Способ контроля углов призм и двугранных отражателей Советский патент 1992 года по МПК G01B11/26 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля углов призм и двугранных отражателей.

Известен способ контроля углов призм и двугранных отражателей, заключающийся в том, что устанавливают контролируемый объект на базировочном основании одной из отражающих граней перпендикулярно оси автоколлиматора, вращая базировочное основание, последовательно отражают кол- лимированный пучок лучей от двух граней, образующих контролируемый угол, и снимают отсчеты по лимбу, когда грани объекта, образующие контролируемый угол, перпендикулярны оси автоколлиматора, по которым рассчитывают отклонение угла контролируемого объекта от номинального значения.

Недостатком способа является невысокая точность контроля, обусловленная однократным отражателем коллимированного пучка лучей от граней объекта, образующих контролируемый угол и, следовательно, неточным выставлением граней относительно оси автокол71Ммато р а,ЙЗпёр пе Щй1:уляр- ностью оси вращения базировочного основания к оси автокОл /Шматора, не одновременным, а раздельным наблюдением автоколлимационных бликов от граней, образующих контролируемый угол.

Известен способ контроля углов призм и двугранных отражателей, заключающийся в том, что устанавливают на базировочное основание контролируемый объект и эталонный двугранный отражатель так, чтобы плоскости их главных сечеНий были параллельны, направляют пучки лучей автоквляи- матора на rpafltf коягфшйрутемого объекта и эталонного двугранного отражателя, измеряют положение автоколлимационных бликов в плоскости сетки окуляра автоколо

4

лиматора, полученных после отражения от граней контролируемого объекта и эталонного двугранного отражателя, и рассчитывают отклонение угла контролируемого объекта от номинального значения.

Недостатком способа является низкая точность контроля, что обусловлено его невысокой чувствительностью. Величина углового расстояния между автоколлимационными бликами, наблюдаемыми в поле зрения автоколлиматора, пропорциональна лишь удвоенному значению отклонения угла контролируемого объекта от номинального значения. В то же время ошибка в взаимной установке контролируемого и эталонного объектов в конечном результате контроля оказывается учетверенной, так как коллимированный пучок лучей дважды отражается от грани эталонного объекта.

Целью изобретения является повышение точности контроля углов призм и двугранных отражателей.

Указанная цель достигается тем, что в способе контроля углов призм и двугранных отражателей, заключающийся в том, что устанавливают на базировочное основание контролируемый объект и эталонный двугранный отражатель так, чтобы плоскости их главных сечений были параллельны, направляют пучки лучей автоколлиматора на грани контролируемого объекта и эталонного двугранного отражателя, измеряют положение автоколлимационных бликов в плоскости сетки окуляра автоколлиматора после регистрации пучков лучей, отраженных от граней контролируемого объекта и эталонного двугранного отражателя, после чего рассчитывают отклонение угла контролируемого объекта от номинального значения, угол эталонного двугранного отражателя выполняют таким образом, чтобы он дополнял номинальное значение угла контролируемого объекта до 180°, контролируемый объект устанавливают на базировочное основание так, чтобы плоскости симметрии углов контролируемого объекта и эталонного двугранного отражателя были совмещены, последовательно измеряют положение автоколлимационных бликов в плоскости сетки окуляра автоколлиматора после отражения пучков лучей автоколлиматора от каждого из двух угловых зеркал, образованных гранями контролируемого объекта & эталонного двугранного отражателя, а отклонение/ угла контролируемого объекта от номинального значения рассчитывают по формуле

y3(yi 4-)74 + со.

где у и 2 - расстояние между автоколлимационными бликами в угловой мере в плоскости сетки окуляра автоколлиматора для каждого из двух угловых зеркал, образованных гранями контролируемого объекта и эталонного двугранного отражателя;

а) - отклонение угла эталонного двугранного отражателя от расчетного значения.

