Основні характеристики оптичних вимірювальних приладів. Засоби вимірювання з оптичним та оптико-механічним перетворенням. Деякі особливості побудови приладів для вимірювання основних світлових характеристик джерел світла

Оптичні вимірювальні прилади дуже різноманітні. За кількістю типів оптичних приладів можна порівняти з електровимірювальними. Насправді, дуже багато приладів з інших видів вимірювання - з механіки, з теплофізики, з фізико-хімії - як кінцевий каскад або як первинний датчик мають ті чи інші оптичні деталі.

З початку слід визначити, що у подальшому викладі вважатиметься оптичним приладом. Взагалі оптичним вважається метод або прилад, що реєструє електромагнітне випромінювання, видиме людським оком, тобто електромагнітні коливання з довжинами хвиль від 760 до 350 нм нм. Однак розвиток науки про світло призвело до того, що під оптичним завданням і стали розуміти вимір у більш довгохвильовій області - інфрачервоне випромінювання - і в більш короткохвильовій області - ультрафіолетове випромінювання. Відповідно, розширилося число методів та приладів, які є прерогативою оптиків. Щоб переконатися в цьому, досить згадати, що в оптичному приладобудуванні та оптичних дослідженнях останніх десятиліть оптична наука приростала в основному крайніми, тобто інфрачервоною (ІЧ) та ультрафіолетовою (УФ) областями спектру. Тому зараз під оптичними приладами та методами мають на увазі практично все, що «родом» із видимого людським оком електромагнітного випромінювання.

Обмежуючись тематикою та обсягом викладу, ми вважаємо, що читач знайомий з основами фізичної та геометричної оптики. У всякому разі, тут немає можливості викладати суть таких явищ, як дифракція, інтерференція, поляризація та ін, так само як зупинятися на основних законах оптики, наприклад, на фотоефекті, принципах роботи лазерів, на законах випромінювання, на синхротронному випромінюванні і т.д. Для більш детального знайомства з фізикою оптичних явищтут дано посилання на навчальний матеріалспеціально присвячений даному конкретному розділу оптики.

Перш ніж перейти до конкретного викладу принципів дії оптичних приладів, є сенс розкатегорувати їх за вимірюваними фізичними величинами або в галузі застосування, що найчастіше є одним і тим же. З такої точки зору оптичні вимірювальні прилади можна поділити на класи, наприклад, як показано на схемі рис. 8.1
.

Фотометричні оптичні прилади – це клас оптики для зміни світлових потоків та величин, безпосередньо пов'язаних зі світловими потоками: освітленості, яскравості, світності та сили світла. Фотометри доцільно розділяти на традиційно оптичні, вимірювані характеристики, у яких мають чутливість, відповідну чутливості людського ока, і звані фотометри енергетичних фотометричних величин, т. е. самі характеристики безвідносно до чутливості очі людини. Природно, що у енергетичних фотометрах величини виражаються над люменах, люксах, нитах, а одиницях механічних:

Спектральні оптичні прилади - величезний клас оптичної техніки, для якого загальним є розкладання електромагнітного випромінювання у спектр по довжинах хвиль. Існують спектроскопи - візуальні прилади, монохроматори - прилади, що виділяють випромінювання на фіксованій довжині хвилі, поліхроматори, що виділяють випромінювання на декількох довжинах хвиль, спектрографи - реєструють весь спектр монохроматичного випромінювання. Якщо в приладі крім розкладання випромінювання спектр є можливість вимірювання будь-яких енергетичних характеристик електромагнітного випромінювання, то такий прилад називається спектрофотометром або квантометром.

Інтерферометрами називають прилади, в яких основною характеристикою, що вимірюється, є не амплітуда світлової хвилі і пов'язана з нею енергія, а фаза електромагнітного коливання. Саме такий підхід дозволив створити найточніші на Наразізасоби вимірювання, які реально дозволяють вимірювати величини з похибками в 11-12 знаку. Саме тому інтерферометри застосовуються в основному для вирішення завдань, що вимагають від приладів гранично високої точності, наприклад, в еталонах, в обслуговуванні унікальних наукових програм, реалізації надчутливих методів аналізу складу речовини і т.п.

Інші класи оптичних приладів представлені на схемі рис. 8.1 негаразд великі, як фотометри і спектрометри. Проте вони виділені внаслідок того, що у них визначальним є специфічне фізичне явище.

У поляриметрах використовується така хвильова властивість світла, як поляризація, тобто певна орієнтація коливань електромагнітної хвиліщодо напряму розповсюдження. Багато речовин мають властивості змінювати напрямок поляризації. На цьому принципі працюють не тільки перетворювачі для вимірювання магнітних величин, а й деякі прилади для аналізу складу речовин та матеріалів, наприклад, сахариметри.

Прилади для вимірювання показника заломлення твердих тіл, рідин та газів. Вони використовується зміна напрямку пучка світла межі розділу двох середовищ. Ці прилади використовуються як індикатори в хроматографах, у численних метеорологічних приладах. спеціального призначення, у газовому аналізі тощо.

Прилади для кутових вимірювань - здебільшого є зорові труби або лазери, оптична вісь яких забезпечена відліковим кутовим лімбом. Таким приладом можна вимірювати кути, послідовно наводячи оптичну вісь на два окремі об'єкти. Сюди можна віднести і оптичні далекоміри, використовують вимірювання кутів спостереження однієї й тієї ж об'єкта двома зоровими трубами. Гоніометри широко застосовуються в топографії, військової техніки, у геодезичних роботах.

Вимірювальні мікроскопи є приладами збільшення видимих ​​розмірів (або кутів спостереження) різних об'єктів і вимірювання розмірів збільшених деталей. У розділі «Механічні виміри» розглядалися два типи такої вимірювальної техніки: це вимірювач довжин ІЗА та мікроскоп Лінника - прилад для вимірювання шорсткості поверхонь. Найбільш масовими приладами такого типу є звичайні мікроскопи, забезпечені окуляр-мікрометром. Це дозволяє оцінювати розміри обсягу при безпосередньому спостереженні через мікроскоп. Такими приладами широко користуються лікарі, біологи, ботаніки та загалом усі фахівці, які працюють з невеликими об'єктами.

Прилади вимірювання власного теплового випромінювання тіл називаються пірометрами (від слова «піро» - вогонь). У цих приладах використовують закони випромінювання нагрітих тіл - закон Планка, закон Стефана-Больцмана, закон Вина, закон Релея-Джинса. Цей клас приладів розглянуто нами у розділі про температурні вимірювання, де пірометри розглядаються як засоби неконтактного вимірювання температури.

Термін «фотометрія» утворений від двох грецьких слів: "фос" - світло і "метрео" - вимірюваю У вимірювальних приладах, що реєструють область спектра, видиму людським оком (λ = 350 - 760 нм) важливо не лише виміряти енергетичні характеристики, але й виготовити прилад таким чином, щоб його чутливість до випромінювання відповідала б чутливості ока. Такі прилади вимірюють оптичні величини оптичних одиницях, основний з яких є кандела (свічка). Сила світла окреслюється енергія потоку, видимого людським оком, т. е. механічна енергія, помножена на видимість ока, що поширює в одиничному тілесному куті, тобто.

(8.1)

Якщо сила світла виражена у канделах, а тілесний кут у стерадіанах, то світловий потік виразиться у люменах.

Освітленість будь-якої поверхні, перпендикулярної до напряму поширення світла, є поверхнева щільністьсвітлового потоку, тобто.

Зв'язок освітленості і сили світла дається фундаментальним законом фотометрії, що свідчить, що освітленість від точкового джерела змінюється обернено пропорційно квадрату відстані від джерела до поверхні, що освітлюється, тобто.

(8.3)

де φ - кут між нормаллю до поверхні та напрямом розподілу світла. Освітленість виявляється у люменах. Якщо поставлене завдання охарактеризувати фотометричні параметри об'єкта, що самосвітиться: нитки розжарювання лампи, екрана монітора, колби люмінесцентної лампи і т. д., вимірювати слід величину, звану світністю:

де dS - елемент поверхні, що світиться. Світність в оптичних одиницях виявляється у люменах з квадратного метра (лм/м 2 ).

Ще однією поширеною оптичною фізичною величиною, що вимірюється на практиці, є яскравість. Яскравість визначається для об'єкта, що світиться, як сила світла з одиниці поверхні, перпендикулярної променю:

Мал. 8.2. До визначення яскравості: а) поверхня, що самосвітиться; б) поверхня, освітлена стороннім джерелом світла

Для поверхні, освітленої стороннім джерелом світла, яскравість визначається як відношення освітленості поверхні до тілесного кута, що спирається на цю поверхню, і має вершину в точці спостереження:

Ще одне визначення яскравості відноситься до променя світла безвідносно до того, є він вихідним від поверхні, що самосвітиться, або падає на яку-небудь поверхню. Яскравість елементарного променя визначається як освітленість, яку він створює на перпендикулярній йому поверхні в одиничному тілесному вугіллі, який він заповнює:

(8.7)

У тих випадках, коли створюються прилади, що працюють в інфрачервоному або ультрафіолетовому діапазонах, замість оптичних одиниць, як уже вказувалося, використовуються механічні одиниці, тобто потужність вимірюється у ватах, енергетична освітленість - у ватах на квадратний метр, енергетична сила світла - у ватах на стерадіан, енергетична яскравість - у ватах на квадратний метр на стерадіан. У розділі «Метрологія» зазначено, що зв'язок між відносними фотометричними одиницями здійснюється використанням поняття механічного еквівалента світла та функції видимості людського ока. Нагадаємо, що механічний еквівалент світла є потужністю світлового потоку на довжині хвилі 555 мкм, що дорівнює 1 Ват механічної енергії. У оптичних одиницях ця потужність дорівнює 683 люмени, тобто.

(8.8)

У приладах для вимірювання сили світла – свічемірах – використовується закон вимірювання освітленості залежно від відстані. В цьому випадку сила світла будь-якого джерела вимірюється порівнянням (компаруванням освітленості, створюваної цим джерелом з освітленістю, що створюється джерелом, з відомою силою світла I). Схема такого приладу дана на рис. 8.3 .

