Вокруг основания вертикальной оси вращаются хомутик и тормоз алидадной части гониометра.
Ошибки изготовления и положения оптических
деталей приборов и их влияние на отклонение
параметров оптических систем
При прохождении через оптическую систему световые волны, дающие изображение отдельных точек предмета, изменяют свою форму. Так, плоский фронт волны, исходящий из точки удаленного предмета, объективом превращается в сферический фронт, в центре которого образуется изображение, окуляром же этот сферический фронт превращается в плоский. При наличии местных ошибок на деталях участки волнового фронта, проходящие через неровности, отстают от остальной части волнового фронта и происходит местная деформация волнового фронта, пропорциональная высоте неровностей оптической поверхности. Микронеровности, цилиндричность, клиновидность, фокусность плоских и сферических поверхностей приводят к возникновению различных аберраций, к волновым ошибкам (продольный, поперечный хроматизм, астигматизм, кома и др.).
В зависимости от наклона оптических поверхностей в ходе лучей через систему требований к качеству поверхности и к ее форме неодинаковы. Допуски на погрешности поверхностей наклонных значительно жестче, чем поверхностей деталей, нормально расположенных к оси пучка лучей. При этом требования к отражающим поверхностям при нормальном расположении их к оси пучка примерно в 5 раз жестче, чем к преломляющим поверхностям. По мере роста наклона поверхностей допуск для преломляющих поверхностей ужесточаются, а для отражающих расширяются.
Ошибки оптических деталей нарушают их взаимозаменяемость и вызывают отклонения параметров оптических систем. Основное влияние на качество изображения оказывают следующие дефекты:
а) дефекты оптических материалов, особенно отклонения по ne и nF´-nC´, по оптической однородности и двойному лучепреломлению;
б) дефекты обработки оптических деталей и ошибки взаимоположения их рабочих поверхностей (пирамидальность, клиновидность, децентрировка, разность равных углов призм, фокусность пластин, местные ошибки и др.);
в) дефекты сборки, при сборке возможна деформация оптических деталей, а также нарушение их взаимного расположения.
Поскольку некоторые дефекты оптического стекла, а также погрешности изготовления и сборки влияют совместно на качество изображения, его смещение и другие свойства прибора, возможна взаимокомпенсация этих дефектов. Эту возможность следует иметь в виду при расчете допусков, так как она позволяет расширить допуски на оптические детали.
Ориентируем неподвижную координатную систему так, чтобы ось OZ была направлена по оси оптической системы, а оси OX (горизонтальная) и OY (вертикальная) лежали в плоскости полевой диафрагмы. Вследствие указанных ошибок деталей, расположенных перед полевой диафрагмой, возможны следующие ошибки в поле изображения:
1. Поперечные смещения Δx и Δy изображения точки, лежащей на оптической оси. Такие смещения приводят к децентрировке П рода – параллельному сдвигу частей оптической системы, а в бинокулярных системах – к непараллельности оптических осей.
2. Продольное смещение Δz резкого изображения, вызывающего расфокусировку системы.
3. Повороты плоскости резкого изображения вокруг осей OX или OY, приводящее к нерезкости изображения краевых точек или децентрировке 1 рода – взаимному наклону частей оптической системы и к перспективному искажению.
4. Поворот изображения вокруг оси OZ, который происходит в приборах с призменно-зеркальной системой. Эта ошибка вызывает наклон изображения.
Если в плоскости диафрагмы поля зрения помещено перекрестие (или шкала), с плоскостью которого должно совпадать резкое изображение, то дополнительно к перечисленным могут появиться следующие:
а) смещение визирной оси, а в угломерных приборах – увод визирной оси от отвеса или горизонта;
б) параллакс сетки или шкалы;
в) разворот сетки или шкалы.
Допуски на дефекты в каждом случае можно подсчитать исходя из эксплуатационных требований к прибору. Некоторые требования можно выразить в общем виде как часть физиологического допуска. Это относится к системам, работающим совместно с глазом. Так, у всех бинокулярных приборов с параллельными осями окуляров параллельность осей выходящих из окуляров пучков для точки предмета в центре поля зрения должна выдерживаться в пределах допусков: 60-40´ - при их расхождении в горизонтальной плоскости, 30-20´ - при их схождении в горизонтальной плоскости и 20-15´ - при расхождении в вертикальной плоскости. Верхние, более широкие допуски берутся при юстировке наблюдательных приборов ночного видения, более узкие – при юстировке дальномеров и точных измерительных приборов.
Допуск на продольную установку сеток рассчитывается из условия одновременного резкого видения сетки и изображения предмета.
Литература
1. Малов А.Н., Законников Обработка деталей оптических приборов. Машиностроение, 2006. - 304 с.
2. Бардин А.Н. Сборник и юстировка оптических приборов. Высшая школа, 2005. - 325с.
3. Кривовяз Л.М., Пуряев Д.Т., Знаменская М.А. Практика оптической измерительной лаборатории. Машиностроение, 2004. - 333 с.