Оптический прибор для измерения углов

 

СССР

Класс 42h, 12„, ОПИСАН ИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДСТЕЛЬСТВУ

К. К. Крюгер

Оптический йриоор для измерения углов инифованных призм

Заявлено 5 октября 1944 года в Народный комиссариат вооружения СССР за ¹ 0322 (334954) Опубликовано 31 августа 1947 года

Предлагаемый оптический прибор, предназначенный для измерения углов шлифованных призм путем сравнения величины измеряемого угла с углом зталонной призмы, работает с помощью скользящих лучей и снабжен автоколлимационной трубой.

В отличие от известных приборов того же целевого назначения, оптическая схема которых рассчитана не на непосредственное измерение угла, а на определение лишь положения одной стороны угла, другая сторона которого лежит на какой-либо подставке, в предлагаемом приборе применены два подвижных зеркала, обеспечивающие возможность отражения

; скользящих лучей от двух граней призмы, угол между которыми измеряется, а автоколлимационная труба снабжена автоколлимационным окуляром. Этим достигается исключение влияния на точность измерения неровности подставки корки на призме ит. п.

На фиг. 1 показан в перспективе предлагаемый прибор, на фиг. 2 и

3 — в двух проекциях ход лучей, отражаемых горизонтальной гранью исследуемой призмы, а на фиг. 4

19 свод в. в. и б — то же, но с ходом лучей, отражаемых вертикальной грань1о призмы.

В приборе (фиг. !) расположены неподвижная платформа 7 с шипами 2, предназначенными для установки измеряемых призм 3, и дугообразный кронштейн /, вра|цающийся вокруг оси 5 посредством микрометренного винта б.

С платформой / соединено светораспределительное зеркало, которое с помощью специального винта,С может устанавливаться по отношению к платформе под различными углами наклона.

В нижней части кронштейна -l неподвижно (приблизительно в вертикальном положении), укреплено зеркало 9. В пазах дуги кронштейна может передвигаться колодка 10, несущая другое зеркало 1/. Зеркало 77 может вращаться вокруг расположенной в колодке 10 оси 72 с помощью микрометренного винта 13.

В передней части прибора находится снабженная сеткой автоклимационная труба 7:/, в левой части которой помещается горизонтальная светящаяся щель 15, а в правой— вертикальная шкала 76, другими сло289

Л б9099! вами труба / / снабжена аьтоколлимационным окулятором Аббе. Труба // может вращаться вокруг своих горизонтальной и вертикальной осей.

В рабочем положении труба /1 наклонена в нижней грани измеряемой призмы 3 под углом «скольжения», т. е. под таким малым углом, при котором шлифованная поверхность начинает отражать падающий на нее свет, как полированная.

Свет, падающий из щели на обьектив (фиг. 2 и 3), выходит из трубы в виде широкого светового цилиндра (диаметр его равен диаметр обьектива). Однако оольшая часть света этого цилиндрического пучка тсряетс» бесполезно в пространстве и непосредственно в процессе измерения у частвуют лишь четыре узких пучка, вырезаемых из общего светового потока совокугшым расположением ниЖней и верхней гр шей призмы и заднего верхнего и светораспределительного зеркал, а именно: пучок 1 направляется под углом скольжения на нижнюю грань П призмы 3, отражается от нее, падает на заднее зеркало 9, снова отражается и возвращается в трубу, давая па ее сетке олик l.

Ниже пучка 1 идет пучек II. On направляется из трубы на заднее зеркало 9, отражается от него, надает под углом скольжения на нижнюю грань призмы 3, отраЖается от нее и возвращается в трубу, дава,I на ее сетке блик 11.

F> том случае, когда зеркало о будет перпендикулярно грани П призмы или, что тоже. когда нормаль зеркала 9 будет наралле.п,но грани П призмы, входящие в трубу части пучков 1 и 11 будут между собой параллельны и оба блика 1 и II сольются ь один блик.

Еще ниже, чем пучки I и 11, выходит из трубы пучок 111 (фиг. 4 и 5), (первоначально он перехватывается светораспределительным зеркалом, которому придан такой наклон, чтобы направленный на пего пучок III, отразившись от него, попал бы на верхнюю грань 0 призмы 3 нод углом скольжения. Отражаясь от верхней грани 0 призмы 3, пучок 111 до падает на верхнее зеркало //, отражаясь от последнего, снова падает на светораспределительное зеркало 7, отражается от него и возвращается в трубу, давая па ее сетке блик 111.

