SU1700357A1 - Устройство дл аттестации базы угломера - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к оптическому приборостроению и может быть использовано дл  интерференционных измерений углов. Цель изобретени  - повышение точности аттестации. Устройство дл  аттестации базы угломера устанавливаетс  между блоками отражател  10 и делител  9. При помощи механизма 6 перемещени  перемещают каретку координатного стола с призмой-кубом и фотоприемником до пересечени  с одним из лазерных лучей пр мого направлени . Центр лазерного луча находитс  по сигналу фотоприемника, которыйподаетс навход дифференциального усилител . Условием дл  точного определени  центра лазерного луча  вл етс  его симметричное расположение на фоточувствительных элементах фотоприемника . В этом случае на выходе дифференциального усилител  стрелка нуль-индикатора должна показывать нулевое значение. Затем перемещают каретку до пересечени  с отраженным лучом от одного из уголковых отражателей блока 10.1 ил. С Ј V 8 W сл 1

Description

Изобретение относитс  к оптическому приборостроению и может быть использовано дл  интерференционных измерений углов.

Известен позиционно-чувствительный фотоприемник (ПЧФ) который содержит набор р-п переходов, образованных ниэко- омной подложкой р-типа и высокоомным слоем n-типа и имеет контакты дл  съема фотонаправлени , которое по знаку изначе- нию зависит от местоположени  облученного участка светочувствительной поверхности ФП.

Недостатком устройства  вл етс  невозможность его применени  дл  измере- ни  рассто ни  между двум  лучами, а только дл  измерени  относительных отклонений положени  одного луча в небольших пределах.

Наиболее близким к предполагаемому решению  вл етс  измеритель базы экза- менатора, представл ющий собой интерферометр с -аттестованной шкалой, где роль шкалы выполн ют концевые отражатели, на которых нанесены два штриха, а дл  измерени  рассто ни  между изображени ми этих штрихов (сведенных интерферометром в одно поле зрени ) установлен измеритель перемещений (микрометр с ценой делени  0,1 мкм).

Недостатком известного решени   вл - етс  отсутствие универсальности, т.е. узкий диапазон аттестации (дл  каждой базы должна быть сво  шкала, т.е. концевые отражатели со штрихами и соответствующие оптические детали должны быть расположе- ны на определенном рассто нии близком аттестуемой базе)относительна  невысока  точность (зависимость от погрешности аттестации шкалы, правильности ее установки и погрешности микрокатора), сложность оп- тико-механической системы (интерферо- метр Майкельсона).

Целью изобретени   вл етс  повышение точности аттестации.

Цель достигаетс  тем, что устройство дл  аттестации базы угломера, содержащее оптическую систему, лазерный измеритель перемещени  и регистрирующий блок, снабжено вторым лазерным измерителем перемещений, расположенным со стороны оптической системы и ориентированным перпендикул рно первому измерителю, оптическа  система выполнена в виде последовательно расположенных и ориентированных в вертикальной плоско- сти уголкового отражател , призмы-куба с отражающей гранью со стороны отражател  и щелевой фрагмы, и установлена на каретке , регистрирующий блок выполнен в

виде позиционно-чувствительного фотоприемника , дифференциального усилител  и нуль-индикатора, выход фотоприемника св зан с входом усилител , выход которого св зан с входом нуль-индикатора.

Благодар  наличию этих признаков повышаетс  точность измерений, например, при интерференционных измерени х угла более, чем на пор док, так как аттестацию базы предлагаетс  проводить методом сравнени  с длиной волны лазерного излучени , а не со штриховой мерой как в известном устройстве. Точность измерени  угла интерференционным угломером находитс  в пр мой зависимости от точности аттестации его базы

а arcsin Ј ,

где а - относительное смещение отражателей при повороте блока отражателей.

Устройство содержит призму-куб 1, щелевую диафрагму 2, регистрирующий блок, выполненный в виде позиционно-чувствительного фотоприемника (ПЧФ) 3, выход ПЧФ св зан с входом дифференциального усилител  4, выход последнего св зан с входом нуль-индикатора, которые установлены на каретке 5 механизма б перемещений, где также установлен отражатель 7 измерител  8 перемещений лазерного.

Условно показаны блок9 делител , блок 10 отражателей и измеритель 11 перемещений лазерный, вход щие в состав угломера.

