DD139455A1 - Planplattenmikrometer fuer nach dem autokollimationsprinzip arbeitende messgeraete - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Planplattenmikrometer für nach dem Autokollimationsprinzip arbeitende Meßgeräte, insbesondere Autokollimationsfernrohre, mit dem Ziel, die Meß- und Ablesegenauigkeit zu erhöhen. Die Aufgabe sieht vor, durch besondere Strahlenführung eine Möglichkeit der Innenablesung zu schaffen. Das Planplattenmikrometer besitzt in einem durch den Teilungswürfel des Meßgerätes gewonnenen zweiten Strahlengang, zwischen dem Teilungswürfel· und einer Planparallelplatte ein Umlenkglied und ein zusätzliches Objektiv. Das diesem Strahlengang zugeordnete Feld der Planparallelplatte besitzt einen Reflexionsbelag, der auf der dem zusätzlichen Objektiv zugewandten Fläche der Planparallelplatte aufgebracht ist. Anwendungsgebiet: Feinmeßgeräte, insbesondere Autokollimationsfernrohre. - Fig.1 -

Description

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Anwendungsgebiet der Erfindung: '

Die Erfindung betrifft ein Planplattenmikroraeter für nach dem Autokollimationsprinzip arbeitende Meßgeräte, insbesondere für Autokollimationsfernrohre, die für Richtungsprüfungen vor allem im Meßwesen und Maschinenbau angewendet werden.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen: Zu den bekanntesten, nach dem Autokollimationsprinzip arbeitenden Meßgeräten gehören die¹Autokollimationsfernrohre. Solche Fernrohre umfassen ein Pernrohrob.jektiv, ein Okular und einen dazwischen angeordneten Strahlungsteiler. Eine beleuchtete Zielmarke wird über den Strahlenteiler und das Objektiv nach unendlich abgebildet. Von einem am zu prüfenden Objekt vorgesehenen Spiegel wird das Bild der Zielmarke ins Fernrohr zurückgeworfen, und dessen Lage in bezug auf eine Okularstrichmarke ist ein Maß für die. Richtungsabweichung des Objektes zum Autokollimationsstrahlengang. Durch mechanische Meßeinrichtungen, die auf eine Planparallelplatte einwirken und diese entsprechend verkippen, kann die Versetzung des reflektierten Strichmarkenbildes zur Okularstrichmarke in zwei Koordinatenrichtungen größenmäßig ermittelt werden,

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Die Ablesung der Meßwerte erfolgt außen am Fernrohr an Meßtrommeln.

So sind insbesondere für Autokollimationsfernrohre.Planplattenmikrometer bekannt, bei denen die Planparallelplatte durch eine Mikroraeterschraube über ein Hebelgetriebe bewegt wird. Der Meßwert wird an einer Mikrometertrommel abgelesen. .. Weiterhin sind Planplattenmikrometer bekannt, bei denen die Planparallelplatte durch eine Steuerkurve gekippt wird. Der Yerdrehwinkel der Steuerkurve kann an einem Teilkreis im Okular des Gerätes abgelesen werden und ist ein Maß für den Kippwinkel der Platte. Ungenauigkeiten in der Steuerkurve und Lose im Übertragungssystem bewirken Meßfehler.

Ferner sind Pianplattenmikrometer mit einer Planparallelplatte fest vorgegebener Neigung bekannt. Durch Drehung der geneigten Platte um die optische Achse des Fernrohres kann die Auslenkung des Lichtes in einem Azimut verringert werden, während sie sich im rechtwinklig dazu liegenden vergrößert. Hierbei ist der Drehwinkel der Platte wiederum ein Maß für die Auslenkung des Lichtes, welcher an einem Teilkreis im Okular abgelesen wird.

Diese Einrichtungen besitzen erhebliche Nachteile, die . die Meß- und Ablesegenauigkeit herabsetzen. So sind

.25 mehrere bewegte Teile an der.Meßwertbildung beteiligt, zwischen denen Lose auftritt. Weiterhin wirken sich Steigungsfehler der Meßspindeln und Unlinearitäten von Antrieb und Planparallelplatte genauigkeitsmindernd aus. Für den Messenden ist die Umakkomodation störend, welche zwischen Okularbildbeobachtung und der Ablesung an der Meßtrommel notwendig ist«

Ziel der Erfindung:

Es ist der Zweck der Erfindung, diese !Nachteile zu besei- tigen und die Meß- und Ablesegenauigkeit von nach dem Autokollimationsprinzip arbeitenden Meßgeräten zu erhöhen.

