CN1542401A - 光轴与安装基面平行度的检验方法 - Google Patents

光轴与安装基面平行度的检验方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及光轴与安装基面平行度的检验方法：调整平台使平行光管5的光轴、平行光管7的光轴与平板相平行；将被测系统置于平板上，使平行光管十字线及电十字线经被测系统成像在显示器上；当被测系统的光轴与平板不平行时，则这两个十字线图像不重合，调整平台使平行光管7的光轴与被测光学系统的光轴平行；平行光管7的光轴与平行光管5的光轴不再平行，测出两个光轴偏离的角度，则完成了光学系统光轴与其安装基面平行度的检验。本发明采用的平板将被测光学系统的安装平面转换到平板上；利用棱镜将光学系统的光轴与平板的平行度的测量转换为两个平行光管光轴平行度的测量。可广泛应用于航天、航空光学系统光轴与其安装基面平行度的检验。

Description

光轴与安装基面平行度的检验方法
技术领域：本发明属于光学仪器检验技术领域，尤其涉及一种对光学系统光轴与其安装基面平行度的检验方法。
背景技术：随着航空、航天事业的发展，对许多光学系统(如无人机侦察光学系统等)提出了光轴对安装基面平行度的要求。为保证光学系统在使用过程中保持稳定，设计时往往不加调整机构，而是通过机械加工和装调的手段使二者的平行度达到要求，并具有防震抗冲击的性能，确保在使用中不发生变化。这项指标在使用前应进行严格的检查，保证其达到设计要求。光学系统的光轴对安装基面平行度是光学系统一项新的测量指标，目前没有查到关于这项指标的可供参考和借鉴的测量方法。
发明内容：本发明的目的是将要提供一种用于光学系统的光轴与安装基面平行度的检验方法，如图1、图2所示：
(a)调整平台1与平板：(如图1a)首先将平面度较好的平板2置于平台1上，调整平台1使平板2的平面处于水平状态，在平板上放置棱镜；
(b)调整平台4与平行光管5：调整平台4使其上的平行光管5发出的平行光经棱镜反射后自准成像(如图2a)，从而使平行光管5的光轴与平板的平面相平行；
(c)调整平台6与平行光管7：取下棱镜(如图1b)，调整平台6上的平行光管7，平行光管7焦面上的十字线成像在平行光管5焦面上，使平行光管7焦面上的十字线与平行光管5的十字线相重合(如图2b)，这样平行光管7的光轴也与平板的平面相平行，此时平行光管5的光轴与平行光管7的光轴及平板的平面三者相互平行；
(d)测量被测光学系统光轴与平板基面的平行度：
将被测光学系统置于平台1的平板上(如图1c)，被测光学系统的镜头对准平行光管7，使平行光管7焦面上的十字线经被测光学系统形成的图像显示在显示器上，同时显示器的电十字线图像显示在显示器的中心；
当被测光学系统的光轴与平板基面平行，则这两个十字线图像完全重合；
当被测光学系统的光轴与平板基面不平行时，则这两个十字线图像不重合，通过调整平台6使平行光管7的光轴与被测光学系统的光轴平行，显示器上显示平行光管7焦面上的十字线经被测光学系统形成的图像与电十字丝的图像相重合(如图2c)；
之后取下被测光学系统，由于平行光管7的光轴被调整，平行光管7的光轴与平行光管5的光轴不再平行，观察平行光管5的十字线与成像在其焦面上的平行光管7的十字图像也不再重合，(如图2d)利用平行光管5的读数鼓轮度量出平行光管5与平行光管7两个光轴偏离的角度，则完成了光学系统光轴与其安装基面平行度的检验。
本发明测量方法的特点：
由于本发明采用的平板将被测光学系统的安装平面转换到平板平面上，使光学系统光轴与其安装基面平行度的检验转换为光学系统的光轴与平板平面平行度的检验，从而将光学系统光轴与其安装基面两个不易分离、不易测量的量，转换为光学系统的光轴与平板平面这两个可分离可测量的量。
利用棱镜、两个平行光管分别对光学系统的光轴和平板平面进行测量，将光学系统的光轴与平板平面的平行度的测量转换为两个平行光管光轴平行度的测量。
本发明可广泛应用于航天、航空光学系统光轴与其安装基面平行度的检验。
附图说明：
图1a、b、c是本发明实施例的示意图
图2a、b、c、d是本发明的原理示意图
具体实施方式如图所示：
利用本发明的测量的装置包括平台1、平板2、棱镜3、平台4、平行光管5、平台6、平行光管7。
(一)、对平板2的要求
平板的尺寸取决于被测光学系统的安装基面尺寸，对平板平面度的要求取决于被测光轴与基面平行度的要求。
在测量过程中将平板2的平面作为基面，如果基面的平面度不好，就会造成棱镜3的底面与被测光学系统8的安装基面不重合的状况，从而带来测量误差；对于平行度要求为0.3mrad(1.7′)的被测光学系统，要求平板2的平面度优于平行度的1/5，若被测光学系统安装基面的尺寸为150mm×150mm，则平面度误差应优于14μm，平面度公差等级应选择6级。
(二)、对棱镜3的要求
棱镜3在测量过程中是作为一个基准来使用，它可以是直角棱镜也可以是立方棱镜，用它来保证平板2的平面与两个平行光管光轴平行。棱镜可采用直角棱镜，直角棱镜的直角加工误差可达2″以内，足以保证1′精度要求的平行度测量。
(三)、对平行光管5、平行光管7的要求
平行光管5采用0.2秒平行光管，平行光管7采用f550平行光管或0.2秒平行光管。
(四)、图像接收器件
包括：被测光学系统的CCD接收器、显示器及电十字丝做辅助观察。
(五)、对平台1、2、3的要求
平台必须是可调整的，可采用三点调平的方式，但不需要将平台严格调平，只需大致调平即可，目的是减小测量过程中的不稳定因素。
测量前首先将平台1大致调平，平台2和平台3通过直角棱镜将0.2秒平行光管光轴与f550平行光管光轴调同轴，不要求两光轴水平，只要求两光轴平行，因此对平台1的调水平无需严格要求，用分级水泡调平即可。

