Способ определения погрешности изготовления прямого угла зеркально-призменных элементов Советский патент 1992 года по МПК G01B11/26 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения погрешности изготовления прямого угла зеркально-призменных элементов.

Известен способ определения погрешности изготовления прямого угла зеркально-призменных элементов,заключающийся в том, что направляют на грани, образующие прямой угол коллимированный пучок лучей и Формируют с помощью плоского ог- ражагеля автоколлимационные изображения марки, последовательно направляя пучок лучей автоколлиматора путем его перекрытия сначала на одну грань прямого угла, затем другую, по положению изображений марки в поле зрения автоколлиматора определяют погрешность изготовления прямого угла 1.

Недостатком способа является сравнительно невысокая точность определения углов отклонения пучков лучей и, следовательно, погрешности изготовления прямого угла

Наиболее близким техническим реше нием к изобретению является способ определения погрешности изготовления прямого угла зеркально-призмениых элеXI

ч| JN

С ГО

ментов, заключающийся в том, что направляют на грани, образующие прямой угол, коллимированный пучок лучей и формируют с помощью плоского отражателя автоколлимационные изображения марки, последовательно устанавливая на оптической оси автоколлиматора сначала одну грань прямого угла, затем другую, по положению изображений марки в поле зрения автоколлиматора определяют погрешность изготовления прямого угла 2.

Существенным недостатком способа является низкая точность определения погрешности изготовления прямого угла зер- кально-призменных элементов и ограниченная номенклатура проверяемых элементов. Низкая точность определения погрешности изготовления прямого угла объясняется сравнительно невысокой чувствительностью способа, ибо определяемая погрешность прямого угла обратно пропорциональна лишь величине, равной Sncosl, где п - показатель преломления материала призменного элемента (для зеркального элемента п 1); t - угол падения осевого луча относительно перпендикуляра к ребру проверяемого прямого угла.

С помощью известного способа можно контролировать зеркально-призменные элементы типа БР-1800, БкР-180°, призму Дове и триппель-призму. Элементы типа АкР-90°, БкП-90°, Бк-90° и другие с помощью известного способа проверить было нельзя.

Целью изобретения является повышение точности определения погрешности и оасширение номенклатуры контролируемых элементов.

Указанная цель достигается тем, что в способе определения погрешности изготовления прямого угла зеркально-призменных элементов, заключающемся в том, что направляют на грани, образующие прямой угол, коллимированный пучок лучей и формируют с помощью плоского отражателя ав- токоллимационные изображения марки, последовательно устанавливая на оптической оси автоколлиматора сначала одну грань прямого угла, затем другую, по положению изображений марки в поле зрения автоколлиматора определяют погрешность изготовления прямого угла, переформированием автоколлимационных изображений марки между контролируемым элементом и. плоским отражателем в прямом ходе лучей устанавливают ретроотражатель и при установке граней прямого угла одновременно с контролируемым элементом перемещают и ретроотражатель в плоскости, перпендикулярной к оптической оси, а определение погрешности производят по разности отсчетов положений изображений марки.

На фиг,1 приведена принципиальная схема устройства, реализующего способ определения погрешности изготовления прямого угла триппель-призмы, с ретроотражетелем, выполненным в виде прямоугольного двугранника типа БР-180; на фиг. 2иЗ-схема устройства ваксономет0 рии и ход осевого луча при двух положения блока - триппель-призма и прямоугольный двугранник; на фиг.4 и 5 - взаимное расположение контролируемой призмы типа БкП- 90° и ретроотражателя в виде

5 прямоугольного двугранника БР-1800 и контролируемой призмы АкР-90° и того же двугранника соответственно.

Устройство, реализующее способ, содержит (фиг.1) автоколлиматор 1. плоский

0 отражатель 2 с отверстием, расположенным напротив объектива автоколлиматора 1, и ретроотражатель, выполненный в виде прямоугольного двугранника 3 типа БР-1800. Отражатель 2 расположен между автоколли5 матором 1 и контролируемой триппель- призмой 4, преломляющая грань которой обращена к объективу автоколлиматора 1 и отражателю 2. Плоскость отражателя 2 ориентирована под углом 90° / ± к оси выхо0 дящего из автоколлиматора 1 коллимированного пучка лучей в плоскости, перпендикулярной плоскости симметрии измеряемого прямого угла призмы 4 и проходящей через ось коллимированного пучка

5 лучей. Величина угла /3 должна удовлетворять следующему условию

ft (p/2 -An 5макс COS I ,

0 где р - угол поля зрения автоколлиматора 1;

п - показатель преломления материала призмы (для зеркального элемента п 1);

б макс - предельное значение погреш- 5 ности изготовления прямого угла контролируемой призмы;

i - угол падения осевого луча относительно перпендикуляра к ребру измеряемого прямого угла.

0 Ретроотражатель может быть выполнен не только в виде прямоугольного двугранника типа БР-1800, но и в виде объектива с размещенным в его фокальной плоскости плоским зеркалом или в виде триппель- 5 призмы.

Погрешность изготовления прямого угла определяют следующим образом.

Контролируемую призму 4 устанавливают на предметном столе (на фиг. не показан)

одной из граней, образующих прямой угол, на оптической оси автоколлиматора 1, из которого на эту грань, например правую, направляют коллимированный пучок лучей (фиг.2). Перед формированием автоколлимационных изображений марки между контролируемым элементом и плоским отражателем 2 в прямом ходе лучей устанавливают ретроотражатель 3 на том же предметном столе. Плоскость симметрии ретроотражателя 3 совмещают с плоскостью симметрии измеряемого прямого угла призмы 4. Коллимированный пучок лучей из автоколлиматора 1 после последовательного отражения от граней прямого угла и третьей отражающей грани призмы 4 направляют в прямоугольный двугранник 3 типа БР-1800 и с помощью его снова возвращают в призму 4 на ту же правую грань после отражения от третьей грани. В той же последовательности, что и в первый раз, пучок лучей отражается от граней прямого угла и, пройдя через призму 4 второй раз, попадает на отражатель 2, после отражения от которого пучок лучей по тому же пути возвращается в автоколлиматор 1. Таким образом, с помощью плоского отражателя2формируютпервоеавтоколлимационное изображение марки, угловое положение «1 которого фиксируют в поле зрения автоколлиматора 1.

