Устройство для контроля угловых параметров плоскопараллельных пластин Советский патент 1982 года по МПК G01B11/26 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ УГЛОВЫХ ПАРАМЕТРОВ ПЛОСКОПАРАЛЛЕЛЬНЫХ ПЛАСТИН

1

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано, в частностн, для контроля угловых параметров (влиновидности, угла отклонения выходяшего луча) как про зрачных, так и непрозрачных полированных . плоскопараллельных пластин.

Известно устройство для контроля углов отклонения лучей плоскопараллеяьной пластинкой, содержащее коллиматор и ,р зрительную трубу, предварительно ycTat новленную так, что ее оптическая ось параллельна оптической оси коллиматораС Недостатками известного устройства. 5 являются невысокая точность, невозможность непосредственного определения клиновидности прозрачных пластин, которую необходимо контролировать, например, на подложках двусторонних зеркал, невоз- 20 можность определения клиношдности непрозрачных пластин.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для контроля угловых параметров плоокопараллельных пластин, содержащее а токоллиматор и предметный столик.

При контроле угловых параметров пластин автокоштиматор расположен так, что его оптическая ось перпендикулярна опорной плоскости предметного столика. На столик устанавливают пластину, например прозрачную, и измеряют угловое расстояние между наблюдаемыми в поле зрения бликами, образованными светом автоколлиматора, отраженным от поверхностей пластины. Если же пластина непрозрачная или нет возмо)|сности определить показатель преломления стекла, то измеряют угловые параметры следующим образом.