Переміщенням екрана та лампи домагаються рівності сигналів з фотоприймача при освітленні обома лампами. Потім вимірюють відстань r 1 і r 2 відповідні цьому положенню. Сила світла джерела I 2 з очевидної рівності:

(8.9)

Існує достатня кількість різних реалізацій цього методу як компарування ламп з різним спектральним складом випромінювання, так і з різними інтенсивностями. Замість фотоприймача часто використовують якийсь візуальний пристрій, і рівність освітленості фіксують без вимірювань фотострумів.

Той самий принцип щодо вимірювання сили світла потужних джерел або при великій відстані від джерела світла до фотоприймача реалізований у так званому телеметричному методі. Сутність цього методу заснована на виділенні та вимірюванні світлового потоку ΔФ, що поширюється від джерела в межах малого тілесного кута Δω та визначення таким чином сили світла у відповідному напрямку. Малюнок 8.4
пояснює сутність телеметричного методу.

Випромінювання джерела І, силу світла якого треба визначити, падає на позитивну лінзу Л, оптична вісь якої збігається з напрямом сили світла, що вимірюється. У фокальній площині F встановлюється діафрагма D з площею отвору S, що дорівнює δ. Тілесний кут, в межах якого промені, що падають на лінзу Л, досягнуть фотоелемента, дорівнює Δω=δ/f 2 де f - фокусна відстань лінзи. Фототек в ланцюзі фотоелемента повинен бути пропорційний світловому потоку ΔФ, який використовується в межах постійного для цього приладу кута тілесного Δω. У цьому випадку фототек дорівнює

(8.10)

де К - постійний коефіцієнт, I - шукана сила світла. Коефіцієнт До визначається при градуюванні, і шкала електровимірювального приладу комбінується безпосередньо в одиницях сили світла - у канделах або ватах на стерадіан.

Для вимірювання світлового потоку проводять вимірювання освітленості внутрішньої поверхні білої матової кулі. Якщо у фотометричній кулі між джерелом світла, потік від якого потрібно виміряти, та фотоприймачем встановити екран Е, то освітленість у точці розташування фотоприймача пропорційна повному світловому потоку:

(8.11)

де - коефіцієнт відображення внутрішньої поверхні кулі; r – радіус кулі; а - фотометрична константа кулі - коефіцієнт пропорційності між величиною світлового потоку від джерела та освітленістю поверхні фотоприймача. У більшості практичних випадків коефіцієнт визначається експериментально вимірюваннями світлового потоку джерела з відомими значеннями повного світлового потоку.

Вимірники освітленості – люксметри – є найбільш масовими оптичними приладами, що використовуються на практиці. Саме цими приладами контролюється рівень освітленості у всіх випадках - у приміщенні, на вулиці, при виконанні будь-яких технологічних вимірів тощо.

Люксметри за принциповою схемою є найпростішими зі всіх фотометричних приладів. Фотоелектричні люксметри складаються, як правило, з фотоелемента та чутливого електровимірювального приладу. Необхідною умовоюправильності показань люксметра є відповідність спектральної чутливості фотоприймача функції видимості людського ока, тобто максимальна чутливість повинна бути в жовто-зеленій області зі спадом в ультрафіолетову (до 380 нм) область та інфрачервону (більше 760 нм) область. Оскільки площа фотоприймача суворо фіксована, сигнал з нього пропорційний освітленості і шкала приладу, відповідно, може бути проградуйована в люксах.

Інфрачервоне випромінювання. Оскільки зв'язок загальної енергії теплового випромінювання з температурою дається законом Стефана-Больцмана, свідчення спектрофотометрів залежать від того, яке джерело світла висвітлює даний об'єкт. Найчастіше прилади градуюються для освітлення лампами розжарювання, т. зв. Джерело типу А. Якщо об'єкт освітлений іншими типами джерел, наприклад, люмінесцентними лампами або ртутними дуговими лампами, то показання за шкалою люксметра можна виправити за допомогою поправочного коефіцієнта N, на який потрібно помножити результат, щоб знайти правильне значеннявимірюваної освітленості. Значення поправочного коефіцієнта N для джерел світла, що найчастіше використовуються, наведені в табл. 8.1.

Таблиця 8.1

Поправочні коефіцієнти для виміру
енергетичних потоків джерел світла
з різними колірними температурами

Колірна температура джерела світла,	2360	2856	3100	3250	3400	4800	5800
Поправочний коефіцієнт, N	1,003	1,00	0,99	0,975	0,973	0,843	0,78

Для вимірювання яскравості відповідно до 8.5 - 8.7 необхідно виміряти енергію світлового пучка, обмеженого двома діафрагмами. Для реалізації цього яскравомір містить, як правило, ахроматичний об'єктив, що проектує зображення об'єкта у площину діафрагми D, за якою встановлюють фотоприймач. Схема яркомера дана на рис. 8.5 .

Прилад, побудований за такою схемою, реагує на світловий потік, що виходить з поверхні розміру dS, що визначається, під певним кутом dω. Отже, фототек, що реєструється, буде пропорційний яскравості об'єкта, і прилад може бути проградуйований в одиницях яскравості. На практиці яркомери мають візирний пристрій, що дозволяє бачити оком ту ділянку поверхні, яскравість якої вимірюється.

При вимірі яскравості протяжних об'єктів, що самосвітяться, можна скористатися приладом для вимірювання освітленості - люксметром, - розташувавши його безпосередньо на поверхні, що світиться. У цьому випадку фотоприймач збере все випромінювання об'єкта, що виходить в тілесному куті в 2π стерадіан, і яскравість поверхні, що самосвітиться, буде відрізнятися від освітленості на 2π, тобто.

Цим способом часто користуються практично. Існують також проміжні прилади, проградуйовані в одиницях яскравості, хоча за своєю схемою вони ідентичні звичайним люксметрам.

Засоби вимірювання з оптичним та оптико-механічним перетворенням

Найменування параметру	Значення
Тема статті:	Засоби вимірювання з оптичним та оптико-механічним перетворенням
Рубрика (тематична категорія)	Освіта

Оптико-механічні вимірювальні прилади знаходять широке застосування у вимірювальних лабораторіях та цехах для вимірювання калібрів, плоскопаралельних кінцевих заходів довжини, точних виробів, а також для налаштування та перевірки засобів активного та пасивного контролю. Ці прилади засновані на поєднанні оптичних схем та механічних передач.

До оптико-механічних вимірювальних приладів відносяться пружинно-оптичні вимірювальні головки (оптикатори), оптиметри, ультраоптиметри, довжиномери, вимірювальні машини, інтерферометри та ін.

Оптиметр (ГОСТ 5405-75) складається з вимірювальної головки 1, званої трубкою оптиметра, та стійок (вертикальною) 2 або горизонтальною 3). Враховуючи залежність від виду стійки, оптиметри поділяють на вертикальні (наприклад, ОВО-1 або ІКВ. ) та горизонтальні (наприклад, ОГО-1 або ІКГ ).

Вертикальні оптиметрипризначені для вимірювання зовнішніх розмірів деталей, а горизонтальні - Для виміру як зовнішніх, так і внутрішніх розмірів.

В оптичній схемі оптиметрів використані принципи автоколімації та оптичного важеля.

Трубка оптиметра діє в такий спосіб. Промені від джерела світла прямують дзеркалом у щілину трубки і, переломившись у тригранній призмі. , проходять через шкалу, нанесену на площину скляної пластини і має 200 ділень. Пройшовши через шкалу, промінь потрапляє на призму повного відображення і, відбившись від неї під прямим кутом, прямує на об'єктив та дзеркало. Дзеркало, що гойдається, пружиною притискається до вимірювального стрижня . При переміщенні вимірювального стрижня , спирається на деталь, що вимірюється. , дзеркало повертається на кут навколо осі, що проходить через центр опорної кульки, що викликає відхилення відбитих від дзеркала променів на кут, що в 2 рази більший за початковий. Розсіяний відбитий пучок променів об'єктивом перетворюється на пучок, що сходиться, який дає зображення шкали. При цьому шкала зміщується у вертикальному напрямку щодо нерухомого покажчика на деяку величину, пропорційну розміру, що вимірюється. Контролер спостерігає зображення шкали в окуляр, як правило, одним оком, чому сильно втомлюється. Для зручності відліку на окуляр надягають спеціальну насадку, на екрані якої можна спостерігати зображення шкали обома очима.

Мал. 14. Оптиметр

Оптичні вимірювальні прилади знайшли застосування у вимірювальних лабораторіях для абсолютних та відносних вимірювань безконтактним методом деталей складного профілю (різьблення, шаблонів, кулачків, фасонних) різальних інструментів), для точних вимірів довжин, кутів, радіусів. Ці пристрої побудовані на оптичних схемах. Найбільш поширеними з них є: мікроскопи (інструментальний, універсальний, проекційний), проектори, оптичні довжиномери та кутоміри, ділильні голівки, столи та ін.

Інструментальні та універсальні мікроскопи призначені для абсолютних вимірювань кутів та довжин різних деталей у прямокутних та полярних координатах. Відповідно до ГОСТ 8074-82 випускають мікроскопи з мікрометричними вимірювачами типів: типу А – без нахилу головки та типу Б – з нахилом головки. У мікроскопів ІМ 100х50, А та ІМ 150х50, Б передбачена можливість відліку показань за шкалами мікрометричних головок та застосування кінцевих заходів довжини, тоді як мікроскопи ІМЦ 100х500, А; ІМЦ 150х50, А; ІМЦ 150х50, Б; ІМЦЛ 160х80 Б оснащені цифровим відліковим пристроєм.

Універсальні вимірювальні мікроскопи (ГОСТ 14968-69) відрізняються від інструментальних більшим діапазоном вимірювань та підвищеною точністю. У них замість мікрометричних вимірювачів застосовані міліметрові шкали з відліковими спіральними мікроскопами.