На фиг.1, 2 показана функциональная схема устройства, реализующего способ контроля углов призм и двугранных отражателей, и последовательность операций при контроле угла 60° призмы с помощью эталонного двугранного отражателя с углом 120°, выполненного в виде призмы; на фиг.3,4,5и6-комбинации призм и двугранных отражателей с контролируемыми углами разной номинальной величины и

эталонных двугранных отражателей с углами, дополняющими контролируемые до 180°.

Устройство, реализующее способ контроля углов призм и двугранных отражателей, содержит автоколлиматор 1 и эталонный двугранный отражатель 2.

Перед автоколлиматором 1 на базиро- вочном основании (не показано) рядом с контролируемой призмой 3 устанавливают

с помощью упоров, шаблона или калибра, регулируемых винтов и т.п. эталонный отражатель в виде призмы 2 так, чтобы их плоскости главного сечения были параллельны или совпадали. При этом номинальную величину эталонного двугранного угла призмы 2 выполняют или подбирают таким образом, чтобы она дополняла номинальную величину контролируемого угла 60° призмы 3 до 180°, т.е. берут призму 2 с

эталонным углом 120°, а плоскости симметрии эталонного и контролируемого двугранных углов 120 и 60° призм 2 и 3 совмещают с некоторой малой ошибкой д. Грани контролируемого объекта, призмы 3, и эталонного

двугранного отражателя, призмы 2 образуют два угловых или уголковых зеркала. Призмы 2 и 3 фиксируют в этом положении и измеряют расстояние между автоколлимационными бликами в угловой мере в плоскости сетки окуляра автоколлиматора для каждого из двух угловых зеркал. Для этого коллимированный пучок лучей автоколлиматора 1 отражают от граней контролируемой и эталонной призм 2,3, образующих

первое угловое зеркало. При этом одна часть коллимированного пучка лучей сначала отражается от первой грани призмы 2, затем от первой грани призмы 3 и возвращается в автоколлиматор 1, Другая же часть

коШшмированнйго пучка лучей сначала отражается от первОй грани призмы 3, а затем - от первой грани 2 и также возвращается в автоколлиматор 1. По положению автоколлимационных бликов в плоскости сетки окуляра автоколлиматора определяют величину угла первого углового зеркала, точнее величину отклонения от 90°. Затем базировочное основание (не показано) вместе с призмами 2 и 3 без изменения их взаимного расположения как одно целое перемещают или разворачивают по отношению к автоколлиматору 1 или с.ам автоколлиматор 1 по отношению блока призм 2 и 3, устанавливая второе угловое зеркало перед автоколлиматором. Таким же образом определяют величину угла второго углового зеркала или точнее величину его отклонения от 90°.

При определении угла первого углового зеркала, образованного гранями призм 2 и 3, справедливо соотношение

4 (/3/2 + 3+cj/2)yi,

а при определении угла второго углового зеркала справедливо соотношение

4 (/3/2 + д + ю/2 ) YI ,

где расстояние между автоколлимационными бликами в угловой мере в плоскости сетки окуляра автоколлиматора для каждого из двух угловых зеркал, образованных гранями контролируемого объекта и эталонного двугранного отражателя;

/3 - отклонение угла контролируемой призмы 3 от номинального значения;

6 - угловая ошибка совмещения плоскостей симметрии эталонного и контролируемого двугранных углов призм 2 и 3;

(а - отклонение угла эталонного двугранного отражателя от расчетного значения.

Из двух соотношений несложно получить формулу

/3 (yi +кУ4+о.

Комбинации контролируемого и эталон- ного двугранных углов призм 2,3, составляющих в сумме 180°, по их номинальной величине могут быть самыми разными. На фиг.3,4 для примера показаны комбинации призм 2,3 с контролируемым углом 30° и эталонным углом 150° и контролируемым углом 90° и эталонным углом 90° соответственно. Двугранный отражатель с эталонным углом может быть выполнен как в виде призмы, так и в виде зеркального блока. На фиг.5,б показана комбинация призмы 2 с контролируемым углом 30° и зеркального блока 3 с эталонным углом 150° и призмы 2

с контролируемым углом 90° и зеркального блока 3 с эталонным углом 90° соответственно. Очевидно, что зеркальный блок может быть контролируемым, а призма - эталонной. В комбинациях призм ребра

контролируемого и эталонного двугранных углов обращены друг к другу, а в комбинациях призмы и зеркального блока ребра указанных двугранных углов обращены в противоположные стороны. Этим и отличаются комбинации призм и призмы и зеркального блока.

