Оптические приборы.

Действие оптических (оптико-механических) приборов основано на использовании световой энергии. С помощью приборов, дающих действительное изображение предмета и имеющих в плоскость изображение пластинки с делениями и перекрестиями, можно производить измерения двумя способами.

1. Оптическая система вместе с жестко с ней связанной штриховой пластинкой может перемещаться относительно предмета. Точность визирования в основном обуславливается увеличением, даваемым микроскопом. Величина перемещения измерительного прибора равняется измеряемому размеру детали.

2. Оптическая система неподвижна; штриховая пластинка либо перемещается в плоскости изображении предмета относительно самого изображения, либо имеет шкалу. Средством измерения является оптическая система.

Точность визирования (контакта) с измеряемой поверхностью та же, что и в первом случае. Величина перемещения штриховой пластинки соответствует размерам действительного изображения.

Оптические приборы подразделяют на три разновидности:

1) приборы с оптическим способом визирования с измеряемой поверхностью и механическим измерением перемещения точки визирования;

2) приборы с механическим соприкосновением с контролируемым изделием и оптические измерения перемещения точки соприкосновения;

3) приборы с оптическим устройством для наблюдения контролируемого изделия и оптические измерения перемещения точки визирования.

К приборам первой разновидности относят инструментальные микроскопы и проекторы.

Микроскопы инструментальные предназначены для измерения наружных и внутренних линейных и угловых размеров изделий (ГОСТ 8074-82). Они состоят из головки главного микроскопа и приспособления, с помощью которого либо сама головка, либо контролируемое изделие могут перемещаться в одной или двух взаимно перпендикулярных направлениях. Во многих конструкциях окулярная штриховая пластинка микроскопа может вращаться, что позволяет производить и угловые измерения.

Инструментальные микроскопы изготовляют двух видов: малая модель – ММИ и

большая модель – БМИ, которые различаются диапазоном измерения.

Рис. 4. 13. Инструментальные микроскопы.

Прибор ММИ имеет диапазон измерения 75 мм в продольном и 25 мм в поперечном направлениях. Величина отсчета по микропаре 0, 01 мм. При размере больше 25 мм используют концевые меры длины. Прибор БМИ имеет диапазон измерения до 150 мм в продольном и 50 мм в поперечном направлениях. Величина отсчета на микропаре 0, 005 мм, что достигается в основном увеличением диаметра барабана микропары.

Проектором в машиностроении называют оптический прибор, в котором оптическое устройство формирует изображение на рассеивающей поверхности, служащей экраном (ГОСТ 19795-82). Он служит для контроля измерений изделий, имеющих сложный контур (профильные шаблоны).

Различают:

­ контроль увеличенного действительного изображения, спроектированного на экран или матовое стекло;

­ измерение с помощью координатного измерительного стола и измерительного перекрытия на экран.

В первом случае необходимы объектив с телецентрическим ходом лучей и плоскостность изображения; масштаб изображения должен быть отъюстирован на расстояние экран – объектив.

Во втором случае предмет перемещают в прямоугольной системе координат; оптическая система является только средством визирования.

Приборы второй разновидности основаны на получении автоколлимационного изображения. Автоколлимацией называется ход световых лучей, при котором они, выйдя из некоторой части оптической системы параллельным лучом, отражаются от плоского качающего зеркала, проходят систему в обратном направлении. Эти приборы применяют для измерения методом сравнения с установочной мерой (размер концевых мер длины) или сравнением размера со шкалой, встроенного непосредственно в прибор.

К этим приборам относят: оптиметр вертикальный и горизонтальный; оптический длинномер вертикальный и горизонтальный; интерферометр; измерительную машину; гониометр.

Оптиметр – приборы для измерения линейных размеров сравнением с мерой. Измерительной головкой являются трубка оптиметра, окулярного или проекционного типа. В первом случае наблюдатель смотрит в окуляр и отсчитывает значение размера по шкале, а, во втором случае -отсчет производится на экране. Стол горизонтального оптиметра может совершать ряд линейных и угловых перемещений, позволяющих проводить точную установку детали по линии измерения.

Оптический длинномер – прибор для измерения линейных размеров сравнением со значением по шкале, встроенной в этот прибор и перемещающейся вместе с измерительным стержнем. Дробные значения отсчитываются по шкале с помощью нониуса, встроенного в специальный окулярный или проекционный микроскоп.

Длинномеры и измерительные машины относят к группе приборов, предназначенных для измерения больших длин по одной оси координат.

Гониометры служат для измерения углов бесконтактным методом с помощью автоколлиматора непосредственно по лимбу. Принципиальная схема устройства гониометров в основном одинакова. В основании прибора на опорах неподвижно установлена ось вращения прибора, на которую крепится лимб, алидада и предметный столик. Лимб может вращаться вместе со столиком или с алидадой. Алидада имеет отсчетное устройство и колонку со зрительной трубой, к которой прилагаются автоколлимационные окуляры.

Отсчетное устройство представляет собой оптический микрометр. У большинства гониометров на основании неподвижно укреплена колонка с установленным на нем коллиматором. Коллиматор служит для измерения углов и других различных оптических измерений.

Интерферометр- измерительный прибор, основанный на интерференции света. Принцип действия всех интерферометров одинаков и различаются они только способами получения так называемых когерентных пучков света.

Основными представителями третей разновидности оптических приборов являются универсальный микроскоп и универсальный измерительный микроскоп (УИМ).

Универсальным микроскопом называется оптический прибор для измерения линейных и угловых размеров в плоскости с визированием измеряемых точек или линии с помощью микроскопов и отсчетом значений размера по оптическим шкалам.

УИМ представляет собой двухкоординатную измерительную систему (КИМ). Если в КИМ определяется размер только в одном направлении, то а УИМ измерения производятся и в перпендикулярном направлении. Приборы обычно снабжаются всевозможной оснасткой для проведения различных измерений, поэтому они и называются универсальными.