Незважаючи на конструктивні відмінності інструментальних та універсальних мікроскопів, принципова схема вимірювання у них загальна - візування різних точок контрольованої деталі, що переміщуються для цього за взаємно перпендикулярними напрямками, та вимірювання цих переміщень за допомогою відлікових пристроїв. Для забезпечення гарного візування мікроскопи забезпечують змінними об'єктивами різного ступеня збільшення.

Як приклад розглянемо конструкцію та принцип вимірювання мікроскопа ММІ(Рис. 15 ). Вимірювана деталь АБрозглядається через об'єктив ПРОмікроскоп. Зображення деталі А 1Б1виходить дійсним, зворотним та збільшеним.

Око спостерігача через окуляр ОКбачить уявне, зворотне та ще раз збільшене окуляром зображення деталі А 2Б2.

Мал. 15. Інструментальний мікроскоп ММІ

На масивній чавунній основі 1 у двох взаємно перпендикулярних напрямках на кулькових напрямних за допомогою мікрометричних гвинтів 2, 1 4 переміщається вимірювальний стіл 3 з напрямними 4. Важливо зауважити, що для зняття відліку величини переміщення столу на гільзі, скріпленої з метричною гайкою, є міліметрова шкала I, а на барабані, пов'язаному з мікрометричним гвинтом, - кругова шкала II зі 100 поділами (на малюнку показання мікрометра дорівнює 29,0. Об'єктив 5 зтубусом встановлений на кронштейні 7, який переміщається у вертикальному напрямку по стійці 11. Умікроскопів типу Б стійка за допомогою маховика 13 може нахилятися в обидві сторони, що дозволяє встановити мікроскоп, під кутом, що дорівнює куту підйому вимірюваної різьби. Маховик 6, що переміщає кронштейн 7, служить для фокусування мікроскопа, причому встановлене положення фіксується гвинтом 12. Для точного фокусування мікроскопа обертають кільце рифлене 8, при цьому тубус зміщується по циліндричних напрямних кронштейна. До верхньої частини тубуса кріпиться змінна кутомірна окулярна головка з візирним 10 та відліковим 9 мікроскопів.

Оптичні лінії | (ГОСТ 24703-81) призначені для визначення відхилень від прямолінійності і площинності перевірочних лінійок, плит, а також напрямних поверхонь верстатів, що утворюють валів.

Принципова схемаоптичної лінії представлена ​​на рис. 16.

Прилад заснований на вимірюванні відхилень точок контрольованої поверхні від уявної прямої - оптичної осі. Лінійка 5 (тонкостінна труба з оптичною системою) встановлюється на двох опорах 4. Вона має наскрізний шліц, вздовж якого переміщається вимірювальна каретка 3 із щупом 2, що стосується контрольованої поверхні. Для визначення відхилень точок поверхні вкрай важливо поєднувати видимі на екрані візирний штрих 7 і біфіляр б і знімати відліки по барабану мікрометра 1. Оптичні лінії можуть мати реєструючий пристрій у вигляді профілактографа, що дозволяє графічно відтворювати на папері профіль контрольованої поверхні.

Мал. 16. Оптична лінія.

Засоби вимірювання з оптичним та оптико-механічним перетворенням - поняття та види. Класифікація та особливості категорії "Засоби вимірювання з оптичним та оптико-механічним перетворенням" 2017, 2018.

Стаття присвячена розробленим ТОВ «НТП «ТКА» приладам для вимірювання основних світлових та енергетичних параметрів та характеристик джерел оптичного випромінювання, у тому числі і світлодіодів.

Необхідність оперативного та достовірного вимірювання основних світлових та енергетичних параметрів та характеристик джерел випромінювання у видимій області спектру, таких як координати кольоровості, корельована колірна температура, коефіцієнт пульсації, яскравість, освітленість та опроміненість, очевидна. Вона продиктована стрімким розвитком альтернативних джерел оптичного випромінювання (світлодіодів), появою різних варіантів дисплеїв та світлових табло, а також технологічними процесами, що використовують джерела оптичного випромінювання.

Деякі особливості побудови приладів для вимірювання основних світлових характеристик джерел світла

Вимірювання освітленості та яскравості є простою фотометричною процедурою. Разом з тим при проектуванні та виробництві люксметрів і яркомірів доводиться стикатися з досить серйозними проблемами щодо забезпечення відповідності приладів, що випускаються, вимогам нормативних документів.

Так, наприклад, фотоприймальні пристрої (ФПУ), будучи основною частиною приладу для вимірювання оптичного випромінювання, повинні відповідати ряду електричних і фотометричних вимог, що залежать від застосування та призначення. При розробці та виробництві приладів для вимірювання параметрів випромінювання необхідне знання цих вимог, їх особливостей, труднощів створення та шляхів їх подолання.

Пристрій для формування просторової характеристики (вхідний пристрій) формує кут зору, величина якого визначена призначенням приладу, що розробляється. Так, наприклад, вхідний пристрій люксметра або пульсметра розраховується, виходячи з наступних міркувань.

Освітленість поверхні, що створюється точковим джерелом випромінювання, довільно розташованим під кутом. до її нормалі (рис. 1), визначається виразом:

Е = Е 0 × сosβ, (1)

де Е 0 - освітленість, створювана точковим джерелом, розташованим нормально щодо поверхні; β - кут між нормаллю та напрямком на джерело.

Мал. 1. Довільно розташоване джерело

Очевидно, вимірювання приладу, що вимірює освітленість, повинен підкорятися такому самому закону. Практично реалізувати цю умову без вжиття певних заходів неможливо через залежність коефіцієнта відображення поверхні оптичних елементів приймальної системи від кута падіння випромінювання, що описується формулою Френеля (2). Для виконання цієї умови доводиться включати в оптичну схему фотоприймального пристрою так звану косинусну насадку, що формує необхідний кут зору і похибку, що компенсує поверхню, що вноситься поверхневим відображенням оптичних елементів.

Найбільш оптимальна косинусна насадка для робочих засобів (рис. 2) вимірювання оптичного випромінювання являє собою виконаний з молочного скла елемент, рівномірно розсіює падаюче випромінювання по всіх напрямках, забезпечуючи тим самим виконання закону Ламберта, згідно з яким яскравості світлорозсіюючої поверхні в усіх напрямках однакові.

Мал. 2. Циліндрична косинусна насадка для робочих засобів

Поверхня матеріалів, що використовуються у вхідних пристроях, відображає падаюче випромінювання за законом Френеля:

де φ 1 - кут між падаючим на поверхню променем світла та нормаллю; φ 2 - кут між заломленим променем та нормаллю. Графічно ця залежність представлена ​​рис. 3.

Мал. 3. Залежність коефіцієнта відбиття поверхні матеріалу від кута падіння

Це означає, що фотоприймальний пристрій реєструє випромінювання, що не відповідає співвідношенню (1) при кутах більше 60 °, тобто відмінне від реального випромінювання.

Для компенсації втрат відбитого випромінювання використовують бічну грань диска із молочного скла. Величина потоку випромінювання, що пройшло всередину скла через бічні грані, пропорційна величині циліндричної освітленості. Під середньою циліндричною освітленістю розуміють середню освітленість бічної поверхні вертикально розташованого циліндра. Вона визначається виразом:

де - кут падіння світла від точкового джерела на бічну поверхню вертикально розташованого циліндра.

Світловий потік Ф, що потрапляє на світлочутливий елемент, що використовується у ФПУ, є функцією відображення (ρ) і пропускання (τ) використовуваного матеріалу, освітленості плоскої поверхні (Е п) і циліндричної освітленості бічної грані (Е ц):

Аналітично описати цей зв'язок досить складно через розкидання параметрів матеріалів і геометричних розмірів складових ФПУ елементів. При розробці та виготовленні ФПУ емпірично знаходиться оптимальне поєднання характеристик (марки молочного скла, його товщини та висоти бічної поверхні, що виступає над корпусом), що забезпечує задану похибку (1-2%), що визначається відмінністю отриманої просторової характеристики від теоретичної.

Крім того, при створенні приладів для вимірювання оптичного випромінювання необхідно вирішити задачу приведення спектральної характеристики чутливості кремнієвого фотодіода до відносної світлової спектральної ефективності V(λ), табульовані значення якої регламентовані рішеннями комісії МКО та ГОСТ 8.332.

Спектральна корекція чутливості фотоприймача Sф(λ) до заданого виду S(λ) здійснюється, як правило, кольоровими фільтрами. При цьому коефіцієнт пропускання Т(λ) визначається співвідношенням:

Існує два основних способи розташування коригуючих світлофільтрів перед фоточутливим елементом (рис. 4).

Мал. 4. Способи розташування світлофільтрів, що коригують: а) субтрактивний; б) субтрактивно-адитивний (схема Дреслера)

У першому випадку кольорові фільтри з відповідними спектральними характеристиками розміщуються послідовно один за одним. При такому розташуванні (рис. 4а) випромінювання, перш ніж потрапити на фотоприймач, послідовно фільтрується у кожному фільтрі.

Інший спосіб розташування фільтрів з необхідними спектральними характеристиками показано на рис. 4б. При цьому розташуванні, званому схемою Дреслера, деякі фільтри розміщуються поруч один з одним. Різні частини світлового потоку по-різному пропускаються фільтрами, перш ніж потік досягає приймального майданчика фотоприймача. Результуюча крива спектрального пропускання комбінації може ефективно регулюватися зміною відносного розміру окремих компонентів. Виконані за таким принципом коригувальні фільтри можуть з високим ступенем точності наблизити відносну спектральну чутливість фотоприймача до ідеальних значень V(λ) при відносно високому пропусканні максимумів кривих. Зазвичай практично зокрема і розрахунку розглянутих приладів використовується перший спосіб розташування світлофільтрів через його технологічності і простоти розрахунків.

Розглянемо приклад приведення спектральної характеристики кремнієвого фотодіода Sф(λ) до відносної світлової спектральної ефективності V(λ) (рис. 5).

Мал. 5. Вид кривих спектральної чутливості кремнієвого фотодіода S(.) та заданої міри V(.)

Характеристика S(λ) наводиться до заданої кривої за допомогою фільтра, що виправляє, який може бути складений з кольорового скла (рис. 6).

