SU103923A1 - Оптическое отсчетное устройство дл угломерных инструментов - Google Patents

Description

Предметом изобретени   вл етс  оптическое отсчетное устройство , которое может примен тьс  в кипрегел х, тахеометрах, теодолитах , универсалах и вообще в угломерных инструментах, в которых по техническим услови м должна быть исключена ошибка эксцентриситета , а также в инструментах с лине11ными шкалами, взаимно перемещающимис  в диаметрально противоположных направлени х.

Отсчетные устройства, в которых диаметрально противоположные участки угломерных шкал совмещаютс  в поле зрени  одного и того же микроскопа, известны (теодолиты системы Цейсе, Вильда и др.) равно как и применение бипризмы дл  разделени  совмещенных в одном поле зрени  изображений . От указанных предлагаемое устройство отличаетс  тем, что изображение участка угломерной шкалы проектируетс  на другой участок с некоторым заданным увеличением, ббльшим единицы, что позвол ет повысить точность отсчета, практически устранив ошибку от эксцентриситета. Надлежащий выбор увеличени  позвол ет использовать принцип нониуса.

что при применении вспомогательной шкалы дл  удобства отсчета обеспечивает точность и простоту отсчета.

Схема оптического отсчетного устройства представлена на фиг.I и 2.

На алидаде горизонтального или вертикального стекл нного лимба 1-/ ставитс  оптическа  система: дахпризма 2 сложный объектив 3 и пр моугольна  призма 4, проектирующа  изображение делений левой стороны лимба /-/, освещенной пучком света S, на делени  правой стороны так, что они частично перекрываютс . Объектив 3 имеет увеличение Г, подчиненное условию, выраженному уравнением

r.L-n L{n-l),(1)

где: L-линейный интервал одного

делени  лимба; п -число делений левой стороны , изображение которых покрывает п -1 делений правой стороны лимба. Над правой частью лимба на алидаде находитс  микроскоп с объективом 5, бипризмой 6, раздел ющей изображени  диаметрально противоположных делений лимба.

пластинкой 7, несущей индекс 1 и вспомогательную шкалу, и окул ром 8, в поле зрени  которого получаетс  изображение, показанное на фиг. 3 и 4. Если вращать алидаду в ту или другую сторону, то в поле зрени  микроскопа изображени  диаметрально противоположных делений лимба будут каза1 ьс  двигающимис  во взаимно противоположных направлени х. Индекс I на пластинке 7 ставитс  так, чтобы он находилс  на линии совмещенных диаметрально противоположных одноименных гитрихов лимба, например штрихов Л и Л ±180° Л. В таком случае грубый отсчет по лимбу будет давать индекс 1, а точный беретс  по оптическому нониусу по тому же принципу, что и по обычному верньеру.

Представим себе некоторое исходное положение, при котором одноименные диаметрально противоположные штрихи лимба кажутс  в микроскопе совпадающими. Тогда иидекс I окажетс  на линии совмещенных штрихов и даст отсчет по лимбу, равный, допустим, Л (по верньеру отсчет будет равен нулю). Повернем атидаду на малый угол а; совпадающие штрихи Л и Л разойдутс  и окажутс  от индекса 1 на угловых рассто ни х а и Ь. В этом случае отсчет по лимбу будет равен Л, а оптический нониус даст отсчет а. Чтобы убедитьс  в|этом, составим уравнение вида

a+b /fv-/{-Vi(v-Vj). (2)

пон тное из фиг. 3, где v и v -цена делени  лимба и верньера К- номер совпадающего штриха, счита  от младших штрихов Л и Л , ближайших к индексу I. : Подставим в уравнение (1) вместо L его значение г-, где г-

радиус лимба, а р-угол, соответствующий одному делению лимба, выраженному в радианах; тогда

Г-Г---п г-(п -1); рр

отсюда имеем

r.v.(n-l),(3)

в котором и представл ет

собой цену делени  оптического нониуса; подставив v в формулу (3), получим уравнение верньераvi .(n-l),(4)

из которого следует: п:( или, учитыва , что , получим:

п:(п-1)1:Г.(5)

