Рабочая мера для угломерных приборов — SU 612150 (original) (raw)
ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(и) 6 Л.2150 ТОеРСКОМУ СВИДИТВЛЬСТЬУ 61) Дополнительное к авт. сэ 22) Заявлено 01.08.76 (21) 2 7730 с присоединением (23) Приоритет -кн Ие Государстаеннмй кометеСовета Можтров СССао делам нзобретеннйн откропнй УДК 531.715.143) Опубликовано 25.06.78.Б ллетевь %23 45) Дата опубликования описания 5.06(11) Заявитель 54) РАБОЧАЯ МЕРА ДЛЯ УГЛОМЕРНЫХ ПРИБОРОВ собой многогранных алями, расположенныо касательным к окпределяемым по форосно с уединенных между призм с зеркальными гра мн через равные углы и ружностн с диаметром, о муле ирина зеркальной гр- число граней в к н; ждой прн ным азов нальная схеетра с пред.- рабочая же, вид сбо. зобра жение аторения тру ескнй тиый ьную нмраж Изобретение относится к контрольно-измерительной технике,Известна рабочая мера для измерения наружных н внутренних углов в машиностроении, содержащая основание с круговой градусной шкалой н сектор с нониусом 1.Невысокая точность нанесения штрихов шкалы н отсчетного угла ограничивают применение такого типа рабочих мер.Наиболее близким устройством по своей технической сущности н решаемой задаче к изобретению является рабочая мера в виде оптического элемента с угломерной шкалой н оптнчсскнм отсчетным углом 2.Однако известная рабочая мера обладает невысокой тоМностью измерения из-за влияния эксцентрнситета лимба.Исключение влияния эксцентрнснтета лимба на точность измерения требует применения сложных конструкций двухканальных отсчетных узлов с двусторонними осветнтельно-про. екцноннымн системами шкалы лимба, что также увеличивает габариты приборов, усложняет технологию изготовления, сборки н юстнровкн.Предлагаемая рабочая мера отлкчается тем, что с целью повышения точности измерения оптический элемент выполнен в виде блока соп - количество призм в блоке;а - рабочий угол между зеркалгранями смежных призм, равный днаизмерения.И На фнг. 1 изображена принципма угломерного прибора - гонномлагаемой рабочей мерой; на фнг. 2мера, внд сверху;.на фнг. 3 - току; на фнг, 4 - графнческое нсмещения.Угломерный прибор содержит коллизлучатель Г для формирования нзобмарки, автоколлнмацнонную зрнтельнуюбу 2, рабочую меру, включающую оптнчэлемент 3 в виде блока призм н отс2 а узел - автоколлнмацнонную измерите61250 сьстему 4 с оптическим микрометром и предметный столик Б.Коллиматор-излучатель 1 установлен на колонке, жестко соединенной с основанием гониометра, и может наклоняться в вертикальнойплоскости. Зрительная труба 2 с измерительнойсистемой 4 жестко установлены на колонкеалидады, которая может вращаться относительно оси гоииометра самостоятельно или совместно с рабочей мерой, Предметный столик 5также может вращаться на оси 6 гониометра, 1 виа,которую он посажен, самостоятельно, совместно с рабочей мерой при неподвижной зрительной трубе, а также совместно с рабочеймерой и зрительной трубой,Рабочая мера может вращаться относительно несущей ее оси 6 самостоятельно отиосительно предметного столика. Цифрой 7 обозначена одна из призм блока.Оптический элемент рабочей меры представляет собой блок призм с зеркальными гранями А, В, С и(см, фиг, 3). Каждый последующий многогранник в блоке повернут относительно оси в одном направлении относительнопредыдущего на некоторый угол а, соответствующий диапазону измерения отсчетной системы. При этом величина угла между. нормалями ОО, и 040 соответственно с зеркальными гранями А первого (верхнего) и ," ниж него (четвертого) многогранников, а следовательно, и между гранями А и О будет равнаа(п - 1), тогда как величина угла между смежными гранями в каждом иэ многогранникова и, где п - количество многогранников в фблоке рабочей меры,Таким образом, каждый из многогранниковимеет число граней И =- , расположенных взбоплоскости измерения по касательным к окружности с диаметром Р = - ,где- шириззл фна зеркальной грани.Высота Ь грани выбирается исходя из требуемой яркости и контрастности автоколлимационного изображения в поле зрения измерительной системы; а высота Н блока рабочей 40меры определяется диаметром входного зрачкаизмерительной системы,.Измерение с помощью предлагаемой рабочей меры на приборе производится следующимобразом.В исходном положении (см. фиг, 3), т, е.при нормальном положении, например, гра- .ни А (принятой за нулевую) к визирной осиизмерительной системы 4, и нулевом показании счетчика (на чертеже не показан) числаграней, кинематически. связанного с алидадой, 50в центре поля зрении 8 системы 4 будет наблюдаться автоколлимационное изображениештриха 9.При повороте алидады со зрительной трубой 2 и системой 4 относительно рабочей меры 3 на некоторыЙ угол и; в пределах грани Аизображение 9 разделится яа две части, которые разойдутся в противоположные направления вдоль линии .раздела 10 иа величину Л;л .