Мал. 6. Корекція спектральної чутливості фотоприймача за допомогою кольорових фільтрів

Загальний коефіцієнт пропускання світлофільтру, що виправляє, розраховується за формулою:

де i - номери кольорового скла, що становлять світлофільтр, до i (λ) - показник поглинання кольорового скла з індексом, що відповідає номеру кольорового скла, t i - товщина відповідного кольорового скла.

Тип скла та їх кількість вибиралися напівемпіричним способом, виходячи з наявності вироблених та доступних для використання марок. Так, наприклад, для видимої області спектра придатними для корекції виявилися такі кольорові скла: СЗС-21, СЗС-22, СЗС-23, ЖС-20, ЖЗС-5, ЖЗС-6, ОС-5. З групи синьо-зеленого скла (СЗС) було вибрано СЗС-21, оскільки воно добре пригнічує випромінювання в ближній ІЧ-області спектру (760-1200 нм), де спостерігається максимальна чутливість кремнієвих фотодіодів (max = 800-900 нм), вибраних для корекції. Помаранчеве скло ОС-5 взаємозамінне зі склом ЖС-20, а жовто-зелене скло ЖЗС-6 взаємозамінне зі склом ЖЗС-5.

Вибір марки скла та його товщини та розрахунок спектрального коефіцієнта пропускання виправляючого світлофільтра здійснюється таким чином, щоб на кожній довжині хвилі виконувалася умова: τ(λ)= V(λ)/Sф(λ).

Суворе виконання цієї умови на всіх довжинах хвиль для серійного кольорового скла та фотоприймачів практично неможливе. Завжди матиме місце відступ реально виконаної кривої S(λ) = Sa(λ)..(λ) від заданої, яку необхідно оцінити в залежності від призначення та способу градуювання фотометра, де застосовується світлофільтр, що виправляє.

Оцінка похибки корекції фотоприймача провадиться за методикою, розробленою МКО (публікація № 53). Розрахунок похибки корекції фотометричної головки f 1 (Z) заснований на відмінності реакції на випромінювання ідеального фотоприймача, табульоване значення спектральної чутливості якого відомо, і реального фотоприймача, відносний спектральний розподіл якого відрізняється від того, при якому було проведено градуювання.

де S(λ) - відносна спектральна чутливість досліджуваного фотоприймача; SV(λ) - відносна спектральна чутливість еталонного фотоприймача; Фa(λ) - відносне спектральне розподілення джерела «А», при якому проводиться градуювання; Фі (λ) - відносна спектральна характеристика табульованих джерел.

Прилади для вимірювання оптичного випромінювання

Люксметри нового покоління «ТКА-Люкс» (рис. 7) та «ТКА-ПКМ-31» є в даний час найбільш затребуваними та мають метрологічні характеристики на рівні приладів найкращих світових виробників робочих засобів вимірювання. Діапазон вимірювання освітленості в діапазоні 10-200 000 лк з похибкою 6-8%.

Мал. 7. Зовнішній виглядлюксметра "ТКА-Люкс"

"ТКА-Люкс/Еталон" є першим російським люксметром, метрологічні характеристики якого відповідають вимогам, що пред'являються до робочих зразків. Він призначений для вимірювання освітленості у видимій ділянці спектру 380-760 нм, що створюється стандартними джерелами оптичного випромінювання, розташованими нормально щодо приймача. Люксметр призначений для практичної реалізації Державної перевірочної схеми засобів за мірами світлових величин відповідно до ГОСТ 8.023-2000. Цей прилад за точністю відтворення та передачі розмірів одиниць сили світла та освітленості забезпечує метрику прецизійних та робочих засобів вимірювань та відрізняється тимчасовою стабільністю та достовірністю. Основна відносна похибка вимірювання освітленості, що допускається приладом, не перевищує 6,0%.

Розроблений комбінований прилад люксметр+яркомір «ТКА-ПКМ» (02) служить для вимірювання освітленості (в діапазоні 10–200000 лк з похибкою 8%) та яскравості накладним способом (в діапазоні 10–200 000 кд/м 2 з похибкою 1 самосвітяться протяжних об'єктів (рис. 8).

Мал. 8. Зовнішній вигляд приладу "ТКА-ПКМ" мод.0,2

Прилад відрізняється від традиційних яркомірів відсутністю у схемі оптичних елементів (лінзи, об'єктива), що значно спрощує конструкцію та здешевлює вартість приладу за збереження його точнісних характеристик.

Для дистанційного визначення яскравості протяжних джерел розроблений недорогий, що відповідає сучасним метрологічним і технічним вимогам прилад для вимірювання яскравості кіноекранів яркомір «ТКАЯР» (рис. 9), що є портативним малогабаритним приладом з автономним живленням, з функцією запам'ятовування результату. Наведення на об'єкт, що вимірювається здійснюється за допомогою лазерного прицілу.

Мал. 9. Зовнішній вигляд яркомера ТКА-ЯР

Для спрощення конструкції приладу в оптичній схемі був застосований об'єктив, що не фокусується. Нерегульоване фокусування на деяку постійну відстань підвищує оперативність роботи з приладом, оскільки виключається одна з робочих операцій. При цьому не потрібно вводити жодних поправок до градуювання, оскільки показання приладу пропорційні яскравості об'єкта незалежно від відстані. Прилад має наступні технічні характеристики:

• кут зору – 1,0–1,5°;
• діапазон вимірювання – 10,0–2000,0 кд/м2;
• спектральна корекція – 2,0%;
• сумарна похибка – 10,0%;
• відстань до об'єкта, що вимірювається - не менше 7,0 м.

Вимірювання коефіцієнта пульсації джерел випромінювання

Випромінювання джерел світла під час живлення від мережі змінного струму(Як правило, з частотою 50 Гц) є пульсуючим. Частота пульсації при цьому дорівнює подвоєній частоті напруги живлення 100 Гц. Як критерій оцінки відносної глибини коливань освітленості в результаті зміни в часі світлового потоку джерел випромінювання при живленні їх змінним струмом введений коефіцієнт пульсації освітленості (Кп), що виражається формулою:

де Еmax – максимальне значення амплітуди зміною складової освітленості, Еmin – її мінімальне значення, Еср – середнє значення освітленості (рис. 10).

Мал. 10. Тимчасова характеристика пульсуючої освітленості

Мал. 11. Зовнішній вигляд приладу "ТКА-ПКМ (08)"

Конструктивно прилад виконаний у вигляді двох блоків: фотоприймальної частини (ФПУ) та блоку обробки інформації. У блоці обробки інформації розміщена електронна схема, що складається з АЦП (аналого-цифрового перетворювача), РКІ (рідкокристалічного індикатора) та процесора ADuС.

Прилад працює в такий спосіб. Сигнал з ФПУ подається на попередній підсилювач, де відбувається одночасно з посиленням сигналу та його масштабування.

Посилений сигнал подається на вхід АЦП для перетворення на цифрову форму. Цифровий сигнал з виходу АЦП подається мікропроцесор для подальшої обробки. Проводиться серія вимірювань з періодом 10 мс та визначаються максимальне, мінімальне та середнє значення освітленості.

Обробка сигналу ведеться не синфазно періодам коливань. У процесі виміру проводиться аналіз кількох періодів, і значення результатів вибірок усереднюються. Результат - значення max, min та середнє визначаються в одиницях освітленості лк. Після знаходження параметрів сигналу формулою (8) обчислюється значення коефіцієнта пульсації.

Визначення коефіцієнта пульсації джерел випромінювання та освітленості виконується приладом ТКА-ПКМ (08), інформація в ньому обробляється мікропроцесором. Цей пульсметр-люксметр має такі технічні характеристики:

діапазон вимірювання коефіцієнта пульсації – 0–100%;

діапазон виміру освітленості - 10-200 000 лк;

похибка виміру вбирається у 10%.

Вимірювання повного світлового потоку

p align="justify"> Важливою світловою характеристикою випромінювання світлодіода є світловий потік Ф (лм), що визначається як інтеграл всього потоку випромінювання, укладеного під просторовою індикарисою випромінювання (рис. 12).

Мал. 12. Просторовий розподіл сили світла світильника

Необхідно при цьому відзначити, що індикатриси випромінювання світлодіодів (на відміну від ламп розжарювання) можуть набувати найхимерніших форм. Ця особливість допомогла у виборі нами шляху побудови вимірювального приладу.

Способи вимірювання повного світлового потоку

Є два істотно різні способи вимірювання повного світлового потоку:

• гоніометричний метод;
• метод "інтегруючої сфери".

Гоніометричний метод

Метод ґрунтується на покроковій фіксації значень сили світла світлодіода при його повороті на відомий кут. Прилади, що використовуються для цих цілей - гоніометр з достатньою кутовою роздільною здатністю і фотометрична головка з відомим коефіцієнтом перетворення. Зменшення похибки вимірювань та отримання найбільш достовірного кутового розподілу можливе за мінімального значення кроку кута повороту світлодіода щодо фотометра (або навпаки). Сучасні гоніофотометричні установки мають крок кілька кутових хвилин. Одночасно виконуються вимірювання осьової сили світла та її просторового розподілу.

З цих даних розраховується світловий потік. Отримання світлового потоку світлодіода Ф з просторовим розподілом сили світла довільної форми визначається за допомогою індикатрис випромінювання великої кількості площин (nI v (Θ) при n→∞) та подальшим обчисленням середнього значення Ф:

Процес вимірювання повного світлового потоку гоніометричним методом є перспективним з погляду точності та інформативності, але потребує серйозних матеріальних витрат та часу.

Для оперативного проведення простих технологічних вимірювань повного світлового потоку нами було обрано так званий метод інтегруючої сфери, викладений М. М. Гуревичем. У ньому невідомий світловий потік зіставляється із заздалегідь обчисленим світловим потоком зразкового осесиметричного джерела. Цей метод дозволяє проводити вимірювання світлового потоку джерела з довільним розподілом випромінювання в навколишньому просторі на лад швидше, ніж гоніометричний метод (рис. 13).

