Оптические приборы для измерения размеров. Голографическая интерферометрия.
Известны три группы оптических измерительных приборов.
1. Приборы с оптическим способом визирования и механическим (или др., но не оптическим) способом отсчёта перемещения;
2. Приборы с оптическим способом визирования и отсчёта перемещения;
3. Приборы, имеющие механический контакт с измеряемым объектом, с оптическим способом определения перемещения точек контакта.
Из приборов первой группы распространение получили проекторы для измерения и контроля деталей, имеющих сложный контур, небольшие размеры (например, шаблоны, детали часового механизма и т.п.). В машиностроении применяются проекторы с увеличением 10, 20, 50, 100 и 200, имеющие размер экрана от 350 до 800 мм по диаметру или по одной из сторон. Т. н. проекционные насадки устанавливают на микроскопах, металлообрабатывающих станках, различных приборах. Инструментальные микроскопы (рис. 1) наиболее часто используют для измерения параметров резьбы. Большие модели инструментальных микроскопов обычно снабжаются проекционным экраном или бинокулярной головкой для удобства визирования. 
Инструментальные микроскопы наиболее часто используют для измерения параметров резьбы. Большие модели инструментальных микроскопов обычно снабжаются проекционным экраном или бинокулярной головкой для удобства визирования.
Инструментальный микроскоп: 1 — головка со штриховой продольной сеткой; 2 — стойка; 3 — микропара; 4 — стол для установки детали.
|
|
|
Наиболее распространённый прибор второй группы — универсальный измерительный микроскоп УИМ, в котором измеряемая деталь перемещается на продольной каретке, а головной микроскоп — на поперечной. Визирование границ проверяемых поверхностей осуществляется с помощью головного микроскопа, контролируемый размер (величина перемещения детали) определяется по шкале обычно с помощью отсчётных микроскопов. В некоторых моделях УИМ применено проекционно-отсчётное устройство. К этой же группе приборов относится компаратор интерференционный.
Приборы третьей группы применяют для сравнения измеряемых линейных величин с мерами или шкалами. Их объединяют обычно под общим назв. компараторы. К этой группе приборов относятся оптиметр,оптикатор,измерительная машина, контактный интерферометр, оптический длиномер и др. В контактном интерферометре (разработан впервые И. Т. Уверским в 1947 на заводе «Калибр» в Москве) используется интерферометр Майкельсона (см. в ст. Интерферометр), подвижное зеркало которого жестко связано с измерительным стержнем. Перемещение стержня при измерении вызывает пропорциональное перемещение интерференционные полос, которое отсчитывается по шкале. Эти приборы (горизонтального и вертикального типа) наиболее часто применяют для относительных измерений длин концевых мер при их аттестации. В оптическом длиномере (длиномер Аббе) вместе с измерительным стержнем (рис. 2)перемещается отсчётная шкала. При измерении абсолютным методом размер, равный перемещению шкалы, определяется через окуляр или на проекционном устройстве с помощью нониуса.
|
|
|
Оптический длиномер: 1 — проекционное устройство; 2 — измерительный стержень; 3 — измеряемая деталь.
Апертура (лат. apertura — отверстие) в оптике — характеристика оптического прибора, описывающая его способность собирать свет и противостоять дифракционному размытию деталей изображения. В зависимости от типа оптической системы эта характеристика может быть линейным или угловым размером. Как правило, среди деталей оптического прибора специально выделяют так называемую апертурную диафрагму, которая сильнее всего ограничивает диаметры световых пучков, проходящих через оптический инструмент. Часто роль такой апертурной диафрагмы выполняет оправа или края одного из оптических элементов (линзы, зеркала, призмы).
Прибор измерительный универсальный ДИП-1 предназначается для измерения линейных и угловых размеров различных изделий в прямоугольных и полярных координатах.
|
|
|
В частности на приборе можно измерять всевозможные резьбовые изделия, режущий инструмент, профильные шаблоны и лекала, кулачки, конусы, метчики, резьбонарезные гребенки и др. Кроме того, на микроскопе можно измерять диаметры малых отверстий.
Вертикальный оптиметр
Световой поток от внешнего источника, отразившись от зеркала 3 через призму 2 освещает шкалу, нанесенную на левой стороне окулярной сетки 4, которая находиться в фокальной плоскости объектива 6. Сеткой принято называть стеклянная пластина на которой различными способами нанесены штрихи, цифры, шкала и т.п. Призма 5 поворачивает ход лучей на 90 , чтобы удобнее было наблюдать.
Световой поток проходит через объектив и, отразившись от зеркала 7, дает обратное изображение шкалы в правой части окулярной сетки, на которой нанесен указатель. Зеркало связано с измерительным стержнем 9. При отклонении зеркала, вызванного перемещением стержня, изображение шкалы на окулярной сетке смещается относительно указателя.
На стойке (рис. 6.3, а) имеется предметный стол 7, который в горизонтальное положение устанавливается вращением микровинтов 8. В вертикальном направлении стол перемещается в пределах нескольких миллиметров вращением гайки 10 микрометрического механизма и фиксируется винтом 9.
|
|
|
Голографическая интерферометрия [2, 23] служит для измерения характеристик деформаций, вибраций, отклонений от эталона и других смещений, значения которых имеют порядок длины волны лазера. Голографические интерферометры, работающие в реальном времени, менее критичны к стабильности и качеству изготовления отдельных деталей, чем их неголографические аналоги. Уникальным свойством голографии является возможность записывать множество изображений на одну и ту же голограмму, причем при восстановлении они интерферируют как независимые волновые фронты. Эта способность записывать волновые фронты за различное время, а также тот факт, что теперь в интерферометрии можно использовать произвольные волновые фронты, сделали голографический подход гораздо более гибким, чем классический. К достоинствам голографической интерферометрии, как метода ОНК, относятся также бесконтактность, высокая чувствительность, возможность контроля объектов, имеющих относительно большие поверхности, в том числе и диффузно-отражающие, что невозможно в классической интерферометрии. На рис. 8.1 изображены схемы записи (рис. 8.1а) и восстановления (рис. 8.1б) голограммы, т.е. записи светового поля, образовавшегося при интерференции двух когерентных полей: поля, рассеянного объектом контроля (ОК), и поля лазерного пучка. В отличие от обычной фотографии голограмма содержит информацию не только об амплитуде, но и о фазе световой волны. Регистрация голограммы на фотопластинке производится за счет вариации показателя преломления или оптической толщины светочувствительного слоя, коэффициента пропускания или отражения этого слоя. При этом используются разнообразные светочувствительные материалы: галогенсеребряные фотопленки и фотопластинки, органические фотоэмульсии, халькогенидные стекла, диэлектрические и полупроводниковые кристаллы и другие. В процессе записи и восстановления голограмм сильное влияние на их качество оказывает степень когерентность светового пучка источника излучения (лазера). Мерой временнóй когерентности являются длина когерентности lког, определяемая как длина цуга волн, испускаемых источником света без разрыва фазы, или время когерентности tког, связанное с lког соотношением 
, (1) где с – скорость света. Время когерентности, в свою очередь, связано с частотным интервалом Dn, в котором осуществляется генерация когерентного цуга излучения (шириной линии генерации) 
(2) При записи и восстановлении голограммы разность хода опорного и предметного пучков не должна превышать lког, в противном случае вместо интерференционной картины на ней будет зафиксировано простое сложение интенсивностей этих пучков. Таким образом, если излучение лазера содержит некогерентную составляющую, то на голограмме возникает равномерный фон, который ухудшает контраст интерференционной картины, т.е. качество голограммы
Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 568; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!