Оптический микробарометр Советский патент 1962 года по МПК G01L19/08 G01L7/12 

Изобретение относится к барометрам анероидного типа.

Оптические микробарометры, содержащие двухкоробочный анероидный блок и отсчетное приспособление, известны.

Применение известных микробарометров не обеспечивает достаточной во всех случаях точности измерений, в частности, при барометрическом нивелировании.

Оптический микробарометр, предложенный авторами, обеспечивает повышение точности измерений наряду с уменьшением рабочего хода анероидного блока. Достигается это за счет применения .нового отсчетного приспособления, выполненного в виде двойного автоколлиматора с подвижным и неподвижным зеркалами, клиновым оптическим микрометром, двумя светодел.ительными призмами, двумя объективами, окулярОМ, светофильтром, конденсором и источником света.

На фиг. 1 изображена схема оптического микробарометра; на фиг. 2 - сетка с отверстиями в виде штрихов; на фиг. 3 - сетка с диафрагмой.

На нижней плите 1 неподвижно закреплен одним своим концом двухкоробочный анероидный блок 2. К той же плите с помош,ью стоек 5, изготовленных из плавленого кварца, прикреплена верхняя плита 4, несущая подвижное (поворотное) зеркало 5 и неподвижное зеркало 6.

Свободный конец анероидного блока упирается в подвижное зеркало. Изменение длины анероидного блока, зависящее от изменения барометрического давления, вызовет поворот этого зеркала вокруг горизонтальной оси на некоторый угол относительно неподвижного зеркала.

Измерение угла поворота производится с помощью оптического устройства, состоящего из двойной автоколлимационной системы,. бло№ 145787

ка светоделительных пр.изм, оптического микрометра и отсчетного микроскопа.

Источник света 7 через светофильтр 8 и конденсор 9 освещает сетку 10, имеющую в своей верхней части изображение биштриха и в нижней части изображение одинарного щтриха (см. фиг. 2).

Луч,и света после отражения от гипотенузной плоскости призмы .// выйдут из объекти-ва 12 параллельными пучками и попадут в блок 13 светоделительных призм. Благодаря наличию в плоскости склейки этого блока светоделительного слоя, часть световых лучей пойдет без изменения своего направления к подвижному зеркалу 5, а часть лучей изменит направление и пойдет к неподвижному зеркалу 6. Отразившись от зеркал, световые лучи пойдут в обратном направлении, опять пройдут блок 13 и объектив 12, в фокальной плоскости которого получится изображение щтрихов сетки 10.

В плоскости изображения помещена сетка 14 с диафрагмой, вырезающей узкую центральную полоску поля зрения, видимую глазу (см. фиг. 3). Рассматривают поле зрения через окуляр /5.

Юстировкой подвижного зеркала можно добиться, что внутри диафрагмы поля зрения будет видно только автоколлимационное изображение биштриха, создаваемого отражением света от этого зеркала. Изображение же одинарного штриха от этого зеркала будет выведено по высоте за диафрагму и его не будет видно.

Точно также юстировкой неподвижного зеркала с помощью юстировочного ахроматического клина 16 можно добиться, что в ноле зрения будет видно только автоколлимационное изображение одинарного штриха, создаваемое отражением света от этого зеркала.

Когда подвижное зеркало будет находиться в исходном положении, тогда изображения штрихов будут совмещены. При повороте же зеркала изображения штрихов в поле зрения сместятся одно относительно другого. Это смещение будет пропорционально углу поворота зеркала и явится критерием для оценки изменения длины анероидного блока.

Для измерения указанного смещения служит компенсационный ахроматический оптический клин 17, с которым жестко связан угломерный лимб /5. По этому лимбу и отсчитывается угол поворота клина,, необходимый для восстановления совмещения в поле зрения изображений щтрихов.

Источник света J9 освещает угломерную шкалу лимба, а объектив 20 ,и призма 21 проецируют деления этой щкалы в поле зрения прибора.

На сетке 14 нанесена постоянная щ,, имеющая тридцать делений. По своему масштабу вся шкала соответствует одному градусному делению угломерного лимба. Таким образом, отсчетное устройство позволяет отсчитывать угол поворота компенсационного клина, равный двум минутам, что при надлежащем подборе параметров прибора соответствует изменению барометрического давления в 0,03 мм рт. ст.

Ахро.матический оптический клин 22 используется для совмещения изображений штрихов в исходном положении при юстировке микробарометра. Оптический клин 23 служит для увеличения предела измерений.

Применение стоек 3 из плавленого кварца сводит к минимуму расстройку зеркал, от температурных влияний.

Точность предложенного оптического микробарометра, по заключению СНИИГИМСа, составляет +.0,03-0,05 мм рт. ст. и не уступает точности микробарометра, где отсчетньгм устройством служит микроскоп с окулярным микрометром.