(см, фиг. 4), пропорциональную величинеугла а . Совмещая при помощи оптического 60 микрометра системы 4 обе части изображения так, чтобы они образовали один штрих, измеряют угол поворота алидады и прибавляют его к показанию счетчика, т. е.пд+ ал = оК.+ ал = -уал1При повороте алидады на половину рабочего угла (дискретного угла рабочей мерц) - в.том же направлении обе части изображе. Анкя 9 разойдутся на предельную величинуи против них возникнут части разделенного автоколлимационного изображения 11 от грани В, условно показанного на чертеже двойным штрихом, Совмещая, например, обе части изображения штриха 9 (в этом случае обе части изображения штриха 1 будут уходить за пределы поля зрения и наоборот), измеряют угол поворота алидады и прибавляют его к неизменившемуся показанию счетчика, т. е,п 6+ .д-ял = ОА.+ - ал = -у; Вл1 12При дальнейшем повороте алидады в том же направлении обе части изображения 11 будут перемещаться к центру поля зрения,В момент нарушения совмещенности противоположных частей иэображений 9 и 11 произойдет изменение показания счетчика числа граней на единицу и в поле зрения системы 4 будет находиться только автоколлимационное изображение 11 от грани В. Нониально совмещая обе части изображения штриха 11 оптическим микрометром и тем самым компенсируя величину их расхождения Л, пропорциональную величине угла а измеренного микрометром, которую отнимают от показания счетчика, измеряют угол поворота алидады, т. е. па - а= 1 а-аЕсли алидада будет повернута в том же направлении так, что грань В займет нормальное положение к визирной оси системы 4 и микрометр будет находиться в исходном (нулевом) положении, то обе части изображения 11 будут нониально совмещены в центре поля зрения и показание счетчика будет ссютветствовать углу поворота алидады относительно исходного положения, соответствующему одному рабочему углу между гранями А и В или нормалями 0,0, и 0,0., к ним, так как па - 0 = =1 аПри дальнейшем повороте алидады в том же направлении иа некоторый угол а;между обеими частями иэображения 11 появится расхождение Л пропорциональное величине уг- ла а Совмещая обе части изображения 11, измеряют микрометром угол а;,и прибавляют его к показанию счетчика, определяя тем самым угол поворота алидады относительно исходного положения, т. е. па+ ав = 1 а + вТаким образом, поскольку рабочий угол между смежными гранями А и В,.В и С (или между нормалями к ннм 0,0, и О.,Ог, 00 и О. ) равен а, а смена показаний на счетчике происходит при повороте алидады наСоставитель А. Лобзов аекред О. Луговая Корректор А. Грине ираж 872 Подписное Народна8 РедакторЗаказ 34 итета Совета Министровений и открытийРаугдская наб., д. 4/5Уж.город, ул. Проектная арственного комделам изобре Москва, Ж, П Патентэ, г. ИПИ Госуд по 13035,Филиаа ППугол - а, т, е. в момент прохождения визир 1ной оси системы 4 границы между смежными гранями блока рабочей меры, то в случаях, когда верхняя часть автоколлимационного изображения, расположенная над линией раздела 10 поля зрения, в процессе измерения оптическим микрометром углового рассогласования между нормалью к граням и визирной осью системы 4, т. е. в процессе нониального совмещения обеих частей изображения, подходит к центру поля зрения справа, измеренный угол микрометром прибавляют к показаниям счетчика, а если слева - отнимают от показаний счетчика. Использование автоколлимационного метода при снятии отсчетов не требует жесткого соблюдения ортогональности рабочих граней к плоскости основания каждой из призм или взаимного положения призм в блоке по вертикали (пирамидальность), не влияет на точность измерений и несоосность элементов блока призм (эксцентриситет),Для исключения влияния погрешностей изготовления рабочей меры на точность измерения предложенная конструкция позволяет прокалибровать. рабочую меру путем измерения фактических значений углов между нормалями к каждой грани блока и нормалью к исходной (нулевой) грани и нанесения их числовых значений на счетчик вместо цифр, обоз.начакпцих число граней. Формула изобретенияРабочая мера для угломерных приборов,содержащая оптический элемент и отсчетный узел, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности измерения, оптический элемент выполнен в виде блока соосно соединенных между собой многогранных призм с зерФб кальными гранями, расположенными через равные углы по касательным к окружности с диа.метром, определяемым по формуле 1) К(Л15где 1 - ширина зеркальнои грани;а М = - число граней в каждой560призме;п - количество призм в блоке;2 О а - рабочий угол между зеркальнымигранями смежных призм, равный диапазонуизмерения.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1, Городецкий Ю. Г. Конструкции, расчети эксплуатация измерительных инструментовн приборов, М., Машиностроепие, 1971, с. 225.2.Бабушкин С. Г. и др. Оптико-механические приборы, М Машиностроение, 1965, с,83