Рис.13. Вимірювання світлового потоку за допомогою фотометричної кулі

Таке зіставлення здійснюється за допомогою фотометричної кулі, що має досить великий діаметр, пофарбованого зсередини матовою білою фарбою і розсіює світло відповідно до закону Ламберта.

Теорія фотометричної кулі показує, що світловий потік, що розсіюється його внутрішньою стінкою, розподіляється по ній рівномірно. Тому якщо всередину порожньої сфери, стінка якої має у всіх точках однаковий коефіцієнт відображення ρ, помістити джерело S, що випромінює світловий потік Ф, то відбитий від стінки кулі потік ρФ створить у всіх точках одну і ту ж освітленість

де r – радіус поверхні кулі.

Вторично відбитий світловий потік ρ 2 Ф знову рівномірно розподілиться по стінці кулі, і додаткова освітленість виявиться:

Загальну (сумарну) освітленість у певній точці М на внутрішній поверхні кулі можна розрахувати наступним чином:

де E і - освітленість у певній точці М при безпосередньому падінні світла поверхню кулі. Очевидно, що ця величина не буде однакова у всіх точках, оскільки залежить від положення джерела S всередині кулі, так і від його світлорозподілу.

Однак якщо за допомогою малого непрозорого екрану Е (рис. 13), поміщеного всередину кулі, захистити від попадання світла безпосередньо від джерела малу ділянку стінки біля точки М, то освітленість цієї ділянки буде така:

де - коефіцієнт пропорційності, що залежить тільки від властивостей кулі.

Тому якщо випробуваний джерело S зі світловим потоком Ф замінити всередині кулі на зразкове джерело S 0 c відомим світловим потоком Ф 0 то очевидно, що освітленість в точці М буде:

Або, розділивши вираз (14) на (15), отримаємо:

Мал. 14. Варіант виміру повного світлового потоку світлодіода

Встановивши тим чи іншим способом відношення освітленостей, можна визначити світловий потік джерела, що цікавить нас.

У зв'язку з тим, що випромінювання світлодіодів спрямоване, і кут випромінювання не перевищує 2. можливе спрощення конструкції приладу за рахунок встановлення досліджуваних світлодіодів у стінці кулі. Тим самим знижується кількість елементів конструкції всередині кулі і, отже, його геометричні розміри. Куля виконується з двома отворами. За першим розміщується фотодіод з молочним склом і набором світлофільтрів, що коригують, а за другим - досліджувані світлодіоди (рис. 14).

Визначивши реакцію фотодіода на випромінювання - наприклад, фотоструми, що виникають у вимірювальному ланцюзі, - знаходимо відношення i/i 0 та Е/Е 0 , які можна вважати рівними між собою, та обчислюємо світловий потік Ф згідно з виразом (16).

У результаті на практиці вищевикладеного методу ми отримали робочий засіб вимірювання повного потоку, показаного на рис. 15. Похибка вимірювання повного світлового потоку білих світлодіодів становила 7,0%, кольорових світлодіодів – 10,0%.

Мал. 15. Зовнішній вигляд дослідного примірника приладу «ТКА-КК» для вимірювання повного світлового потоку випромінюючого світлодіода

Мал. 16. Фотоприймальний пристрій (ФПУ) спектроколориметра

Додаткові похибки сумарної спектральної корекції, що виникають через селективність коефіцієнта відображення інтегруючої сфери, досить просто усуваються фільтрами, що коригують. Вимірювання повного світлового потоку можуть проводитись за лічені секунди операторами будь-якого рівня кваліфікації (рис. 15).

Вимірювання колірних характеристик джерел оптичного випромінювання

Загальна концепція побудови приладів

Прилади ТОВ «НТП «ТКА» для визначення колірних характеристик джерел (спектроколориметри) ґрунтуються на вимірі спектрального складу оптичного випромінювання з подальшою математичною обробкою результатів.

Координати кольору джерел визначаються значеннями трьох інтегралів, взятих у межах видимого спектра:

де Ф еλ (λ) - спектральна щільність потоку випромінювання; x‾(λ),y‾(λ),z‾(λ) - питомі координати кольоровості.

Координати кольоровості розраховуються:

Фотоприймальний пристрій спектроколориметр показано на рис. 16.

Випромінювання досліджуваного джерела, пройшовши відділення для формування просторової характеристики (1), потрапляє в диспергувальний пристрій. Пристрій є поліхроматором (2) з реєстрацією розкладеного випромінювання фотодіодною лінійкою (3). Робочий спектральний діапазон обумовлений характером поставлених завдань.

При визначенні корельованої колірної температури спектральна щільність енергетичної світності М еλ (Вт·м3) абсолютно чорного тіла (АЧТ) визначається відповідно до закону Планка за формулою:

Координати кольору АЧТ за даної температури Т розраховуються за формулами (17). Потім застосовується перехід від системи колірних координат х, у МКО 1931 в більш рівноконтрастну систему u', v' МКО 1976 за наступними формулами:

Такий самий перерахунок кольоровості виробляється для досліджуваного джерела випромінювання. Потім визначається масив координат кольоровості АЧТ та відповідний масив температур.

Мінімальна відстань у просторі u, v між точкою кольоровості досліджуваного джерела (u0', v0') та точками кольоровості масиву лінії АЧТ (ui', vi') (рис. 17) визначається за формулою:

Мал. 17. Лінія АЧТ у системі колірних координат u',v'

Потім зіставляється розрахований масив кольоровості та масив температур АЧТ і визначається температура досліджуваного джерела Тj, що відповідає певній точці кольоровості (uj, vj).

Розроблений спектроколориметр «ТКА-ВД» призначений визначення спектрального складу джерела оптичного випромінювання з наступним обчисленням колірних координат у вибраній системі координат (рис. 18). Оптична схема приладу є поліхроматором на дифракційній решітці з реєстрацією розкладеного випромінювання фотодіодною лінійкою. Робочий спектральний діапазон приладу (380-760) нм. Діапазон лінійності сигналів сягає шести порядків. Залежно від конфігурації вхідного пристрою пристрій працює як у режимі яркомера, так і в режимі вимірювання освітленості. Спектральна роздільна здатність приладу не перевищує 3 нм.

Мал. 18. Зовнішній вигляд спектроколориметра "ТКА-ВД"

Висновок

Насамкінець хочеться відзначити наступне. Прилад стає вимірювальним засобом тоді, коли він є метрологічно забезпеченим. Іноді на метрологію витрачаються зусилля, які можна порівняти з зусиллями, витраченими на розробку самого приладу. ТОВ «НТП «ТКА» оснащено сучасним, зокрема унікальним устаткуванням, що забезпечує проведення калібрувальних і перевірочних (силами «Тест-Санкт-Петербург») робіт під час випуску приладів серії «ТКА». По кожному типу приладів є затверджене метрологічне забезпечення вимірів та зразки відповідного рівня, держповірка яких щороку проводиться уповноважених організаціях Держстандарту РФ. Фахівцями центру проводяться консультації з питань можливості застосування приладів для вирішення конкретних завдань та надаються рекомендації щодо найкращого вибору серед них. За завданням міністерств, відомств та окремих замовників виконуються науково-дослідні та дослідно-конструкторські роботи, пов'язані як з розробкою нових типів приладів, так і з дослідженнями впливу фізичних факторів на матеріальні об'єктита вивченням змін, що відбуваються у зв'язку з цим.

Література

1. www.ledcommunity.ru (Сайт об'єднання людей, сфера діяльності яких пов'язана зі світлодіодною індустрією.)
2. Заутер Г., Ліндеман М., Шперлінг А., Воно О. Фотометрія світлодіодів // Світлотехніка. 2004. № 3.
3. Нікіфоров С. Вимірювальна лабораторія для комплексного дослідження характеристик світлодіодів, які застосовуються в системах відображення інформації // Компоненти та технології. 2007. № 7.
4. Круглов О. В., Кузьмін В. Н., Томський К. А. Вимір світлового потоку світлодіодів // Світлотехніка. 2009. №3.
5. Шевців Р. А. Теоретична фотометрія. Л.: Енергія. 1977.
6. Гуревич М. М. Фотометрія (теорія, методи та прилади). Л.: Вища школа. 1983.

16.1 Оптиметри

Оптиметром називається важільна оптичний прилад, призначений для точних відносних вимірювань геометричних величин. Типи, основні параметри та технічні вимоги встановлюються у ГОСТ 5405-75. Оптиметр складається з оптичного пристрою – трубки оптиметра, пристрою кріплення трубки та столика для базування вимірюваної деталі.

Оптична схема оптиметра заснована на використанні оптичного важеля та автоколімаційної системи. На рис. 71, а б показана оптико-механічна схема трубки оптиметра. Світло від джерела випромінювання 7 направляється дзеркалом 8 на скошену грань освітлювальної призми 9 і, відбившись від неї, висвітлює сітку 6, розташовану у фокальній площині об'єктива 4 автоколіматора. На сітці (рис. 1, б) праворуч у світлому прямокутному вікні на темному тлі нанесена шкала в ±100 поділів і відліковий індекс-штрих. Шкала перекрита з боку окуляра призмою 9 та зміщена щодо осі на деякій відстані b. Пройшовши через шкалу, промені потрапляють у прямокутну призму 5 і відхиляються після виходу з неї на 90° (це зроблено для умінь-

ня габаритних розмірів трубки). Потім промені разом із зображенням штрихів шкали проходять об'єктив 4, а з нього паралельним пучком падають на дзеркало 3, відбиваються від нього і у зворотному ході дають автоколімаційне зображення шкали на сітці 6. Автоколімаційне зображення шкали симетрично самої шкали вертикальної осі z сітки. Так як ліва половина сітки прозора, зображення шкали спостерігається у вигляді чорних штрихів на світлому тлі. Якщо дзеркало 3 перпендикулярно до оптичної осі об'єктива, то нульові штрихи шкали та їхнє автоколімаційне зображення суміщаються на горизонтальній осі х сітки з індексом-штрихом.

