Оптический прибор для измерения углов Советский патент 1947 года по МПК G02B11/26 G01C1/00 G02B5/08 

Предлагаемый оптический прибор, предназначенный для измерения углов шлифованных призм путем сравнения величины измеряемого угла с углом эталонной призмы, работает с помощью скользящих лучей и снабжен автоколлимационной трубой.

В отличие от известных приборов того же целевого назначения, оптическая схема которых рассчитана не на непосредственное измерение угла, а на определение лишь положения одной стороны угла, другая сторона которого лежит на какой-либо подставке, в предлагаемом приборе применены два подвижных зеркала, обеспечивающие возможность отражения скользящих лучей от двух граней призмы, угол между которыми измеряется, а автоколлимационная труба снабжена автоколлимационным окуляром. Этим достигается исключение влияния на точность измерения неровности подставки корки на призме и т. п.

На фиг. 1 показан в перспективе предлагаемый прибор, на фиг. 2 и 3 - в двух проекциях ход лучей, отражаемых горизонтальной гранью исследуемой призмы, а на фиг. 4

19 Свод в. S.

и,5-то же, но с ходом лучей, отражаемых вертикальной гранью призмы.

В приборе (фиг. ) расположены неподвижная платформа 7 с шипами 2, предназначенными для установки измеряемых призм 3, и дугообразный кронштейн 4, вращающийся вокруг оси 5 посредством .микрометренного винта 6.

С н;1атформой / соединено светораспределительное зеркало 7, которое с пол5ощью специального винта S может устанавливаться по отношению к платформе под различными углами наклона.

В нижней части кронштейна 4 нет подвижно (приблизите гьно в вертикальном положении), укреплено зеркало 9. В пазах дуги кронштейна может передвигаться колодка 10, несущая другое зеркало /7. Зеркало 77 может вращаться вокруг расположенной в колодке Ю оси 72 с помощью микрол етренного винта 13.

В передней части прибора находится снабженная сеткой автоклимационная труба 74, в левой части которой помещается горизонтальная светящаяся щель 75, а в правой - вертикальная шкала 16. другими сло289

вами труба 14 снабжена автоколлимационным окулятором Аббе. Труба. /./ может вращаться вокруг своих горизонтальной и вертикальной осей.

В рабочем положении труба 14 наклонена в нижней грани измер емой призмы 3 нод }TjiojM «скольжения., т. е. под таким малым углом, при котором шлифованная поверхность начинает отражать падающий на нее свет, как полированная.

Свет, падающий из щели на объектив (фиг. 2 и 3), выходит из трз/бы в виде широкого светового цилиндра (диаметр его равен диал1етру объектива). Однако бо;иэшая часть света этого цилиндрического пучка теряется бесполезно в пространстве и непосредственно в процессе измерения участвуют лишь четыре узких пучка, вырезаемых из общего светового потока совокупным распо гожением нижней и верхней граней призмы и заднего верхнего и светораспределительного зеркал, а именно: пучок / направляется под углом ско;1ьжения на нижнюю грань Л призмы 3, отражается от нее, падает на заднее зеркало 9, снова отражается и возвращается в трубу, давая на ее сетке блик /.

Ниже пучка / идет пучек //. Oif направляется из трубы на заднее зеркало 9, отражается от него, надает под yiViOM скольжения на гшжнюю грань призмь 3. отражается от нее и возвращается в трубу, давая па ее сетке блик //.

В том случае, когда зеркало ) будет перпендикулярно грани Я призмы или, что тоже, когда нормаль зеркала 9 будет парал.чельно грани П призмы, входящие в трубу части пучков / и // будут между собой параллельны и оба блика / и // сольются в одип блик.

Еще ниже, чем пучки / и //, выходит из трубы пучок /// (фиг. 4 и 5). первоначально он перехватывается светораспределительным зеркалом, которому придап такой }шклон, чтобы направленный на него пучок ///, отразившись от него, попал бы па верхнюю 1рань О призмы 3 под углом скольжения. Отражаясь от верхней грани О призмы 3, пучок ///

,290

падает на верхнее зеркало //, отражаясь от последнего, снова падает па светораспределительное зеркало 7, отражается от него и возвращается в трубу, давая на ее сетке блик ///.

