Автоколлиматор

.С.нтроляеоде.А., Усов Ви методы конженерной г1973.Основные прических коприборов.26 инципытМ,-К.р ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(56) 1. Афанасьев ВОптические приборыпрямолинейности в изии, М., Недра,2. Гукайло М.Я.конструирования оптрольно-юстировочныхМашгиз, 1950, с.22(54) (57) АВТОКОЛЛИМАТОР, содержащийосветитель, марку, светоделитель,объектив, внешнее зеркало, устройство регистрации автоколлимационногоизображения марки с системой отсчетао т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения чувствительности, онснабжен прямоугольным двугранным отражателем, отражакщие грани которого обращены к объективу, ребро отражателя расположено в одной плоскостис осью автоколлиматора и центроммарки и имеет по крайней мере однуоЩую точку с плоскостью изображения, при этом отражатель и светоделитель расположены симметрично относительно оси автоколлиматора.Изобретение относится к оптичес=кой измерительной технике и можетбыть использовано в приборостроениии машиностроении для измерения угловых и линейных смещений.Известен автоколлиматор содержащий осветитель р марку р объектив увнешний отражатель и устройство регистрации аьтоколлимационного иэобра жения марки Г 1Однако чувствительность указанного Оавтоколлиматора пропорциональнадвойному фокусному рассгоянию.Наиболее близким к предлагаемомуявляется автоколлиматор, содержащийосветитель, марку, светоделитель,объектив, внешнее зеркало и устройство регистрации автоколлимационного иэображения марки с системой отсчета Г 2,Недостаток известного автоколлиматора также заключается в относительно невысоких чувствительностии гочности измерения отклонениявнешнего зеркала.Цель изобретения - повышениечувствительности автоколлиматооа.Поставленная цель достигаетсятем, что автоколлиматор, содержащийосветитель, марку, светоделитель,объектив, внешнее зеркало, устройство регистрации автоколлимационного .изображения марки с системой отсчета, снабжен прямоугольным двугранньм отражателем, отражающиеграни которого обращены к объективу,ребро отражателя расположено в одной плоскости с осью автоколлиматора и центром марки и имеет по крайней мере одну общую точку с плоскостью иэображения, при этом отражатель и светоделитель расположены 40симметрично относительно оси автоколлиматора,. На фиг. 1 приведена функциональная схема автоколлиматора с плоским зеркалом и с параллельным ходом лучей между объективом и этим зеркалом и показан ход лучей в плоскости, перпендикулярной плоскости отклонения зеркала и проходящей через ребро5 О двугранного отражателя; на фиг, 2 ход лучей в той же схеме автоколлиматора в плоскости отклонения зеркала и плоскости главного ссчения двугранного отражателя; на фиг. 3 схема автоколлиматора с внешним вог 55 нутым зеркалом со сходящимся пучком лучей между объективом и зеркалом и показан ход лучей в плос:(ости, перпендикулярной плоскости отклонения зеркала и проходящей через ребро 60 двугранного отражателя; на фиг. 4 ход лучей в схеме автоколлиматора по фиг, 3 в плоскости отклонения зеркала и плоскости главного сечения двугранного отражателя, которая усфокусное расстояние объектива;расстояние от точки пересечения ребра отражателя 7с плоскостью Р изображениядо оптической оси;удаление зеркала б от объектива,вогнутого сферического эеркарадиус кривизны зеркала; расстояние между плоскостью марки 3 или плоскостью Р изображения и объективом; расстояние между объективом и передней плоскостью Р изображения. 1 де Я 1Автоколлиматор работает следующим образомПри измерении угловых смещений плоского зеркала б лучи от марки 3, отразившись от светоделителя 4, направляются в объектив 5, который формирует параллельный пучок лучей. Этот пучок лучей после отражения от зеркала 6 и прохождения через объекловно принята параллельной оптичес-, кой оси автоколлиматора.Лвтоколлиматор содержит источник 1 света, конденсатор 2, марку 3, светоделитель 4, объектив 5, внешнее зеркало 6, прямоугольный двугранный отражатель 7, окулярный микрометр 8 и окуляр 9. Светоделитель 4 и двугранный отражатель 7 расположены симметрично по разные стороны оптической оси автоколлиматора. Отражающие грани отражателя 7 обращены к объективу 5, а его ребро расположено в одной плоскости с оптической осью и центром марки и имеет по меньшей мере одну общую точку с плоскостью Р автоколлимационного изображения.