Claims (1)

1、光轴与安装基面平行度的检验方法，其特征在于：其检验步骤如下：
(a)调整平台(1)与平板(2)：首先将平面度较好的平板(2)置于平台(1)上，调整平台(1)使平板(2)的平面处于水平状态，在平板(2)上放置棱镜(3)；
(b)调整平台(4)与平行光管(5)：调整平台(4)使其上的平行光管(5)发出的平行光经棱镜(3)反射后自准成像，从而使平行光管(5)的光轴与平板(2)的平面相平行；
(c)调整平台(6)与平行光管(7)：取下棱镜(3)，调整平台(6)上的平行光管(7)，平行光管(7)焦面上的十字线成像在平行光管(5)焦面上，使平行光管(7)焦面上的十字线与平行光管(5)的十字线相重合，使平行光管(7)的光轴与平板(2)的平面相平行，此时平行光管(5)的光轴与平行光管(7)的光轴及平板(2)的平面三者相互平行；
(d)测量被测光学系统光轴与平板基面的平行度：
将被测光学系统置于平台(1)的平板(2)上，被测光学系统的镜头对准平行光管(7)，使平行光管(7)焦面上的十字线经被测光学系统形成的图像显示在显示器上，同时显示器的电十字线图像显示在显示器的中心；
当被测光学系统的光轴与平板基面平行，则这两个十字线图像完全重合；
当被测光学系统的光轴与平板(2)基面不平行时，则这两个十字线图像不重合，通过调整平台(6)使平行光管(7)的光轴与被测光学系统的光轴平行，显示器上显示平行光管(7)焦面上的十字线经被测光学系统形成的图像与电十字丝的图像相重合；
之后取下被测光学系统，此时平行光管(7)的光轴与平行光管(5)的光轴不平行，观察平行光管(5)的十字线与成像在其焦面上的平行光管(7)的十字图像也不再重合，利用平行光管(5)的读数鼓轮度量出平行光管(5)与平行光管(7)两个光轴偏离的角度，则完成了光学系统光轴与其安装基面平行度的检验。
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