Способ измерения угла поворота изделия Советский патент 1979 года по МПК G01B11/26 G01B9/02 

(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛА ПОВОРОТА ИЗДЕЛИЯ

I

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано, в частности, для измерения угла поворота изделия, например, при проверке и аттестации высокоточных автоколлиматоров и других угломерных приборов в диапазоне углов поворота i 5 угловых .минут с погрешностью не более 0,1 угловой секунды.

Известен способ измерения угла поворота изделия с помощью интерферометра Майкельсона, заключающийся в том, что закрепляют концевые отражатели интерферометра на концах изделия и угол его поворота определяют как отнощение изменения разности хода, вносимой этим поворотом, к длине базы интерферометра 1.

В известном способе отсутствуют средства непосредственного измерения базы.

Известный способ не может обеспечить получение столь высокой точности измерения угла поворота изделия из-за наличия значительной погрешности определения длины базы 1 интерферометра. Приближенно длина базы 1 равна расстоянию между верщинами уголковых отражателей. Н-о верщины отражателей всегда имеют вид площадок.

расстояние между центрами которых может быть измерено практически с погрешностью не менее 0,1 .мм, что при 1 100мм и f всоответствует недопустимо больщой погрешности измерения угла if, равной 0,6 .

Целью изобретения является повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что устанавливают на изделие аттестованную шкалу, частично перекрывая ею концевые отражатели, наблюдают в поле зрения интерферометра одновременно с интерференционными полосами расположенные рядом изображения двух крайних щтрихов шкалы,обраованных оптической системой интерферометра, и определяют длину базы, как расстояние между этими штрихами с учетом поправки, равной расстоянию между изображениями этих штрихов.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства, с помощью которого осуществляется предлагаемый способ; на фиг. 2 аттестованная шкала, закрепляемая на изделии.

Устройство представляет собой интерферометр Майкельсона, содержащий источник

1 света, коядексг iu; 2, диафрагму 3 с пт всрстием, с П-1 сктин 4, свсго,,е.П; Ч ; Ы1Ы1; i 6i-iK 5, . 6-8. KOiiiiCBhic птражгиС-П 9 и 10, ycTaii;iii.;iHHae.ii)c н;; . изделия 11, обьект 11 1л 12 и 13, гзиитовой ,лярный 1нкромет) 14. ахроматический KOMiieiiсатор 15, клииья 16. аттестованную нка.ту 1Z

Г1редлаг;1е 1ый споеоб осхтцеетвляетея следующим образом.

Выходящий от источника света пучок лучей собкраетея кондеьсатором 2 на диас)paiMe 3 с отверетисм, иомещенной Б фокальной плосксюти- обьсктнпа 4. Светоделгггельный кубик 5 разде.тяет палиислций на neio нарал.чельный пучок лучей на два пучка. Первый из ннх, поеле отражения от зеркал fj н 7, падает на конневой отражатель 9, а второй пучок, иоеле отражения от зеркала 8,--на концевой отражатель 10. Отражен( нучкн лучей идут обратно но нрежнн.м нанравленням н нопадают в зрительную трубу, содержащую объективы 12 и 13 li нинтовой окулярный микрометр 14. Концев),1е отражатели 9 и 10 закренлены на изде. 11, угол поворота которого требуется измерить. Зеркало 18, закренленное на противоположной стороне изделия 11, служит д,1Я аттестапии автоколлн.матора (на чертежах не ноказан). Из.мененне разности хода, вызванное поворотом издс.1ия 11, измеряют в белом свете, совмен|ая с номощью ахроматическогх) компенсатора 15 ахроматическую нолоеу с перекрестие.м окулярно о микро.метра 14. Клинья 16 служат для компенсации толщины стекла в двух ветвях интерферометра. Возможно измерять разносит хода и фотоэлектрическим методом счета числа интерфере«ционп1)1х нолос в лазерпо.м евете, что позволит раепжрить пределы измерения. Для измерения длины базы I на изделии закрепляют узкую аттестог амиую гпкалу 17. частично перекрывающую отражатели 9 и 10. Шкала 17 .может быть за.менена пластинкой с двумя нггрихамп, расстояние .между когоры.ми заранее аттестуют с ногренп-юстью I -2 мкм.

С помощью оптической системы самого интерферометра получают в поле зрения зрительной трубы одновременно с интерференционными нолосами изображения двух крайьшх делений щкалы. Если эти изображения точно налагаются одно на другое, то длина базы I равна аттестованному расстоянию о между пггрихами. Еели же изображения двух штрихов не совпадают, то с номощью окулярного микрометра 14 измеряют расстояние между пи.ми, делят это расстояние на увеличение проектирующей оптической системы интерферометра и получают по 1равку . При этом длина базы 1 lot Знак понравки находят по направлению взаимного смещения изображений щтрихов.

Существенно, что изображения двух 1нтрихов шкалы создаются деталями оптической сиетемы са.мого интерферометра,-так как то.чько благодаря этому расстояние .между пггрпхами шкалы, изображения которых совпадают, равно расстоянию между соответетвуюнцими луча.ми двух нучков лучей интерферометра, т. е. равно длине базы интерферометра.

По сравнению с известным снособом точность измерения угла новорота предлагае.мым способом увеличивается в 3-5 раз.

Формула изобретения

Способ измерения угла поворота изделия с; по.мощью интерферометра Майкельсона, заключаюп1ийея в том, что закрепляют концевые отражатели интерферо.метра на концах изделия и угол его поворота определяют как отношение изменения разности ход.а, вносимой этим поворотом, к длине базы интерферометра, отличающийся те.м, что, с целью повышения точности измерения, устанав.жвают на изделие аттестованную шкалу, частично нерекрывая ею концевые отражатели, наблюдают в поле зрения интерферо.метра одновременно с интерференционными полоса.ми расноложепные рядо.м изображения двух крайних штрихов шкалы, образованных оптической систе.мой интерферо.метра, и опреде.чяют длину базы, как расстояние между эти.ми птриха.ми с учето.м поправки, равной расстоянию .между изображениями этих щтрихов.

Источники информации, ирипятые во вни.мание при экспертизе 1. Von. W. Beyer and W. Рапе. WinKelmepeinriehtnng zum Prufen fotoeleetrischer y utocollimationsfernrohre. «FeinuerKtechniK + MesstechniK, 82 Jfelf 6, 1974, 267-269 (прототип).

Н

f