Мал. 1. Оптична схема вертикального оптиметра

Переміщення автоколімаційного зображення шкали щодо індексу-покажчика відраховується за принципом оптичного важеля. Якщо після встановлення вимірюваного об'єкта 1 вимірювальний стрижень 2 переміститься і нахилить дзеркало 3, то ізо-

бродіння сітки зміститься паралельно до вертикальної осі сітки (паралельно дійсної сітці). Це усунення спостерігається в окулярі 10 трубки оптиметра. До оптиметра додається проекційна насадка ПН-16, що полегшує вимір.

Мал. 2. Оптична схема ультраоптиметра ОВЕ-2

Оптична схема ультраоптиметра ОВЕ-02 показана на рис. 2, представляє поєднання схем автоколіматора та схеми багаторазового відображення. Промені світла від джерела випромінювання 1

через конденсор 2, теплофільтр 3, лінзу 4 падають на освітлювальну призму 5, висвітлюють вікно з прозорою шкалою, нанесеної на плоскопаралельній скляній пластині 15, розташованої у фокальній площині об'єктива 14. У полі зору екрана приладу видно подовжені штрихи з цифр поділів. Шкала має по обидва боки ±100 поділів (200 поділів).

Промені світла виходять з пластини 15, відбиваються від дзеркала 16, входять в об'єктив 14, а з нього паралельним потоком разом із зображенням шкали потрапляють на нерухоме дзеркало 12, відбиваються від нього на дзеркало, що коливається 11. Тут відбувається багаторазове відображення. Далі промені з автоколімаційним відображенням шкали повертаються до пластини 15, на якій проектується зображення шкали в площині штриха-індексу. Поєднані зображення шкали та штриха-індексу проектуються через дзеркальну систему 8, 9, 10 на екран 13.

Фокусування і центрування лампи 1 проводиться з нитки з наведенням на різкість об'єктивом 6 і проектуванням її різкого зображення на екран 13 за допомогою дзеркальної системи 8, 9,10.

Осьове переміщення вимірювального стрижня 17 викликає нахил дзеркала на деякий кут а, внаслідок чого автоколімаційне зображення шкали на екрані також переміщатиметься відносно нерухомого штриха-індексу пропорційно куту 2а. На дзеркалах 12 і 11, які є оптичними помножувачами, пучок променів зазнає одинадцяти відбитків.

За розташуванням ліній вимірювання оптиметри поділяються на вертикальні та горизонтальні. Вертикальні оптиметри - станкові прилади з пристроєм, що базує, у вигляді стійки з вертикальною віссю розташування. Горизонтальні оптиметри - стан-

кові прилади з горизонтальною віссю розташування трубки оптиметра.

За ГОСТ 5405-75 настільні оптиметри випускаються наступних типів: вертикальні (моделі ІК.В-2, ІК.В-3); горизонтальні (моделі ІКГ-2, ІКГ-3); окулярні (моделі ІКВ-2, ІКГ-2, ІКГ-3). Діапазон вимірів приладів: ІК.В-2 від 0 до 180 мм; ІКВ-3 від 0 до 200-мм (тільки при зовнішніх вимірах); ІКГ-2 та ІКГ-3 від 0 до 500 мм при зовнішніх та від 0 до 400 мм при внутрішніх вимірах. Ціна поділу трубки оптиметра 1 мкм; діапазон вимірів за шкалою ±0,2 мм; межа допустимої похибки ±0,2 мкм на ділянках шкали від 0 до ±0,06 мм. Розмах показань трохи більше 1 мкм. Вимірювальне зусилля при зовнішніх вимірах трохи більше 200 сН.

16.2 Вимірювальні машини

Вимірювальні машини - оптико-механічні контактні прилади, призначені для точного вимірювання деталей великих розмірівметодом безпосереднього виміру чи порівняння з мірою.

У конструкціях машини принцип Аббе не дотримано, тому що зазвичай лінія вимірювання та шкала розташовані в паралельних площинах. При використанні принципу Аббе довжина машини збільшилася б на дві довжини вимірюваної деталі.

Конструкція вимірювальної машини показано на рис. 3. На масивній чавунній станині 1 паралельним напрямним переміщається задня бабка 3 із закріпленим в її пінолі 6 вимірювальним наконечником, осьове переміщення якого здійснюється штурвалами 2 мікроподачі. Бабця в поздовжньому напрямку переміщається кремальєрним механізмом. Разом з бабкою переміщується освітлювач 4 і лівий коліматор 15 з призломом заломлює 14. У передній бабці 10 встановлений відліковий мікроскоп 11 і трубка оптиметра 9 з вимірювальними наконечниками. Бабця в межах 100 мм переміщається обертанням Штурвала 12. При цьому передбачено стопоріння бабки в потрібному положенні. Одночасно з бабкою переміщається і закріплений па ній правий коліматор 15 з призлом призломом 14.

Для відліку розмірів у межах діапазону вимірювань у станині встановлена ​​дециметрова шкала 7, в якій через кожні 100 мм вставлені дев'ять скляних пластин 8 з біссекторами. Під передньою бабкою встановлена ​​скляна шкала 13 довжиною 100 мм із розподілами через 0,1 мм.

Мал. 3. Принципова схема вимірювальної машини

Для установки машини в нульове положення задню бабку поміщають над лівою пластиною з бісектором, при цьому

оптична вісь освітлювача розташовується над вікном бісекторної шкали. Промені світла від лампи через 4 конденсор 5 висвітлюють бісектор, проходять заломлюючу призму 14, і коліматор 15 збирає їх в паралельний пучок. Так як бісеектор знаходиться у фокусі коліматора, то в паралельному пучку виходить нескінченно віддалене зображення біссектора. Далі, це зображення потрапляє у правий коліматор 15, проходить через призму 14 і накладає зображення нульового біссектора на розташовану у фокусі коліматора шкалу 13. Переміщуючи передню бабку 10, домагаються збігу нульового штриха з серединою бісектора. Потім мікрогвинтом 12 приводять вимірювальні наконечники дотик один з одним і встановлюють шкалу трубки оптиметра на нуль. Після цього стопорять гвинт пінолі.

При вимірі передню бабку відсувають від задньої, поєднують останню з необхідним бісектором міліметрової шкали. Вимірювану деталь встановлюють на лінії вимірювання за допомогою предметного столу або люнетів, переміщують передню бабку до моменту, коли вимірювальні наконечники обох бабок торкнуться деталі, що вимірювається. При цьому зображення шкали оптиметра не повинно виходити з поля зору оптиметрної трубки. Далі, переміщуючи бабку 10, поєднують найближчі розподіли шкали 13 із зображенням бісекторного штриха і знімають відлік. Число дециметрів визначають за номером пластини 13 шкали, знімаючи за допомогою мікроскопа 11 відлік з точністю 0,1 мм, а соті і тисячні частки міліметра визначають за шкалою трубки оптиметра.

Вимірювальні машини ІЗМ-1, ІЗМ-2, ІЗМ-4 випускаються з верхніми діапазонами вимірів 1, 2 і 4 м. Діапазон вимірів ІЗМ-1 від 0 до 1000 мм при зовнішніх і від 1 до 900 мм - при внутрішніх вимірах; ІЗМ-2 від 0 до 2000 мм при зовнішніх та від 1 До 1900 -при внутрішніх вимірах; ІЗМ-4 від 0 до 4000 мм при зовнішніх та від 1 до 3900 - при внутрішніх вимірах. Ціна поділу 1 мкм. Допустима похибка бісекторної шкали ± (0,3 + 9-10~ 3 £) мкм, шкали з відліковим пристроєм = 0,1 мм ± (0,7+1,5-10 -3 L), де L - номінальний Розмір, мм.

Похибки вимірювання, що складають, на вимірювальних машинах аналогічні похибкам оптиметра. Однак важливим для машин є температурна складова. Граничні похибки вимірів методом безпосередньої оцінки зовнішніх розмірів 1-500 мм становлять від ±1 до ±6 мкм, а при вимірі методом порівняння від ±1 до ±2 мкм; внутрішніх розмірів 13-500 мм методом порівняння з кінцевими заходами від ±1,5 до ±9 мкм.

16.3 Довгоміри

Довгоміри - оптико-механічні прилади контактного типу, у яких шкала поєднана з лінією виміру (повне використання принципу Аббе).

Мал. 4. Оптична схема вертикального довжиномера ІЗВ-2

Принципова схема вертикального довжиномера ІЗВ-2 показана на рис. 4. Вимірювальний шток 4 має поздовжнє вікно, яке вставлена ​​скляна шкала 5, що має 100 поділів з інтервалами через 1 мм. Шкала 5 висвітлюється джерелом світла через 1 світлофільтр 2 і конденсор 3. Зображення міліметрової шкали об'єктивом 11 проектується в площину сіток 7 і 8 очка 6 спірального мікрометра. Призми 9 та 10 відхиляють пучок променів, що виходить з об'єктива на 45°.

Мал. 5. Оптична схема вертикального проекційного довжиномера ІЗВ-3

Вертикальний проекційний довжиномір ІЗВ-3 (рис. 5) відрізняється від довжиномера ІЗВ-2 тим, що тут замість окулярного мікрометра застосовано відліковий проекційний пристрій з оптичним мікрометром. Світло від лампи / проходить конденсор 2, світлофільтр 3, освітлювальні лінзи 4 і падає на відбивне дзеркало 5, висвітлює ділянку міліметрової шкали 6, що переміщається разом з вимірювальним штоком 7. Зображення цієї ділянки шкали об'єктивом 8 через призмінну систему 9, лінзи 9 // Проектується на нерухому сітку 13 (шкала десятих часток міліметра з індексом). Лімб 12 має шкалу тисячних часток міліметра. Лімб і сітка знаходяться у фокальній площині об'єктива 16. Зображення міліметрових штрихів, десятих і тисячних часток міліметра, а також індекс проектується колективною лінзою 14, об'єктивом 16 та дзеркальною системою 15, 17, 18 на екран 19.

На довгомірі проводять абсолютні вимірювання кінцевих заходів, діаметрів гладких граничних калібрів, корпусних деталей з розгювисотними площинами. При використанні малогабаритних кутомірних пристроїв можна вимірювати профілі малогабаритних дискових кулачків.

