнового

фронта; RO - параксиальной радиус кривизны

идеально изготовленной детали; L - расстояние между КЭ и ИЭ;

С(г/)

a,(t/j, при Ь{у), при /(0;

D - расстояние от параксиального фокуса до криволинейного экрана 4; i(y) - рассчитанные координаты г -й поло сы в плоскости КЭ; (У) - рассчитанные координаты г -й полосы в плоскости ИЭ.

В свою очередь, координата у может быть вычислена из соотношения

У

R(y)X(H(y)+(k)XC,(y)) L liXCi(y}-D3--S(y)

Применение предлагаемого устройства позволяет оперативно выполнять не только качественный, но и количественный контроль волновых фронтов от любых деталей без применения -сложных Тсо.мпенсаторов аберраций.

Формула изобретения

Теневой прибор, содержащий последовательно и соосно установленные точечный источник света, держатель контролир уемой детали и прозрачный экран с кривыми линиями, нанесенными на него по заданному закону, отличающийся тем, что, с целью повышения -точности и оперативности конт- роля, он снабжен установленным в плоскости анализа теневой картины измерительным экраном с нанесенными на него пря- мыми линиями, соответствующими теневой картине от идеальной формы контролируемой детали, и средством для продольного перемещения измерительного экрана и измерения этого перемещения.

ери2.2