Устройство для измерения горизонтального угла

Использование: при конструировании оптико-механических устройств для измерения горизонтальных углов между нормалями к зеркалам, расположенным на разных уровнях в перпендикулярных плоскостях. Задача: обеспечение возможности измерения угла между нормалями к задающему и контрольным зеркалам, расположенным в разных уровнях в перпендикулярных плоскостях. Сущность: устройство содержит автоколлиматор, пентагональный отражатель, задающее и контрольное зеркала, расположенные в перпендикулярных плоскостях на разных уровнях. Задающее зеркало выполнено с диаметром большим, чем диаметр контрольного зеркала. В устройство добавлен второй автоколлиматор, расположенный параллельно первому автоколлиматору. Кроме того, устройство содержит дополнительное контрольное зеркало, расположенное с другой стороны оси задающего зеркала, два дополнительных автоколлиматора, расположенных параллельно друг другу и основным автоколлиматорам, а также пентагональный отражатель, установленный перед дополнительными автоколлиматорами.

Предлагаемая полезная модель относится к оптическому приборостроению и может быть использована при конструировании оптико-механических устройств для измерения горизонтальных углов между нормалями к зеркалам, расположенным в перпендикулярных плоскостях.

Зеркала могут быть установлены на различных объектах, развороты которых в горизонтальной плоскости друг относительно друга должны быть измерены [1], [2].

Наиболее близким техническим решением является устройство для измерения угла между нормалями к зеркалам, расположенным в перпендикулярных плоскостях на одном уровне, известное из литературы [3], выбранное в качестве прототипа.

Устройство состоит из автоколлиматора, пентагонального отражателя, задающего и контрольного зеркал закрепленных на идите.

Устройство работает следующим образом. Автоколлиматор измеряет угол между нормалью к контрольному зеркалу и осью автоколлиматора и угол между нормалью к задающему зеркалу и осью автоколлиматора при снятом отражателе. Разница углов, с учетом угла _отр отклонения луча пентагональным отражателем, составит угол между нормалями к задающему и контрольному зеркалам.

Недостатком этого устройства являются его ограниченные функциональные возможности, а именно то, что оно позволяет измерять углы между нормалями к зеркалам, расположенным в перпендикулярных плоскостях только на одном уровне, а также необходимость снятия и

установки при измерениях пентагонального отражателя, что приводит к перенастройке устройства.

Основной задачей полезной модели, является обеспечение возможности измерения угла между нормалями к задающему и контрольному зеркалам, расположенным в разных уровнях в перпендикулярных плоскостях.

Для решения поставленной задачи предлагается устройство, которое, как и прототип, содержит автоколлиматор, пентагональный отражатель, задающее и контрольное зеркала, расположенные в перпендикулярных плоскостях.

В отличие от прототипа задающее и контрольное зеркала расположены на разных уровнях, а задающее зеркало выполнено с диаметром большим, чем диаметр контрольного зеркала, а также устройство снабжено вторым автоколлиматором. Оси двух автоколлиматоров параллельны.

Также устройство снабжено дополнительным контрольным зеркалом, расположенным с другой стороны оси задающего зеркала, двумя дополнительными автоколлиматорами, расположенными параллельно друг другу и основным автоколлиматорам, и пентагональным отражателем, установленным перед дополнительными автоколлиматорами.

Сущность полезной модели заключается в том, что выполнение задающего зеркала с диаметром большим, чем диаметр контрольного зеркала и выполнение его поверхности с высокой точностью, так что нормали к ней на верхних и нижних уровнях параллельны, позволило измерить горизонтальный угол между нормалями к контрольному и задающему зеркалам, расположенным на разных уровнях, а введение второго автоколлиматора позволило проводить измерения без перенастройки устройства. Кроме того, введение дополнительного контрольного зеркала и расположение его с другой стороны относительно оси задающего зеркала и введение дополнительных двух автоколлиматоров и пентагонального отражателя с помощью которого контролируется нормаль к контрольному зеркалу, расширяет возможности прибора и удобство пользования.

Таким образом, совокупность указанных выше признаков позволяет решить поставленную задачу.

Сущность предлагаемой полезной модели иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1-5.

