ОПТИЧЕСКИЙ МИКРОМЕТР Советский патент 1972 года по МПК G01B11/02 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а именно к оптическим измерительным средствам, и используется для контроля с высокой точностью отклонений от номинального размера прецизиоппых оптических деталей и деталей приборостроения, проводимого, например, в условиях термостатировання.

Известны оптическне микрометры, содержащие прозрачную плоскопараллельпую пластинку, основанные на измерении малого смещения светового луча при перемещении оптического элемента и использующие явление преломления лучей в толще стекла. Известные микрометры не обеснечивают высокую точность измерения из-за norpenjHOCTH аттестации шкал, погрещности совмещения щтрихов и погрещностн отсчета. Эти погреипюсти имеют одну величину и рдипаково влияют на точность измерения.

Цель изобретення - созданне оптического микрометра для высокоточных измерений, обладающего больщим масиггабом измерения, который повышает точность измерения сведением погреин{ости отсчета к величиие высшего норядка малости (масштаб измерения - это отм10щен.ие величины неремен ения он1тичеСй ого элемента к смещению изображения объекта, обусловленного этим перемещением).

мом микрометре пластин-ка выполнена в виде кругового сектора с осью вращения, проходящей через его верщину, вдоль боковых поверхностей которого нанесена полоска отражающего покрытия, а его передняя поверхность снабжена шкалой.

Круговой сектор выполнен из нрозрачного материала, например стекла. Узкий пучок, падая на отражающие поверхности сектора нод углом полного внутреннего отражения, смещается на небольшое расстояние, определяемое величиной угла отражения. Это смещение обусловливается явлеиием переноса световой поверхности вдоль поверхности раздела двух сред (стекла и воздуха) при полном внутреннем отражении.

На фиг. 1 изображено явленне переноса световой эпергни вдоль поверхности раздела двух сред при полном внутреннем отражении; иа фнг. 2 - общий вид предлагаемого микрометра и ход лучей через него.

На заднюю грань стекляп1ной 1нластин1кн 1 (фиг. 1) под углом полного внутреннего отражения иадает узкий световой нучок, отражается от этой грани и смещается на величину d, которая может изменяться нрн изменении угла ср надения лучей. На этом нрииципе и построен оптический микрометр.

с углом меньше 180°, вращаемой вокруг оси 2, проходящей через верщину сектора параллельно ребру пластинки. Величина угла при верщипе сектора рассчитывается, исходя из величины угла его поворота вокруг оси так, чтобы углы ф1 и ф2 отражения пучков лучей от граней сектора находились в пределах заданного диапазона углов полного внутреннего отражения. На боковые новерхности пластинки на половину высоты нанесено отражающее покрытие 3, а на нередпей круговой поверхности сектора имеется шкала 4 заданного маещтаба.

Узкий световой луч 5, пройдя через стекло, разделяется па два луча 6 и 7, смеп1енных один относительно другого на некоторую величину d.

При такой форме стеклянной пластинки оптического микрометра ее боковые поверхности расположены под определенным углом, образуя угловое зеркало, свойством которого является инвариантность направления отран ;аемых лучей нри повороте его вокруг ребра. Таким образом, поворот микрометра вокруг оси не влияет на положение отраженных лучей относительно визирной оси, т. е. происходит смещение только луча 7, обусловленное явлением переноса световой энергии нри нолном внутреннем отражении, а луч 6 остается всегда неподвижен.

Микрометр работает следующим образом.

В начальном положении микрометра углы Ф1 и ф2 отражения лучей от поверхности сектора равны. Поэтому относительное смещение лучей и 7 равно нулю, т. е. они совпадают. Поворачивая стеклянную пластинку вокруг оси, изменяют углы отражения лучей на гранях сектора, что приводит к смещению лучей 6 и 7 один относительно другого. Направление смещения луча 7 относительно луча 6 совпадает с направлением вращения пластинки. Поворот микрометра в другую сторону от начального положения вызывает смещение луча 7 относительно луча 6 в противоноложную сторону.

Предмет изобретения

Оптический микрометр, содержащий прозрачную этлоокопараллельную тглаети.нку, отличающийся тем, что, с целью новыщепия точности измерения, пластинка выполнена в виде кругового сектора с осью вращения, проходящей через его вершину, вдоль боковых поверхностей которого нанесена полоска отражающего покрытия, а его передняя новерхность снабжена шкалой.

Фиг f

Фиг.2