35. Измерение отклонений от прямолинейности с помощью зрительной трубы и визирной марки (методом визирования).

Сущность метода визирования заключается в измерении расстояния от проверяемой поверхности до оптической оси зрительной трубы, принятой за исходную прямую. Измерения производятся с помощью зрительной трубы и визирной марки следующим образом:

зрительную трубу помещают на контролируемую поверхность или рядом с ней на каком-либо массивном основании. Регулируя положение зрительной трубы в вертикальной плоскости устанавливают ее оптическую ось параллельно прямой, проходящей через крайние точки контролируемой поверхности.

При этом визирную марку последовательно устанавливают в крайние точки контролируемой поверхности и добиваются одинаковых отсчетов по шкале зрительной трубы в этих точках. Затем визирную марку помещают последовательно во все проверяемые точки поверхности и производят каждый раз отсчеты по оптическому микрометру зрительной трубы.

Разность отсчетов будет равна отклонениям соответствующих точек проверяемого профиля от прямой, соединяющей крайние его точки. Большим преимуществом визирного метода по сравнению с автоколлимационным является то, что он не требует сложной обработки результатов измерений. Однако недостаток его заключается в необходимости перефокусировки при изменении расстояния между зрительной трубой и маркой. Это изменяет цену деления отсчетного устройства и может привести к смещению исходной прямой, что вносит дополнительные погрешности в результаты измерения. Этот недостаток можно устранить, применяя различные оптические схемы зрительных труб.

Рассмотрим оптическую схему одной из таких зрительных труб.

Объект (визирная марка в виде перекрестия), который может находиться на любом расстоянии от зрительной трубы, проецируется объективом и фокусирующей линзой в плоскость сетки. Оборачивающая система и окуляр при наложении на проверяемую поверхность стеклянной пластины, причем если радиус кривизны полос направлен от ребра клина, то проверяемая поверхность имеет выпуклость, если радиус кривизны направлен к ребру клина – то вогнутость.

36. Оптические измерительные приборы. Общая характеристика интерферометров.

Существует ряд интерференционных приборов, в которых интерференция возникает в результате наложения плоской волны, идущей от коллиматора, на другую ее часть, отраженную от проверяемой поверхности.

Бесконтактные оптические приборы одновременного преобразования профиля позволяют измерять параметры шероховатости , и S.

Оптические приборы основаны на использовании физического явления интерференции света, при котором получаются цветовые полосы равной ширины. Т.е служат для точного измерения показателя преломления газов и других веществ, длинн световых волн.

Интерференционные приборы позволяют измерять параметры неровностей поверхностей, высота которых не превышает приблизительно 1 мкм. Верхний предел измерения определяется в основном глубиной изображения интерферометра, которая зависит от апертуры объектива и увеличения прибора.

Принцип действия приборов светового сечения основан на получении изображения профиля исследуемой поверхности с помощью наклонно направленного к этой поверхности светового пучка.

Двойный микроскоп, который работает по методу светового сечения, представляет собой систему из двух микроскопов - осветительного и наблюдения, оси которых составляют между собой угол 90º. Принцип работы следующий.

Световой пучок проходит через диафрагму с узкой щелью, объектив и в виде узкого светового пучка подает на исследуемую поверхность. Угол наклона падающего светового пучка по отношению к исследуемой поверхности равен 45º. Под действием неровностей световая полоска, образующаяся на исследуемой поверхности, искривляется. Форма световой полоски соответствует форме профиля исследуемой поверхности. Изображение искривленной полоски объективом микроскопа наблюдения проектируется в фокальную плоскость окуляра. Величину шероховатости поверхности определяют визуально (с помощью окулярного микроскопа) или фотоэлектрическим методом (с помощью фотонасадки).

Принцип действия приборов теневого сечения аналогичен принципу действия приборов светового сечения. В приборах теневого сечения рассматривается тень, искривленная неровностями поверхности. Тень создается ножом, прикладываемым к проверяемой поверхности.

Принцип действия растровых измерительных микроскопов основан на явлении образования муаровых полос (Узор, возникающий при наложении двух периодических сетчатых рисунков. Явление обусловлено тем, что повторяющиеся элементы двух рисунков следуют с немного разной частотой и то накладываются друг на друга, то образуют промежутки.) при наложении изображений элементов двух периодических структур (направленных следов обработки и дифракционной решетки). При наличии неровностей муаровые полосы искривляются. Высоту микронеровностей определяют по степени искривления муаровых полос.

Растровые микроскопы предназначены в основном для измерения параметров неровностей на наружных поверхностях с преимущественно направленными следами обработки. Такие микроскопы позволяют также измерять высоту ступенек, глубину штрихов и рисок, толщину пленок.

Для измерения параметров шероховатости труднодоступных внутренних поверхностей, а также поверхностей деталей без снятия их со станка применяют иммерсионно-репликовые интерферометры. На приборах такого типа рассматривают не саму поверхность, а ее отпечаток (реплику).