На фиг.1 представлена схема устройства для контроля положения двух зеркал - задающего и контрольного, на фиг.2 - схема того же устройства (вид с торца), на фиг.3 - схема измерения и расчета угла между нормалями к задающему и контрольному зеркалам, на фиг.4 - схема устройства для контроля нескольких контрольных зеркал расположенных с двух сторон от оси задающего зеркала, в положениях I, II, III и т.д.

Задающее зеркало 1 (Фиг.1) выполнено с диаметром D большим, чем расстояние Н между уровнями расположения задающего 1 и контрольного 2 зеркал (фиг.2). Автоколлиматор 3, установленный напротив задающего зеркала 1 измеряет угол между нормалью к зеркалу 1 и осью автоколлиматора 3. Автоколлиматор 4, оптическая ось которого параллельна оси автоколлиматора 3 с помощью пентагонального отражателя 5, установленного перед ним, измеряет угол отклонения нормали к контрольному зеркалу 2 относительно оптической оси автоколлиматора 4.

На фиг.2 показано расположение автоколлиматоров 3 и 4 и контрольного зеркала 2 относительно задающего зеркала 1.

Устройство снабжено дополнительными автоколлиматорами 6 и 7, расположенными параллельно друг другу и основным автоколлиматорам 3 и 4. Кроме того, устройство снабжено дополнительным контрольным зеркалом 8, расположенным с другой стороны оси задающего зеркала 1 и пентагональным отражателем 9, установленным между дополнительным. автоколлиматором 6 и контрольным зеркалом 8 (Фиг.4).

Устройство работает следующим образом.

Задающее 1 и контрольное 2 зеркала, угол между нормалями к которым необходимо измерить устанавливаются на общем основании. На это же основание установлены автоколлиматоры 3 и 4, оптические оси которых параллельны. Автоколлиматоры 3 и 4 устанавливаются таким образом, чтобы

оптическая ось автоколлиматора 3 была бы приблизительно перпендикулярна поверхности задающего зеркала 1. После этого автоколлиматором 3 измеряют угол ₁ между нормалью к задающему зеркалу 1 и осью этого автоколлиматора, автоколлиматором 4 измеряют угол ₂ между нормалью к контрольному зеркалу 2 и осью этого автоколлиматора. Затем, зная угол отклонения пентагонального отражателя 5, который аттестуется заранее, по формуле (1) рассчитывается угол между нормалями к задающему и контрольному зеркалам:

А=₁+₂+_отр.\tab(1)

где ₁ - измеренный угол между нормалью к задающему зеркалу 1 и осью автоколлиматора 3;

₂ - измеренный угол между нормалью к контрольному зеркалу 2 и осью автоколлиматора 4;

_отр - угол отклонения луча пентагональным отражателем 5.

В случае нескольких контрольных зеркал эти операции повторяются для каждого контрольного зеркала, а отражатели 5 и 9 переставляются в положение II, III, и т.д.

Предлагаемое устройство удобно в работе, так как позволяет измерять горизонтальные углы с большой точностью без перенастройки устройства.

ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ ИСТОЧНИКИ:

1. М.Д.Мальцев, Г.А.Каракулина Прикладная оптика и оптические измерения. «Машиностроение», Москва, 1958 г. стр.377-381.

2. Б.С.Гришин. Юстировка сложных оптических систем приборов. «Машиностроение», Москва, 1976 г. стр.102-103.

3. А.А.Ефремов, В.П.Законников, А.В.Подобрянский Сборка оптических приборов. «Высшая школа», Москва, 1978 г. стр.129-134. - прототип

1. Устройство для измерения горизонтального угла, содержащее автоколлиматор, пентагональный отражатель, задающее и контрольное зеркала, расположенные в перпендикулярных плоскостях, отличающееся тем, что задающее и контрольные зеркала расположены на разных уровнях, при этом задающее зеркало выполнено с диаметром большим, чем диаметр контрольного зеркала, кроме того в устройство добавлен второй автоколлиматор, расположенный параллельно первому автоколлиматору.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительным контрольным зеркалом, расположенным с другой стороны задающего зеркала, двумя дополнительными автоколлиматорами, расположенными параллельно друг другу и основным автоколлиматорам, и пентагональным отражателем, установленным перед дополнительными автоколлиматорами.