ТЗГТ7-Л7 П -------~~«тт л „ п *^тгл VO

Мал. 6. Схема горизонтального довжиномера ІК.У-2

Принципова схема довжиномера ІКУ-2 показана на рис. 6. На напрямних станини / встановлена ​​вимірювальна бабка 6, в якій на лінії вимірювання (з дотриманням принципу Аббе)

встановлена ​​вимірювальна піноль 23. На правому кінці пінолі кріпиться міліметрова шкала 9 довжиною 100 мм, а на лівому кінці трубка оптиметра. При цьому її вимірювальний стрижень 4 може переміщатися щодо пінолі 23 і повертати дзеркало 5 оптиметра трубки. Грубе переміщення вимірювального стрижня проводиться штурвалом 13, а точне мікровінтом 10. У верхній частині встановлений екран і освітлювальна система. Світло, що йде від лампи 8, поділяється на два пучки. Перший пучок заломлюється призмою 7, висвітлює ділянку міліметрової шкали і проектує зображення шкали об'єктивом 11 у площину нерухомої бісекторної шкали 12 з ціною поділу 0,1 мм загальною Довжиною 1 мм. Поєднані зображення штрихів шкал 9, 12 об'єктивом 14 проектуються на ділянку 15 екрана 17. Другий пучок заломлюється в призмі 7 і прямує на розділовий кубик, де, відбившись від напівпрозорої грані, падає на освітлювальне дзеркало 20. Далі проходить оптим 22 проектується на дзеркало трубки 5 оптиметра. Автоколімаційне зображення оптиметрової шкалиповертається на напівпрозору грань кубика 19, проходить її і„ відбившись від дзеркала 20, направляється об'єктивом 18 на ділянку 16 оптиметрової шкали екрана 17. Деталь встановлюється на предметному столику 24 і обмацується вимірювальними наконечниками. складаються два незалежні переміщення - вимірювальної пінолі 23 разом з міліметровою шкалою 9 в межах 100 мм і вимірювального стрижня 4 трубки оптиметра в межах 100 мкм. Ці переміщення фіксуються на екрані за шкалами 15, 16.

Вимірювальна бабка 6 разом з вимірювальним наконечником 3 штурвалом 13 підводиться до деталі, що вимірювається. Мікровинтом 10 переміщують вимірювальну піноль 23 разом зі шкалою 9 до суміщення міліметрової шкали з найближчим бісекторним штрихом нерухомої шкали десятих часток міліметра. Відлік знімають за шкалою 15, додаючи або віднімаючи з нього показання шкали трубки 16 оптиметра.

Основні типи та технічні характеристики вертикальних та горизонтальних довжемірів наведені в ГОСТ 14028-68.

В експлуатації знаходяться вертикальні та горизонтальні довжиномери наступних типів: вертикальні ІЗВ-1, ІЗВ-2, екранні ІЗВ-3 з діапазоном показань 100 мм, діапазоном вимірювань О-250 мм та відліком 0,001 мм; горизонтальні ІКУ-2 з діапазоном показань 100 мм, діапазоном вимірювань 500 мм та від 1 до 400 мм відповідно для зовнішніх та внутрішніх розмірів та відліком 0,001 мм.

Основні переваги цих довжемірів - підвищена точність вимірювання (у 3 рази), підвищена продуктивність (у 2 рази), полегшення ручного та напівавтоматичного керування процесом вимірювання, абсолютні вимірювання з високою точністю та відносні від атестованого значення зразкового заходу з виведенням результату вимірювання на цифрове табло та цифроводрукарський пристрій.

Основні технічні характеристики вертикального довжиномера з цифровим відліком ІЗВ-4 такі: межа виміру О-160 мм; дискретність відліку 0,2 мкм; основна похибка приладу ± (0,4 + L/500) 10 3 мм, де L - довжина, що вимірюється в мм.

Горизонтальний довжиномір із цифровим відліком ІЗГ-4 має такі основні характеристики: межі вимірювання зовнішніх розмірів 0-500 мм, внутрішніх - 10-400 мм; дискретність відліку 0,2 мкм; основна похибка ± (0,3-М0~ 3 L) мм, де L - довжина, що вимірюється в мм.

Межа допустимої похибки довжиномера нормується залежно від номінального розміру L і типу приладу: для вертикальних ±(1,4 + L/100) мкм (ІЗВ-1); ±(1,4 + 1/140) мкм (ІЗВ-2)"; для горизонтальних ± (1,4 + L/100) мкм (ІКУ-2)-при зовнішніх вимірах і ± (1.9 + L/140) мкм при внутрішніх змі-

реніях. Розмах показань трохи більше 0,4 мкм, вимірювальне зусилля 200 сН.

Основними складовими похибки вимірювання довжиномірами є: похибка відліку по спіральному мікроскопу-не більше 0,001 мм при двократних вимірах: похибка відліку по оптичному мікрометру - не більше 0,001 мм; похибки перепаду вимірювального зусилля внаслідок температурних деформацій

Граничні похибки вимірювання довжиномірами становлять від 1,5 до 2,5 мкм залежно від умов застосування.

Повірка довгомірів регламентована ГОСТ 8.114-74 та МУ-№ 341. При перевірці застосовують кінцеві заходи 4-го розряду. Враховуючи застосування великих кінцевих заходів, істотна увага має приділятися вирівнюванню їхньої температури. Для цього зазвичай кінцеві заходи поміщають на металеву плиту блоків кінцевих заходів на 1-2 години і більше при довжині заходів відповідно до 100 мм і 100-250 мм.

16.4 Катетометри

Катетометри - прилади для безконтактного дистанційного виміру у важкодоступних місцях вертикальних та горизонтальних координат виробів, які важко виміряти звичайними методами.

Катетометр (рис. 7 а) складається з наступних основних частин: візирного пристрою - зорової труби 3, що переміщається по напрямних 1, пристрою 4 для установки зорової труби в горизонтальне положення (рівень або автоколіматор), шкали 5 і відлікового пристрою 2 (мікроскоп, ноніус, лупа). На рис. 7 б показана оптична схема катетометра КМ-6, що складається з зорової труби і відлікового мікроскопа з освітлювальною системою. У зорову трубу входять об'єктив 10 з лінзами насадками 8, світлофільтр 9, фокусуюча лінза 11, сітка 13 і окуляр 15. Відліковий мікроскоп включає мікрооб'єктив 2, куб-призму 3, масштабну сітку 12 і окуляр 14.

Освітлювальна частина мікроскопа, призначена для підсвічування шкали 1 складається з лампи 7, конденсора 6, світлофільтра 5 і дзеркала 4.

У відліковому мікроскопі промені світла від лампи 7 проходять конденсор 6, світлофільтр 5, відбиваються від дзеркала 4, проходять куб-призму 3 і через мікрооб'єктив 2 потрапляють на поверхню, що відображає міліметрової шкали 1; потім відбиваються від неї і у зворотному напрямку проходять мікрооб'єктив 2, куб-призму 3, "І зображення штриха проектується на масштабну сітку 12. Поєднане зображення штриха та масштабної сітки спостерігається в окуляр 14. При вимірюванні координат катетометром орієнтовно визначають відстань від об'єкта Піднімають вимірювальну каретку на висоту обраної точки об'єкта і за допомогою механічного візира грубо виставляють зорову трубу.Наводять окуляр зорової труби на різке зображення об'єкта.Зорову трубу наводять на вибрану точку а її зображення розташувалося в правій половині сітки посередині кутового біссектора на рівні горизонтального штриха.Знімають перший відлік по масштабній сітці.Після переміщення вимірювальної каретки в положення другої точки б знімають другий відлік.Розмір виміряного відрізка є різниця між двома відліками.

Мал. 7. Катетометр

Відповідно до ГОСТ 19719-74 катетометри виготовляють двох типів: - вертикальний для вимірювання вертикальних координат; У - універсальний із пристосуванням для вимірювання горизонтальних координат.

Однокоординатні вертикальні катетометри КМ-6, КМ-8, КМ-9 мають межі вимірювання 0-200, 0-500 та 0-1000 мм та похибки відлікового пристрою ±1,5; ±2 та ±2 мкм відповідно.

Двохкоординатний універсальний катетометр КМ-7 має межу вимірювання 300X300 мм; похибка відлікового пристрою ±2 мкм; трикоординатний модернізований катетометр КМ-9 має межу виміру 1000 мм; похибка відлікового пристрою ±2 мкм.

Межі допустимої похибки катетометрів при вимірюванні за зразковими шкалами 2-го розряду не повинні перевищувати ±(10 + L/100) мкм при діапазонах вимірювання за шкалами 40-320 мм та ±(10 + L/50) мкм - за шкалами 500-125 мм, де L - відстань від переднього торця об'єктива зорової труби до об'єкта виміру.

При вимірі координат катетометрами виникають похибки внаслідок порушення принципу компарування, неточності виготовлення окремих елементівконструкції, похибок встановлення візирних марок на виріб та температурних похибок.

16.5 Сферометри

Сферометри – прилади, призначені для вимірювання радіусів кривизни сферичних поверхонь непрямим виміром висоти кульового сегмента. Принципова схема сферометра СЗГ (ІЗС-7) показана на рис. 8 а. У корпус стаканоподібної форми 4 у верхній частині встановлено змінне кільце вимірювальне 1, на торці якого під кутом 120° запресовано три кульки 10 для базування вимірюваної деталі. Всередині корпусу точним напрямним може переміщатися вимірювальний стрижень 9 з контактною кулькою на верхньому кінці. У поздовжньому пазу стрижня кріпиться міліметрова скляна шкала 6, що підсвічується відбитим від дзеркала 3 світловим потоком освітлювача 2. Зображення міліметрової шкали проектується мікрооб'єктивом 7 в площину шкал спірального окулярного мікрометра 8. Противага куля сфери.

При вимірі радіусів кривизни опуклих поверхонь остання спирається на внутрішню поверхнюкільця, а увігнутих поверхонь - на зовнішню поверхню кільця, тобто по точках Ki, Кг (рис. 8, б).

Мал. 8. Сферометр ССО (ІЗС-7)

При вимірі на кільце встановлюють скляну зразкову пластину і знімають перший відлік; помістивши на кільце деталь, що вимірюється, знімають другий відлік. Різниця відліків є висота кульового сегмента.