Ниже всех идет пучок IV. Он выходит из трубы, падает на светораспределительное зеркало 7, отражается от него, падает па верхнее зеркало //, отражаясь от него, падает на верхнюю грань О призмы 3 под углом скольжения, отражается ит нее, снова падает па светораспределительпое зеркало 7, опять от него отражается и возвращается в трубу, дава на ее сетке блик IV.

В том случае, когда верхнее зеркало // перпендикулярно верхней грани О призмы 3, или, что тоже, когда нормаль верхнего зеркала 7/ пара; лельна верхней грани О призмы 3, входящие в трубу части пучков /// и IV будут между собой параллельны и блики /// и IV сольются в один блик (фиг. 5).

Само измерение угла призмы производится следующим образом: берут эталонную призму с полированными, гранями (значение угла эталона предварительпо измеряется весьма точно с помощью гониометра) и ставят ее на щипы 2. Очевидно, что нижняя грань эталонной призмы и нормаль, заднего зеркала 9 будут приблизительно параллельны друг другу. Затем колодку 10 верхнего зеркала 7/ передвигают в пазах кропщтейпа 4 так, чтобы пормаль этого зеркала заняла также положение приблизительно параллельное верхней грани эталонной призмы. В поле зрения трубы будут видны разощедщ - еся между собой пары бликов I и II и /// и IV. Винтами 6 и /3 сводят их в два б.лика. При этом норлшли зеркал У и 7/ будут параллельны гранял эталонной призмы. Таким образом, на кронштейне -/ прибора с помощью этих зеркал скажется зафиксированной величина угла эталонной призмы.

После этого снимают эталонн ю призму и ставят на ее место измер)емую призму J. Так как установка этой призмы производится не очень тщательно, то нижняя грань ее уже не будет пара.;1лельна нормали заднего зеркала 9, в результате чего блики / и // в трубе снова разойдутся (блики /// и IV, понятно, тоже разойдутся, так как в общем случае верхняя грань О призмы не будет параллельна нормали верхнего зеркала 77).

Вращая с помощью винта 6 весь кронштейн 4 с обоими зеркалами, совмещают блики / и // в один блик (при этом, очевидно, блики /// и IV тоже сблизятся или раздвинутся на ту же величину расхождения бликов /и //до вращения винтом). После поворота винта 6 нижняя сторона зафиксированного на кронштейне 4 угла зталонной призмы (нормаль зеркала 9) совпадает с нижней гранью П призмы 3, а верхняя сторона угла (нормаль верхнего зеркала 77) будет отклонена от верхней грани О призмы 3 (от положения параллельности с ней) как раз на величину разницы значений углов эталонной и измеряемой призм. Вследствие этого, расхождение бликов /// и iV оказывается пропорциональным величине этой разницы, и его всегда можно примерить с помощью вертикальной шкалы 76 сетки, цена деления которой зависит от линейного расстояния между ее штрихами и фокусного расстояния объектива трубы.

Таким образом, как уже указывалось выше, особенность прибора заключается в том, что участвующие S и.змерении угла скользящие лучи

выходят из одной трубы, обтекают одновременно обе образующие измеряемого угла грани призмы, после соответствующих отражений возвращаются в ту же самую трубу, причем на точность измерения углов совершенно не влияют такие факторы, какплохое качество шипов, наличие на них пыли, наличие наждака на призме, недостаточно тщательная установка призмы на шипах и пр.

Факторами, ограничивающи ии точность измерения, являются ширина светящейся щели, оптические качества объектива автоколлимационной трубы, контрастная яркость получающихся на сетке бликов и, наконец, механические качества осей и винтов, вращающих заднее и верхнее зеркала.

Предмет изобретения

Оптический прибор для измерения углов шлифованных призм, работающий с помощью скользящих лучей и снабженный автоколлимационной трубой, отличающийся тем, что, с целью исключения влияния на точность измерения неровности подставки, корки на призме и т. п., применены два подвижных зеркала, обеспечивающие возможность отражения скользящих лучей от двух граней призмы, угол .между которым измеряется а автоколлимационная труба снабжена автоколлимационным окуляром Аббе.

IS

2S1

Фиг. 2

Фиг. 3