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Darlegung des Wesens der Erfindung: . Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, an einem Planplattenmikrometer für nach dem Autokollimationsprinzip arbeitende Meßgeräte durch eine besondere Strahlenführung die Möglichkeit der Innenablesung zu schaffen, und durch Verringerung der bewegten Teile die Meßgenauigkeit und Zuverlässigkeit zu erhöhen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei-einem Planplattenmikrometer für nach dem Autokollimationsprinzip arbeitende Meßgeräte dadurch gelöst, daß in einem durch einen Teilungsv/ürfel gewonnenen zweiten Strahlengang zwischen dem Teilungswürfel und der Planparallelplatte ein Urnlenkglied und ein zusätzliches Objektiv angeordnet sind, und daß das diesem Strahlengang zugeordnete PeId der Planparallelplatte einen Reflexionsbelag aufweist, der auf der dem zusätzlichen Objektiv zugewandten Fläche der ' Planparallelplatte aufgebracht ist. Dabei ist es insbesondere für Justierzwecke vorteilhaft, daß das zusätzliche Objektiv eine vorzugsweise veränderbare Brennweite besitzt.

Es ist ferner vorteilhaft, daß das Umlenkglied ein Spiegelsystem oder ein Umlenkprisma mit zwei Reflexionsflächen ist, und die Planparallelplatte um.zwei zueinander senkrecht stehenden Achsen kippbar ist.

Die Erfindung besitzt den Vorteil, daß an der Meßwert bildung nur ein bewegtes Element, nämlich die Planparallelplatte, beteiligt ist. Für den Beobachter ist es besonders vorteilhaft, daß die Beobachtung sowohl des Meßais auch des Ablesestrahlenganges des Meßgerätes in einem Okulareinblick erfolgt, und daß Winkelminuten, und -sekun-^ den an ein und derselben Teilung abgelesen werden können_c Durch eine Verringerung bewegter Teile wird die Lose zwischen den bewegten Teilen verkleinert und damit Meßfehler verringert«

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' Ausführungsbeispiel: .

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Fig· 1 den optischen Aufbau eines Autokollimationsfern-

. rohres mit Planplattenmikrometer und Mg« 2 ein Okularstrichplattenbild zur Ablesung der

Meßwerte, Die Grundlage für das Planplattenmikrometer mit Kippwinkelinnenäblesung bildet ein Autokollimationsfernrohr in bekannter Bauweise, Längs der optischen Achse 0-0 sind ein Objektiv 1, ein Teilungswürfel 2 mit einer Teilungsflache 3, eine.Okularstrichplatte 4 und ein Okular 5 angeordnet. Die optische Achse O'-O' steht senkrecht auf der Achse 0-0, Der Schnittpunkt beider Achsen liegt in der Teilungsfläche 3. Diese ist so gelegt, daß das eine Kollimatorstrichplatte 6 durchsetzende Licht einer Beleuchtung 7 zum Objektiv 1 geleitet wird.

Eine zur erfindungsgemäßen Kippwinkelinnenablesung ge-.hörende Planparallelplatte 8 steht zwischen dem Teilungswürfel 2 und der Okularstrichplatte 4. Ein Feld der dem Teilungswürfel 2 zugekehrten Oberfläche der Planparallelplatte 8 ist mit einem Reflexionsbelag 9 versehen. Die Planparallelplatte 8 ist um zwei rechtwinklig zueinander und rechtwinklig zur optischen Achse

0-0 . stehende Achsen kippbar. Die Azimut lage dieser Kippachsen deckt sich mit den Koordinatenrichtungen 16 und 17 auf der Okularstrichplatte 4 (Fig«. 2).

Zur erfindungsgemäßen Anordnung gehören weiter ein Umlenkglied 10, vorzugsweise ein Pentaprisma und ein zweigliedriges Objektiv 11. Das Umlenkglied 10 steht auf der Achse O'-O' neben dem Teilungswürfel 2, auf der. der Kollimatorstrichplatte 6 gegenüberliegenden Seite» Es lenkt die optische Achse O'-O¹ um 90° um, damit

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diese auf den Reflexionsbelag 9 der Planparallelplatte 8 trifft. Ein zusätzliches Objektiv 11 ist zwischen Umlenkglied 10 und der Planparallelplatte 8 eingesetzt. Es ist zweigliedrig aufgebaut, um seine Brennweite verändern zu können. Die Brennpunkte der Objektive 1 und 11 liegen in der Ebene der Kollimatorstrichplatte 6 bzw. der Okularstrichplatte 4« Die Strichmarke auf der Kollimatorstrichplatte 6 (ausradiertes Strichkreuz, von der Beleuchtung 7 durchstrahlt) wird in bekannter Weise über den Teilungswürfel 2 mit der Teilungsfläche 3 durch das Objektiv 1 nach unendlich abgebildet. Nach Reflexion des Lichtes an einem nicht zum Gerät gehörigen Planspiegel 12 entwirft das Objektiv 1 ein Bild der Kollimatorstrichplatte 6 auf.

der Okularstrichplatte 4, nachdem der Teilungswürfel 2 und die Planparallelplatte 8 passiert wurden» Die Lage dieses Bildes auf der Okularstrichplatte 4 ist. bekanntlich abhängig von dem Winkel zwischen Spiegelfläche 12 und optischer Achse 0-0_,_ sie kann außerdem durch kippen der Planparallelplatte 8 um eine oder beide Kippachsen in beiden Koordinaten verändert werden.