Ниже всех идет пучок И . Он выходит из трубы, падает «а светораспределительное зеркало 7, отражается от него, падает на верхнее зеркало //, отражаясь от него, надает на верхнюю грань 0 призмы 3 под углом скольжения, отражается от нее, снова падает на светораспределительное зеркало 7, опять от него отражается и возвращается в трубу, давая на ее сетке олик IV.

В том случае, когда верхнее зеркало // перпендикулярно верхней грани 0 призмы 3, или, что тоже, когда нормаль верхнего зеркала // параллельна верхней грани 0 призмы 3, входящие в трубу части пучков

f1 f u lV будут между собой параллельны и блики III u IV сольются в один блик (фиг. 5).

Само измерение угла призмы »роизводится следующим образом: берут эталонную призму с полированными гранями (зна гение угла эталона предварительно измеряется весьма точно с помощью гониометра) и ставят ее на шипы 2. Очевидно, что нижняя грань эталонной призмы и нормаль заднего зеркала . ) будут приблизительно параллельны друг другу. Затем колодку /О верхнего зеркала // передвигают в пазах кронштейна -/. так, чтобы нормаль этого зеркала заняла также положение приблизительно параллельное верхней грани эталонной призмы. В поле зрения труоы буд т видны разошедшиеся между собой нары бликов 1 и 11 и ll1 и 1Г.

Винтами б и /3 сводят их в два блика

При этом нормали зеркал . ) и // оудут параллельны граням эталонной призмы. Таким ооразом, на кронштейне -l прибора с помощью этих зеркал скажется зафиксированной величина угла эталонной призмы.

После этого снимают эталонную призму и ставят íà ее место измеряемую призму 3. Так как установка этой призмы производится не очень тщательно, то нижняя грань ее уже не будет параллельна нормали задМ 69099 него зеркала 9, в результате чего блики l и П в трубе снова разойдутся (блики IП и IV, понятно, тоже разойдутся, так как в общем случае верхняя грань О призмы не будет параллельна нормали верхнего зеркала 71).

Вращая с помощью винта 6 весь кронштейн 4 с обоими зеркалами, совмещают блики I и П в один блик (при этом, очевидно, блики ПI и IV тоже сблизятся или раздвинутся на ту же величину расхождения бликов

1 и 11 до вращения винтом). После поворота винта б нижняя сторона зафиксированного на кронштейне 4 угла эталонной призмы (нормаль зеркала 9) совпадает с нижней гранью П призмы 3, а верхняя сторона угла (нормаль верхнего зеркала 11) будет отклонена от верхней грани О призмы 3 (от положения параллельности с ней) как раз на величину разницы значений углов эталонной и измеряемой призм. Вследствие этого, расхождение бликов ПI и IV оказывается пропорциональным величине этой разницы, и его всегда можно примерить с помощью вертикальной шкалы 1б сетки, цена деления которой зависит от линейного расстояния между ее штрихами и фокусного расстояния объектива трубы.

Таким образом, как уже указывалось выше, особенность прибора заключается в том, что участвующие в измерении угла скользящие лччи выходят из одной трубы, обтекают одновременно обе образующие измеряемого угла грани призмы, после соответствующих отражений возвращаются в ту же самую трубу, причем на точность измерения углов совершенно не влияют такие факторы, какплохое качество шипов, наличие на них пыли, наличие наждака на призме, недостаточно тщательная установка призмы на шипах и пр. факторами, ограничивающими точность измерения, являются ширина светящейся щели, оптические качества объектива автоколлимационной трубы, контрастная яркость получающихся на сетке бликов и, наконец, механические качества осей и винтов, вращающих заднее и верхнее зеркала.

Предмет изобретения

Оптический прибор для измерения углов шлифованных призм, работающий с помощью скользящих лучей и снабженный автоколлимационной трубой, отличающийся тем

1 что, с целью исключения влияния на точность измерения неровностп подставки, корки на призме и т. п., применены два подвижных зеркала, обеспечивающие возможность отражения скользящих лучей от двух граней призмы, угол между которым измеряется а автоколлимационная труба снабжена автоколлимационным окуляром Аббе.