2.6. Погрешности показаний, обусловленный схемами оптико - механических измерительных устройств (иу).
Погрешность показаний сх обусловленная схемой ИУ, определяется как разность
сх =сх - 0 (24)
сх- характеристика ИУ по его схеме без учета первичных погрешностей;
0 - требуемая точная характеристика ИУ.
Пример расчета сх для ИУ, где сх не совпадает с 0 . Это относится к некоторым оптико-механическим ИУ.
Пример 1. На рис. 13 представлена схема измерительной цепи оптиметра, содержащая тангенсную рычажную передачу измерительной информации и оптическую передачу изображения шкалы. Связь между входом и выходом выражается формулой:
дел. шкалы. (25)
Рис. 13. Схема измерительной цепи оптиметра:
1- изображение шкалы; 2- шкала; 3- плечо тангенсного рычага с зеркалом; 4- корпус
Значения параметров:
—0.1 x +0,1 мм;
с = 0,001 мм;
F = 200 мм — фокусное расстояние;
q = 5 мм — длина плеча рычага;
zm = 200 делений;
Lш
=
16 мм — длина шкалы, наблюдаемой с
увеличением
12.
Показание при х = 0,1 мм определяем по формуле (25)
дел. шкалы.
При равномерной шкале должно быть 0 = 100,00 дел. шкалы.
Погрешность показаний
дел.
шкалы = +0,04 мкм.
Пример 2. На рис.14 представлена схема измерительной цепи ультраоптиметра Цейсса, содержащая тангенсную рычажную передачу измерительной информации и оптическую передачу изображения шкалы.
Связь между входом и выходом выражается формулой
(26)
Рис. 14. Схема измерительной цепи ультраоптиметра:
/ — изображение шкалы; 2 — неподвижное зерцало; 3 — шкала;
4 — тангенсный рычаг с зеркалом; 5 — корпус
Значения параметров:
—0,083 х +0,083 мм;
с = 0,0002 мм;
F = 355 мм;
q = 5 мм;
zш = 830 делений;
Lш = 47,31 мм — длина шкалы, наблюдаемой с увеличением 18.
Показания при х = 0,083 мм по формуле (26)
дел.
шкалы.
При равномерной шкале должно быть 0 =415,00 дел. шкалы.
Погрешность показаний, обусловленная схемой,
дел.
шкалы = -0,178 мкм.
Увеличение сх ультраоптиметра по сравнению с сх оптиметра указывает на то, что «оптическое умножение» увеличивает сх, так как остается неизменным основной источник погрешностей: тангенсная рычажная передача.
Попытки дальнейшего увеличения оптического умножения (например, в ультраоптиметре ИКП1-1 применено пятикратное отражение изображения шкалы) приводят также к умножению погрешности, обусловленной тангенсной рычажной передачей, в результате чего приходится сокращать диапазон измерений: в ультраоптиметре Цейсса до ±0,083 мм, в ультраоптиметре ИКП-1 до ±0,025 мм.
3. Контрольные вопросы.
1. Какому требованию должна удовлетворять оптическая система фотоэлектрического устройства?
2. От чего зависят размеры и расположение зрачка оптической системы?
3. Чему равен световой поток при одновременном контроле нескольких отверстий?
4. Что является основным элементом любого измерительного устройства?
5. Перечислить меры, используемые в измерительных сопряжениях фотоэлектрических измерительных систем.
6. Чему равен период волнового поля оптической меры?
7. Что образуется при пропускании светового потока через растровое сопряжение?
8. Какие виды растровых измерительных решеток Вам известны?
9. Каким параметром характеризуются светооптические свойства амплитудных растров?
10. Меры в виде каких шкал применяются в интерферометрах?
11. Сколько ступеней отсчета и каких имеется в измерительных системах?
12. Какая система называется периодической системой?
13. Чем определяется выбор типа и периода грубой ступени измерительной системы?
14. Каким образом можно компенсировать накопленную составляющую прогрессивной ошибки шага растра?
15. Что представляет собой периодическая ошибка растра?
16. С помощью какого растра можно исследовать периодическую ошибку измерительного растра?
17. Содержит ли регулярная ошибка растра местные ошибки?
18. Что собой представляет местная составляющая ошибка шага растра?
19. Как определяется погрешность показаний, обусловленная схемой измерительного устройства?
20. Что является источником погрешностей в оптиметре?
РАСЧЕТ ПНЕВМАТИЧЕСКИХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