Призма-куб 1 имеет полупрозрачное покрытие диагональной поверхности и отражающее покрытие одной грани, обращенной на чертеже в сторону отражател  7.

Аттестаци  Ьазы угломера при помощи устройства осуществл етс  следующим образом .

Устройство устанавливают между блоком 9 и 10 угломера так, чтобы измеритель 8 перемещений был ориентирован перпендикул рно измерителю 11 угломера, а в вертикальной плоскости - центр призмы-куба находилс  бы в плоскости лучей угломера. Подвижной кареткой 5 подвод т оптическую систему (призму-куб) визуально до пересечени  с одним лазерным лучом и по нуль-индикатору 4 определ ют точно центр лазерного луча, по отсчетному устройству 8 измерител  фиксируют положени  каретки (первый отсчет), а затем перемещают каретку с призмой-кубом до пересечени  с вторым лучом и, регистриру  его центр по нуль-индикатору, снимают второй отсчет по отсчетному устройству измерител  8 перемещений .

Условием дл  точного определени  центра лазерного луча  вл етс  его симметричное расположение на фоточувствительных элементах фотоприемника. В этом случае на выходе дифференциального усилител  сигнал равен нулю, что и отражает стрелка нуль-индикатора. Затем перемещают каретку до пересечени  с отраженным лучом от одного из уголковых отражателей блока 10. В этом случае лазерный пучок отражаетс  от диагонали призмы-куб 1 на грань с зер- кальным покрытием и вновь направл етс  на фотоприемник 3. Рассто ни  между центрами любых лазерных пучков измер ютс  при помощи измерител  8 перемещени  лазерного .

База интерферометра L показана на чертеже. При поочередном измерении рассто ний между лучами базу L можно определ ть по следующей формуле:

-В+Ск1

Значени  В, d и С определ ют следующим образом.

Устанавливают каретку в первоначальное положение (центр куба-призмы совпа- дает с крайним лучом, т.е. показание нуль-индикатора равно 0) и по отсчетному устройству измерител  8 фиксируют первый отсчет. Затем перемещают каретку во второе положение (центр куба-призмы совме- щен с вторым лучом) и снимают второй отсчет по отсчетному устройству измерител  8. Разность отсчетов соответствует значению С. Далее, перемеща  каретку до пересечени  куба-призмы с третьим лучом и четвертым соответственно, измер ют d и В. С блока 9- считываютс  линейные величины с дискретностью 0,01 мкм.

Не нулевое показание нуль-индикатора свидетельствует о том.что центр куба-призмы находитс  вблизи центра лазерного луча и, следовательно, куб-призму с кареткой необходимо довести до центра луча, наблюда  за движением стрелки нуль-индикатора.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и   Устройство дл  аттестации базы угломера , содержащее оптическую систему, лазер- ный измеритель перемещени  и регистрирующий блок, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности аттестации , оно снабжено вторым лазерным измерителем перемещений, расположенным со стороны оптической системы и ориентированным перпендикул рно первому измерителю , оптическа  система выполнена в виде последовательно расположенных и ориентированных в вертикальной плоскости уголкового отражател , призмы-куба с отражающей гранью со стороны отражател  и щелевой диафрагмы, и установлена на каретке , регистрирующий блок выполнен в видепозиционно-чувствительного фотоприемника, дифференциального усилител  и нуль-индикатора, выход фотоприемника св зан с входом усилител , выход которого св зан с входом нуль-индикатора.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Устройство для аттестации базы угломера, содержащее оптическую систему, лазерный измеритель перемещения и регистрирующий блок, отличающееся тем, что, с целью повышения точности аттестации, оно снабжено вторым лазерным измерителем перемещений, расположенным со стороны оптической системы и ориентированным перпендикулярно первому измерителю, оптическая система выполнена в виде последовательно расположенных и ориентированных в вертикальной плоскости уголкового отражателя, призмы-куба с отражающей гранью со стороны отражателя и щелевой диафрагмы, и установлена на каретке. регистрирующий блок выполнен в виде позиционно-чувствительного фотоприемника, дифференциального усилителя и нуль-индикатора, выход фотоприемника связан с входом усилителя, выход которого связан с входом нуль-индикатора.