На прюдметвый столик устанавливают последовательно образцовую (эталонную) деталь, затем контролируемую. Угловая величина смещения автоколлимацисжного блика от верхних поверхностей сменяемых деталей характеризует величину клиновидности121. 397 . Однако известное ус ройсгво имеет низкую производительность контроля, поскольку угловые параметры невозможно определить непосредственно, а для косвенного определения необходимо предва- ритепьно определить показатель преломления стекла, что довольно трудоемко; низкую точность контроля из-эа погрешности определения показателя предомления, из-за погрешности базирования образповой и контролируемой деталей на предметном столике прибора, а также из за раздельного, а не одновременного наблюдения бликов в поле зрения; низкую надежность контроля,- так как не определена погрешность базирования (случайная величина) пластин на предметном столике и возможно расстраивание измерительной схемы устройства во время бмены деталей. Цель изобретеш{я повышение производительности, точности и надежности контроля угловых параметров (угла отклнения выходящего яуча и кчиновидности) гоюскопарачлельных пластин. Поставленная й.епь достигается тем, что устройство для контроля угловых параметров плоскопаралпельных пластин снабжено оптическим блоком, расположен ным в ходе световогб пучка автоколлима тора над предметным столиком и выполненным в виде ромбической призмы со светодели тельным покрытием на одной из ее ограждающих граней и клина с утлом 45 между его гранями, склеенных между собой так, что одна из граней клина сопряжена с отражающей гранью со све- тоделительным покрытием ромбической призмы, а ребро его перпендикулярно ее главному сечению, и призмой БКР-180 для взаимного сопряжения двух вышедши из ромбической призмы и клина параллел ных световых пучков, расположенной под предметным столиком. На фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства для контроля угловых параметров плоскопараллельных пластин; на фиг, 2 - поле зрения автоколлиматора в момент измерения. . Устройство содержит автоколлимагор 1, предметный столик 2, оптический &IO расположенный в светового пучка автоколлиматора 1 над предметным столиком 2 и выполненный в виде ромбичес кой 3 со светоделительным покрытием 4 на одной из ее отражающих граней и клина 5 с утлом 45° между ег гранял4и, склеенных между собой так, чт одна из граней клина сопряжена с отражающей гранью со светодел и тельным itoкрытием 4 ромбической призмы 3, а ребро его перпендикулярно ее главному сечению, призму .6 BKP-ISO. Устройство работает следующим образом. При отсутствии контролируемой плоскопараллельной Пластины 7 на предметном столике 2 в центре поля зрения ав- токоллиматора 1 наблюдается один яркий блик, например, в виде перекрестия, представляющий собой изображение марки. Контролируемую плоскопараллельную пластину 7 (прозрачную или непрозрачную) устанавливают на предметный столик 2. В случае прозрачной пластины в поле зрения автоколиматора будут наблюдаться шесть бликов (фиг. 2); два ярких и неподвижных при наклонах предметного столика 2 с пластиной 7 блика А и А, образованных светом пучков П и Пл, прошедшим через контролируемую пластину 7, и группа из четырех, расположенных на одной линии, бликов В, В, С и Cj/ перемещаюшаяся в поле зрения при наклонах контролируемой пластины 7 без изменения их относительного расположения. Блики Вх), С и Bj, С 2 образованы светом пучковП и П соответственно. отралсенным от обеих поверхностей контролируемой пластины 7. При этом угловое расстояние об между бликами А и Art характеризует величину о - угол отклонения выходящего луча пластиной и связано с ней формулой об 2 сА а угловое расстояние fb между бликами В и В, характеризует клиновидность Q контролируемой пластины и связано с ней формулой/5 2 0.. Последняя формула справведлива и для непрозрачных пластин, причем в этом случае блоки А и А2, С и С в поле зрения отсутствуют. Обе формулы показывают, что угловые расстояния оС и /Ь не зависят от показателя преломления стекла контролируемой пластины, а следовательно, нет необходимости его определения Рля возможности оценки любого параметра ( cf или 0 ). Исключение необходимости определения показателя преломления стекла контролируемой пластины, а также возможность контроля обоих параметров за одну установку пластины 7 на предметном столике 2 обеспечивает повышение производительности контроля. Равенство коэффициентов в формулах, связывающих величины cL и сЛ, |Ъ и 6 обеспечивает возможность, учитывая этот коэффициент при градуировке шкалы устройства, непосредственно определять величины о и 0 по шкале, а не расчетным путем, что также спо собствует повышениюпроизводительности гонтропя. Важной особенностью предлагаемого устройства является абссяютная нерасстраиваемость его измерительной схемы для определения обоих величин о и 9, Никакие.малые подвижки автоколлиматора 1, оптического блока, призмы 6 BKP-ISO или предметного столика 2 с контролируемой пластиной 7 не влияют на угловые расстояния оС и р между бликами в поле зрения. Нерастраиваемость измерительной схемы, а также исключения влияния погрешности базирования пластины на результаты измерений обеспечивают более высокую надежность контроля. Одновременное, а не раздельное во времени наблюдение бликов в поле зрения, исключение погрешностей базирования и определения показателя пре|Ломления стекла контролируемой пластины обеспечивает более высокую тцчность контроля. -Формула изобретения Устройство тя контроля угловых параметров плоскопараллельных пластин. содержашее автоколлиматор и предметный столик,О тличаюшееся тем, что, с.целью повышения производительности, точности и надежности контроля, оно снабжено оптическим блоком, расположенным в ходе светового пучка автокоялиматора над предметным столиком и выполненным в виде ромбической призмы со светоделительным покрытием на одной из ее отражающих граней., и клика с углом 45° между его гранями, склеенных между собой так, что одна из граней клина сопряжена с отражающей гранью со светоделительным покрытием ромбической призмы, а ребро его перпендикулярно ее главному f /сечению, и призмой БКР-180 для взаимного сопряжения двух вьпиедших из ромбической призмы и ;хлина параллельных световых пучков, расположенной под предметным ликом. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Кривовяз.Л. М. и др. Практика оптической измерительной лаборатории, М,, Машиностроение, 1974, с. 157. 2.Афанасьев В А. Оптические изме рения, М., Недра, 1968, с. 5О-51 (прототип).