Процесс же определения отклонения от номинальной величины двугранных углов призм в обоих комбинациях остается без

изменения.

Таким образом, в предложенном способе за счет образования двух угловых зеркал гранями контролируемого и эталонного двугранных углов призм или призмы и зеркального блока и их измерения точность контроля угла призм возросла, ибо определяемое отклонение контролируемого угла от номинального значения обратно пропорционально не двойной величине углов ого расстояния между автоколлимационными бликами в плоскости сетки, а учетверенной, так как две части коллимированного пучка лучей отражаются от граней контролируемого угла и обе несут информацию о его

отклонении, увеличивая как бы взаимное смещение автоколлимационных бликов в два раза. В то же время за счет измерения величины углов обоих угловых зеркал, образуемых контролируемым и эталонным объектами, ошибка их взаимной установки исключается и не влияет на результаты контроля. Влияние же погрешности эталонного угла в два раза меньше, чем в известном способе. Предложенным способом можно

контролировать самые разные по величине углы призм и двугранных отражателей.

Формула изобретения Способ контроля углов призм и двугранных отражателей„6аключающийся в том, что устанавливают на базировочное основание контролируемый объект и эталонный двугранный отражатель так, чтобы плоскости их главных сечений были параллельны, направляют пучки лучей автоколлиматора на грани контролируемого объекта и эталонного двугранного отражателя, измеряют пйложение автоколлимационных бликов в плоскости сетки окуляра автоколлиматора после регистрации пучков лучей, отражен-

ных от граней контролируемого объекта и эталонного двугранного отражателя, после чего рассчитывает отклонение угла контролируемого объекта от номинального значения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности контроля, угол эталонного двугранного отражателя выполняют таким образом,чтобы он дополнял номинальное значение угла контролируемого объекта до 180°, контролируемый объект устанавливают на базировочное основание так, чтобы плоскости симметрии углов контролируемого объекта и эталонного Двугран- ного отражателя были совмещены, последовательно измеряют положение автоколлимационных бликов в плоскости сетки окуляра автоколлима1гора после отражения пучков лучей автоколлиматора

от каждого из двух угловых зеркал, образованных гранями контролируемого объекта и эталонного двугранного отражателя, а отклонение ft угла контролируемого объекта от номинального значения рассчитывают по формуле

0 (У1+}ъУ4+о,

где yi и ft - расстояния между автоколлимационными бликами в угловой мере в плоскости сетки окуляра автоколлиматора для каждого из двух угловых зеркал, образованных гранями контролируемого объекта и эталонного двугранного отражателя;

«о - отклонение угла эталонного двугранного отражателя от расчетного значения.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля углов призм и двугранных отражателей. Целью изобретения является повышение точности контроля за счет удвоения чувствительности. На базировочное основание устанавливают контролируемую призму и эталонный двугранный отражатель. Посредством автоколлиматора измеряют два двугранных угла, образованных соответствующими гранями контролируемой призмы и эталонного двугранного отражателя, после чего рассчитывают отклонение угла контролируемой призмы от номинального значения по формуле /3 (yi )/4 +Q), где yi и ys - расстояния между автоколлимационными бликами в угловой мере в плоскости сетки окуляра для каждого из двух угло йых зеркал, образованных гранями контролируемого объекта и эталонного двугранногб оТраЖателя; (О- отклонение угла эталонного двугранного отражателя от расчетного значения. 6 ил. сл с

Фиг.1

2

/

I

30°±jS

Фиг.З

3Q°±j&

Фиг. 5

90°±uJ

Фиг

90°±J3

90°±о)