Плоскость Р на фиг, 1 и 2 совпадает с фокальной плоскостью объектива 5, а на фиг.3 и 4 сопряжена с передней плоскостью Р, совпадающей с центром кривизны вогнутого сферического зеркала.В зависимости от удаления зеркала 6 от объектива в автоколлиматоре возникает виньетирование. Чтобы отражатель 7 не вызывал дополнительного виньетирования или чтобы виньетирование было минимальным, отражатель 7 устанавливают с углом наклона его ребра к плоскости Р, который для автоколлиматора с внешним плоским зеркалом определяется по формуле:ФГ51 45Таким образом, чувствительностИпредлагаемого автоколлиматора вдвоевьше, чем у известного. При сохране"нии чувствительности автоколлиматора50 на уровне известного его размерыуменьшаются благодаря возможностивдвое уменьшить Фокусное расстояниеобъектива. тив 5 образует в плоскости Р промежуточное изображение маркиПучоклуч й, формирующих промежуточноеизображение марки, попадает на отражатель 7,который возвращает его назадв объектив 5.Повторяя первоначальнопройденный путь,но уже в обратном направлении, этот пучок лучей образуетв плоскости отсчета изображение марки З.Таким образом, лучи, исходящие измарки З,дважды падают на зеркало б. 10 В плоскости отклонения зеркала б и плоскости главного сечения отражателя 7 осевой луч 10 от марки 3 падает на отклоненное на угол с зеркало 15 б, Отраженный луч 10отклоняется от оптической оси на угол 2 сС . Ему соответствует луч 11, который, пройдя объектив 5 под углом 2 Ы. к оптической оси и последовательно отразившись от верхней и нижней граней20 отражателя 7, под тем же углом 2 к оптической оси возвращается в объектив. В плоскости, проходящей через оптическую ось и ребро отражателя 7, луч 11 образует промежуточное25 изображение 3марки. Этому изобра-жению соответствуют два мнимых иэображения 3и 3, расположенных в плоскости Р. на пересечении соответственно падающего 11 и отраженного 111 лучей с этой плоскостью. Исходяций от изображения 3 луч 12 составляет с осью угол 2, посколькуг мнимые иэображения 3 и 3 одинаково удалены от оптической оси. Угол падения луча 11 на зеркало б равен Зс( Отразившись от зеркала б, луч 11 имеет угол наклона к оси, равный 4 Ы. После отражения от зеркала б луч 11 попадает в объектив и об разует в плоскости Р наблюдаемре изображение 3 марки, положение койторого определяется лучом 13, составляющим углом 4 с с оптической осью. Таким ббразом, чувствительность автоколлиматора, пропорциональна учетверенному Фокусному расстоянию объектива,При измерении линейных отклонений вогнутого сферического зеркала б между объективом 5 и зеркапом б проходит сходящийся пучок лучей. При этом центр кривизны зеркала б совмещен с передней плоскостью Р иэображения автоколлиматора. В ос" тальном ход лучей на фиг. 3 повторяет ход лучей на Фиг, 1.На Фиг. 4 осевой луч 14 от марки 3 падает на зеркало б, оптическая ось которого смещена от оси автоколлиматора на расстояние Р перпендикулярно оси и ребру отражателя 7. В плоскости Р луч 14 образует промежуточное изображение 3 марки, которое удалено от зеркала б на расстояние 1 где З - Фокусное расстояние зеркала б. Отраженный от зеркала б луч 14 в плоскости Р на расстоянии от оси зеркала образует изображение 32 марки. В плоскости Р ему соотЦветствует изображение 3 , которое определяется по главному лучу 15Р исходяцему из изображения 3 которое от оси автоколлиматора удалено на расстояние 2 Р . Луч 15 отражается от нижней и верхней граней отражателя 7, образуя промежуточное мнимое изображение З и направляется снова в объектив 5. На плоскости Р изобраужению 3 соответствует изображенией 13 марки. Его положение определяется лучом 1 б, исходящим из мнимого изображения Зц . Мнимое изображение 3 д как ,как и 2 , удалено от оптической оси на величину 25 /Б . Луч 16 отражается от зеркала б в виде луча 16 который в плоскости Р образует иэобЧ(ражение 3и направляется в обьектив. В плоскости Р этот луч образует иэображение 3 , удаленное от оси наМ.величину 1. Положение изображения 3 определяется по главному лучу 17Г который исходит из изображения 3"У удаленного от оси автоколлиматора на величину 4 0 . Величина Р определяется Формулой:оставитель И.НиловехредВ,Далекорей Корректор И,Иус актор А.Лежнин д. 4 б кая Филиал ППП Патент, г. ужгород, у ектная Заказ 742/43 Тир ВНИИПИ Государст по делам изоб 113035, москва, ж 497енного кетений и