Затем предметный стол вместе с призмой 4 и двугранником 3 без изменения их взаимного расположения, как одно целое, перемещают в плоскости, перпендикулярной к оптической оси автоколлиматора 1, устанавливая на этой оси вторую грань измеряемого прямого угла Пучок лучей из автоколлиматора 1, пройдя преломляющую грань, целиком падает на эту вторую (левую) грань прямого угла (фиг.З) После последовательного отражения от граней прямого угла и третьей грани призмы 4, граней прямоугольного двугранника 3 и повторного отражения в той же последовательности от граней прямого угла после отражения от третьей грани на обратном пути пучок лучей попадает на отражатель 2, с помощью которого в обратном ходе лучей в автоколлиматоре1формируютвтороеавтоколлимационное изображение марки. Фиксируют его угловое положение a i в поле зрения автоколлиматора 1, снимая отсчет по сетке

Для первого положения призмы 4 и двугранника 3 справедливо соотношение

n(5cos i a ,

где () погрешность изготовления прямо го угла призмы 4

п показатель преломления материала призмы (для зеркального элемента п - 1)

i угол падения осевого луча относительно перпендикуляра к ребру измеряемо го прямого угла

/7 - отклонение плоскости отражателя 2 от угла 90°, который она образует с осью

0 выходящего из автоколлиматора 1 коллими- рованного пучка лучей в плоскости, перпен- дикулярной плоскости симметрии измеряемого прямого угла призмы 4 и проходящей через ось коллимированного пучка

5 лучей.

Для второго положения призмы 4 и двугранника 3 справедливо соотношение

2 ft - 8 п 6 cos i аг

Из двух соотношений определяют погрешность д изготовления прямого угла призмы 4 по разности отсчетов угловых положений изображения марки

6 ( а.2 -а )/16 n cosi.

С помощью предлагаемого способа можно определить погрешность изготовления прямого угла пентагональной призмы 4, образованного крышей, выполненной на одной из ее отражающих граней, т.е. приз- менного элемента типа БкП-90°, и прямого угла прямоугольной призмы 4, обрэзованного крышей, выполненной на ее отражающей гипотенузной грани, т.е. призменного элемента типа АкР-90°. Схемы расположения пентагональной призмы 4 с крышей (БкП-90) и прямоугольной призмы 4 с крышей (АкР-90°) и прямоугольного двугранника 3 (БР-1800) показаны на фиг.4 и 5 соответственно.

Благодаря установке между контролируемым элементом и плоским отражателем

в прямом ходе лучей ретроотражателя и перемещению его указанным способом с кон- тролируемым элементом возрастает величина угловых отклонений автоколлимационных изображений марки в поле зрения

автоколлиматора в каждом из двух положений контролируемого элемента и ретроот- рэжателя. Соответственно возрастают чувствительность и точность определения погрешности изготовления прямого угла

зеркально-призменных элементов. Кроме того, благодаря тому, что совокупность контролируемого элемента и ретроотражателя является световозвращающим компонентом, стало возможным контролировать зеркяльно-призменные элементы с различным по номиналу угловым отклонением пропускаемого через них пучка лучей.

Формула изобретения Способ определения погрешности изготовления прямого угла зеркально-призмен- ных элементов, заключающийся в том, что направляют на грани, образующие прямой угол, коллимированный пучок лучей и формируют с помощью плоского отражателя ав- токоллимационные изображения марки, последовательно устанавливая на оптической оси автоколлиматора сначала одну грань прямого угла, затем - другую, по положению изображений марки в поле зрения

автоколлиматора определяют погрешность изготовления прямого угла, отличающий- с я тем, что, с целью повышения точности определения погрешности и расширения

номенклатуры контролируемых элементов, перед формированием автоколлимационных изображений марки между контролируемым элементом и плоским отражателем в прямом ходе лучей устанавливают ретроотражатель и при установке граней прямого угла одновременно перемещают контролируемый элемент и ретроотражатель в плоскости, перпендикулярной к оптической оси, а определение погрешности производят по разности отсчетов положений изображений марки,

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения погрешности изготовления прямого угла зеркально-призменных элементов. Цель- повышение точности определения погрешности изготовления прямого угла и расширение номенклатуры контрольных элементов. Способ заключается в том, что последовательно отражают коллимированный пучок лучей от граней элемента, образующих прямой угол, пропускают пучок, прошедший элемент, через вспомогательный ретроотражатель и с помощью его пучок снова возвращают в элемент. В той же последовательности, что и в первый раз пучок отражают от граней прямого угла и после выхода из элемента переотражают плоским отражателем, дважды пропускают через элемент в обратном направлении с помощью того же ретроотражателя и фиксируют угловое отклонение пучка на выходе элемента. Затем элемент вместе с вспомогательным ретроотражателем, как одно целое, перемещают в плоскости, перпендикулярной коси коллимированного пучка лучей, операции повторяют и погрешность изготовления прямого угла определяют по разности обоих зафиксированных угловых отклонений пучка. 5 ил. сл с

4

Фиг.2

I

Фиг.1

f

Фиг.З

-3

Фиг.4

Фиг.5