Die Strichmarke auf der Kollimatorstrichplatte 6 wird aber auch nach Passieren des Teilungswürfels 2 und des Umlenkgliedes 10 durch das Objektiv 11 nach unendlich abgebildet. Die Reflexion des Lichtes erfolgt.nun am Reflexionsbelag 9 der Planparallelplatte 8. Auch durch diesen Strahlengang entsteht ein Bild der Kollimatorstrichplatte 6 auf der Okularstrichplatte 4, denn das reflektierte Licht gelangt über Objektiv .11, Um-lenkglied 10 und Teilungswürfel 2 dorthin. Die Lage dieses Bildes auf der Okularstrichplatte 4 ist ausschließlich von der Winkellage der Planparallelplatte 8 zur optischen Achse. 0-0 .abhängig und verändert sich somit bei Kippung der Platte.

Bei_,4e Bilder der Kollimatorstrichplatte 6 können mit

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dem Okular 5 zusammen mit dem Strichbild auf der Okularstrichplatte 4 beobachtet werden.

Eine spezielle Ausführungsform der Anordnung ist in Fig. dargestellt. Sie ist zutreffend für f_Qb ]. = 300;

1 ^uni^ "Ok ^^e Brennweiten des Objektives 1 und des Okulars 5 sind. Die Teilung 13 auf der Okularstrichplatte 4 stellt eine Winkelminutenteilung bezogen auf die Brennweite des Objektivs 1 von 300 mm dar. Sie,kann also in bekannterer Weise dazu benutzt werden, z. B. die Winkelstellung des Spiegels 12 in bezug zur optischen Achse 0-0 zu bestimmen. Im speziellen Beispiel sind die Dicke der Planparallelplatte 8 und die Brennweite des zusätzlichen Objektivs 11 so abgestimmt, daß sich die Verschiebungen der Bilder 14 und 15 der Kollimatorstrichp.latte 6 durch die Parallelyersetzung und Reflexion an der Planparallelplatte 8 wie 1 :60 verhalten. Wenn also das durch Objektiv 1 erzeugte Bild 14 durch Kippen der Planparallelplatte 8 um 1 Intervall auf der Okularstrichplatte 4 bewegt wird, läuft das über Objektiv 11 erzeugte Bild 15 um 60 Intervalle. Pur dieses Bild stellt die Teilung 13 auf der Okularstrichplatte 4 eine Winkelsekundenteilung, bezogen auf die Brennweite des Objektivs 1 dar.

In Fig. 2 sind zwei Ablesebeispiele für die beiden Koordinaten 16 und 17 dargestellt.

Für Längenmessungen kann ein ähnlicher Interpolator mit dekatischer Unterteilung aufgebaut werden. Durch die geschilderte Form der Kippi^inkelinnenablesung · ' ist sichergestellt, daß sich die vorhendenen Unlinearitäten bei;^;d.er Neigungsbestimmung der Planparallelplatte 8 (Tangensverknüpfung) und der Versetzung durch die Planparallelplatte 8 (Sinusverknüpfung) nicht, addieren. Während der Kippwinkel der Planparallelplatte 8 pro Skalenteil der Teilung 13. mit zunehmendem Abstand von

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der Achse kleiner wird, steigt, die Parallelversetzung durch die Planparallelplatte 8 mit zunehmender Vorneigung an. Durch diese Kompensation ist ein weitgehend linearer Zusammenhang gewährleistet.

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Claims (4)

-8- 20©117 ' Brfindungsanspruch; . . .

1. Planplattenmikrometer für nach dem Autokollimationsprinzip arbeitende Meßgeräte mit einer im Strahlengang des aus Okular, Beleuchtung, Teilungswurfel und Objektiv bestehenden Meßgerätes angeordneten Planparallelplatte dadurch gekennzeichnet, daß in einem durch den Teilungswürfel des Meßgerätes.gewonnenen zweiten Strahlengang zwischen dem Teilungswürfel (2) und der Planparallelplatte (8) ein Umlenkglied (10) und ein zu- sätzliches Objektiv (11) angeordnet sind, und daß das diesem Strahlengang zugeordnete Feld der Planparallelplatte (8) einen Reflexionsbelag (9) aufweist, der auf dem zusätzlichen Objektiv (11) zugewandten Fläche der Planparallelplatte (8) aufgebracht ist.

2» Planplattenmikrometer nach Punkt 1 dadurch gekennzeichnet, daß das zusätzliche Objektiv (11) vorzugsweise eine veränderbare Brennweite besitzt.

3. Planplattenmikrometer nach Punkt 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß das Umlenkglied (10) ein Spiegel-.

system oder Umlenkprisma mit zwei Reflexionsflächen ist.

4. .Planplattenmikrometer nach Punkt .1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß die Planparallelplatte (8) um zwei . zueinander senkrecht stehende Achsen kippbar gelagert ist.

Hierzu ...Z. Selten Zeichnung

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