Радіуси кривизни сферичних поверхонь/? 4 та R z визначаються за формулами: для опуклої сфери Ri - r 2 + h 2 /2h-q; для увігнутої сфери Rz = r 2 + h 2 j2h + Q.

ДЕРЖСТАНДАРТ 11194-76 передбачає випуск кільцевих контактних сферометрів типів: ССО (ІЗС-7) -стаціонарний з оптичним відліковим пристроєм з установкою деталі на приладі; СНТ (ІЗС-8)-накладний з оптичним відліковим пристроєм з установкою приладу на деталь; СНМ (ІЗС-9)-механічний пристрій, вимірювання порівнянням з кінцевою мірою.

Діапазон вимірювання радіусів на сферометрах СЗГ, СНТ, СНМ від 10 до 40000 мм: діапазон шкал сферометрів СЗГ, СНТ від 0 до 30 мм, а СНМ від 0 до 100 мм; ціна поділу 1,0 мм; ціна поділу шкали відлікового пристрою 0,001 мм.

16.6 Інструментальні та універсальні мікроскопи

Інструментальні та універсальні мікроскопи – вимірювальні оптико-механічні прилади широкого застосування. Їх використовують у метрологічних лабораторіях машинобудівних заводів для вимірювання лінійних та кутових геометричних величин.

Мал. 9. Оптична схема інструментального мікроскопа

Інструментальні вимірювальні мікроскопи призначені для вимірювання в проходить і відбитому світлі зовнішніх і внутрішніх геометричних розмірів, кутів виробів по кутомірній головці та столу, різців, фрез, кулачків, шаблонів та інших деталей.

Оптична схема (великого інструментального мікроскопа (БМІ) показана на рис. 9. Світло від лампи 1 проходить парабол-лоїдний конденсор 2, лінзу 3, світлофільтр 4, ірисову діафрагму 5, відбивається від дзеркала 6 і зі зміненим напрямом 90° прямує в лінзу 7, а з неї паралельним пучком висвітлює вимірюваний об'єкт, розташований на предметному столі 8 або в центрах бабки.Об'єктив 9 проектує зображення предмета у фокальну площину окуляра 14, де встановлена ​​сітка 13 кутомірної окулярної головки. з ірисовою діафрагмою, внаслідок чого створюється телецентричний перебіг променів.

Призма 11 забезпечує отримання прямого зображення та змінює напрямок оптичної осі в зручному для спостерігача напрямку. Захисне скло 12 оберігає від забруднення оптичні деталі при зміні окулярної головки.

На схемі показана кутомірна головка, що складається з окуляра 14, скляного лімба 18 зі шкалою від 0 до 360° з ціною розподілу 1°, сітки 13, яка може обертатися разом з лімбом; відлікового мікроскопа з об'єктивом 17, окуляром 15 з сіткою 16, освітлювального пристрою 20 і світлофільтра 19.

В окулярній головці спостерігають зображення контуру об'єкта та сітку. Симетрично діаметральної штрихової лінії праворуч і ліворуч нанесені по дві паралельні штрихові лінії на відстані 0,3 і 0,9 мм відповідно до положення рисок від краю вимірювальних ножів, коли вони знаходяться в контакті з поверхнею деталі, що вимірювається. При наведенні поєднуються відповідні ризики ножа та сітки, що значно підвищує точність виміру.

Оптичний вимірювальний прилад

у машинобудуванні, засіб вимірювання, в якому візування (суміщення меж контрольованого розміру з візирною лінією, перехрестям тощо) або визначення розміру здійснюється за допомогою пристрою з принципом оптичного дії. Розрізняють три групи О. в. п.: прилади з оптичним способом візування та механічним (або ін, але не оптичним) способом відліку переміщення; прилади з оптичним способом візування та відліку переміщення; прилади, що мають механічний контакт з об'єктом, що вимірювається, з оптичним способом визначення переміщення точок контакту.

З приладів першої групи поширення набули проектори для вимірювання та контролю деталей, що мають складний контур, невеликі розміри (наприклад, шаблони, деталі годинникового механізму тощо). У машинобудуванні застосовуються проектори зі збільшенням 10, 20, 50, 100 та 200, що мають розмір екрану від 350 до 800 ммпо діаметру або по одній із сторін. Т. зв. проекційні насадки встановлюють на мікроскопах, металообробних верстатах, різних приладах. Інструментальні мікроскопи ( Мал. 1 ) найбільш часто використовують для вимірювання параметрів різьблення. Великі моделі інструментальних мікроскопів зазвичай мають проекційний екран або бінокулярну головку для зручності візування.

Найбільш поширений прилад другої групи - універсальний вимірювальний мікроскоп УІМ, в якому деталь, що вимірюється, переміщається на поздовжній каретці, а головний мікроскоп - на поперечній. Візування меж поверхонь, що перевіряються здійснюється за допомогою головного мікроскопа, контрольований розмір (величина переміщення деталі) визначається за шкалою зазвичай за допомогою відлікових мікроскопів. У деяких моделях ДІМ застосовано проекційно-відліковий пристрій. До цієї групи приладів належить Компаратор інтерференційний .

Прилади третьої групи застосовують для порівняння вимірюваних лінійних величин із мірами або шкалами. Їх об'єднують зазвичай під загальним назв. Компаратори. До цієї групи приладів належать Оптиметр, Оптикатор Вимірювальна машина , контактний інтерферометр, оптичний довжиномер та ін. вимірювальним стрижнем. Переміщення стрижня при вимірі викликає пропорційне переміщення інтерференційних смуг, яке відраховується за шкалою. Ці прилади (горизонтального і вертикального типу) найчастіше застосовують для відносних вимірювань довжин кінцевих заходів при їх атестації. В оптичному довжиномірі (довгомір Аббе) разом з вимірювальним стрижнем ( Мал. 2 ) Переміщається відлікова шкала. При вимірі абсолютним методом розмір, що дорівнює переміщенню шкали, визначається через окуляр або на проекційному пристрої за допомогою ноніуса.

Перспективним напрямом у розробці нових типів О. в. п. є оснащення їх електронними пристроями, що відраховують, що дозволяють спростити відлік показань і візування, отримувати показання, усереднені або оброблені за певними залежностями, і т.п.

Літ.:Довідник з техніки лінійних вимірювань, пров. з ньому., М., 1959; Оптичні прилади для вимірювання лінійних та кутових величин у машинобудуванні, М., 1964.

Н. Н. Марков.

Велика Радянська Енциклопедія. - М: Радянська енциклопедія. 1969-1978 .

Дивитись що таке "Оптичний вимірювальний прилад" в інших словниках:

прилад- прилад: Комплект виробів різного функціонального призначення одного типу, наприклад: ложка, вилка, ніж столовий, об'єднаних загальним художньо-конструкторським рішенням, призначених для сервірування столу. Джерело: ГОСТ Р 51687 2000: …

- (Від грец. optós видимий і...метр (Див. ...метр)) прилад для вимірювання лінійних розмірів (відносним методом), перетворювальним елементом в якому служить оптичний важеля механізм. Важільною передачею є в механізмі коливання…

У техніці, узагальнена назва групи засобів, що застосовуються для вимірювання та контролю лінійних та кутових розмірів деталей та готових виробів. Технічні засоби з нормованими метрологічними параметрами або властивостями, призначені для … Велика Радянська Енциклопедія

Різьбовимірювальні прилади, засоби вимірювання та контролю різьблення. Розрізняють Р. і. для комплексного контролю та для вимірювання окремих параметрів; зовнішньої та внутрішньої різьблення; циліндричної та конічної різьблення; ходових гвинтів. Велика Радянська Енциклопедія

Оптим етр, оптиметр м. Оптичний вимірювальний прилад для особливо точного вимірювання лінійних розмірів. Тлумачний словник Єфремової. Т. Ф. Єфремова. 2000 … Сучасний тлумачний словникросійської мови Єфремової

інтерферометр- а, м. interféromètre m., нім. Interferometer. спец. Оптичний вимірювальний прилад, що ґрунтується на явищі інтерференції. БАС 1. Інтерферометрична, ое. Інтерферомтеричні виміри. БАС 1. Лекс. БСЕ 1: інтерферометр; БСЕ 2: … … Історичний словник галицизмів російської

РМ 4-239-91: Системи автоматизації. Словник-довідник з термінів. Допомога до СНіП 3.05.07-85- Термінологія РМ 423991: Системи автоматизації. Словник довідник з термінів. Допомога до СНиП 3.05.07 85: 4.2. АВТОМАТИЗАЦІЯ 1. Впровадження автоматичних засобів для реалізації процесів СТІСО 2382/1 Визначення терміна з різних документів: … Словник-довідник термінів нормативно-технічної документації

ГОСТ 24453-80: Вимірювання параметрів та характеристик лазерного випромінювання. Терміни, визначення та літерні позначення величин- Термінологія ГОСТ 24453 80: Вимірювання параметрів та характеристик лазерного випромінювання. Терміни, визначення та літерні позначеннявеличин оригінал документа: 121. Абсолютна спектральна характеристика чутливості засобу вимірів. Словник-довідник термінів нормативно-технічної документації

ГОСТ 15528-86: Засоби вимірювань витрати, об'єму або маси рідини та газу, що протікають. терміни та визначення- Термінологія ГОСТ 15528 86: Засоби вимірювань витрати, об'єму або маси рідини та газу, що протікають. Терміни та визначення оригінал документа: 26. Акустичний перетворювач витрати D. Akustischer Durch flußgeber E. Acoustic flow transducer F … Словник-довідник термінів нормативно-технічної документації

ГОСТ 22267-76: Верстати металорізальні. Схеми та способи вимірювання геометричних параметрів- Термінологія ГОСТ 22267 76: Верстати металорізальні. Схеми та способи вимірювання геометричних параметрів оригінал документа: 25.1. Методи вимірювання Метод 1 за допомогою приладу для вимірювання довжин при прямолінійному русі робочого органу. Метод 2… … Словник-довідник термінів нормативно-технічної документації