Согласно условию построени  оптического нониуса а:) -.Г; поэтому , согласно формуле (5),

(к

(КПТу(6)

Возьмем производную пропорцию вида:

а п

2п-1

и подставим в нее значение а+Ь из формулы (2); получим уравнени  отсчета по оптическому нониусу:

a(«+b)(v-v,)- (7)

Из формулы (4) следует: (v-Vj), поэтому, подставив в формулу (7) вместо (v-Vj)n его значение , получим:

К-,.(8)

Если прип чь К равным единице, то формула (8) даст отсчет

.,,(9)

представл ющий собой точность устройства. Таким образом, окончательно уравнение отсчета будет иметь вид

(10)

такой же как дл  обычного верньера; поэтому, чтобы вз ть отсчет, надо подсчитать число промежутков К между младшим штрихом А и совпадающим и умножить на точность нониуса t. Чтобы устранить неудобство в определении числа К (в особенности если оно большое), рекомендуетс  пользоватьс  вспомогательной шкалой с ценой делени  равной (ч-1}Г (А- увеличение объектива 5 микроскопа ), котора  имеетс  на пластинке 7. Вспомогательна  шкала служит только фиксатором номера совпадающих штрихов и не оказывает вли ни  на точность отсчитывани , котора  гарантируетс  выполнением услови , выраженного уравне:нием (1).

Если в угломерных инструментах непосредственной передаче изображени  с одной стороны лимба на другую мешает осева  система, то в оптическую систему можно ввести две р.01мбические призмы, как это показано пунктиром на фиг, 2.

На фиг. 5 показана схема устройства дл  универсала с просвечивающими стекл нными лимбами. На ней цифрами 1-Г и 6-& обозначены вертикальный и горизонтальный лимбы, /4 -/5-отсчетный микроскоп, расположенный р5:дом с визирной трубой (подоб:ю оптическим теодолитам Вильда, Цейса и др.), /2-коллективна  линза или стекл нна  пластгнка с индексом 1 и визуальным окном.

Отсчеты по обоим лимбам берутс  через один микросх :ои, в поле зрени  которого получаетс  изображение малых и больших диаметрально противоположных делений вертикального и горизонтального Н лимбов (фиг. 6). Эти изображени  получаютс  следующим образом. Делени  части / вертикального .-тимба освещаютс  пучком от источника дневного или искусственного света, отраженного зеркальцем S, п далее проход щего через противоположную часть 1 лимба, затем делени  горизонтального лимба 6-6 и, после отражени  в призмах // и 13, попадающего в микроскоп п глаз наблюдател .

Оптическа  система дл  вертикального лимба образуетс : пр моугольной дахпризмой 2, объективом 5 и пр моугольной призмой 4, а дл  горизонтального лимба- дахпризмой 7, объективом 8 и -лризмой 9. Объективы 3 к 8 сложные , симметричные, состо щие из двух отдельных компонентов, что вызываетс  необходимостью масщтабировани  изображений или, иначе, приведением увеличени  объективов к их соответствующим значени м, равным ш. Делени  вертикального лимба проектируютс  объективом 5 в плоскость делений части 6 лимба, а затем объективом S в плоскость делений части 6 и далее вместе с делени ми горизонтального лимба проектируютс  объективом 10 через дахпризму п в плоскость пластинки 12. Таким образом, в визуальных окнах пластинки 12 получаютс  изображени  делений обоих лимбов.

Предмет изобретени 

Claims (3)

1.Оптическое отсчетное устройство дл  угломерных инструментов, выполненное в виде оптической системы, совмещающей в одном поле зрени  два диаметрально противоположные участка угломерной шкалы, отличающеес  тем, что, с целью получени  свободных от ошибки эксцентриситета отсчетов повышенной точности, увеличение оптической системы выполнено ббльшим единицы.

2.Форма выполнени  устройства по п. , отличающа с  тем, что, с целью повышени  точности отсчета, оптическа  система выполнена с увеличением, удовлетвор ющим условию нониуса, образуемого изображени ми диметрально противоположных участков угломерной щкалы.

3.В устройстве по п. 2 применение вспомогательной шкалы в поле зрени  отсчетного микроскопа .