1-2-4)Оптикалық өлшеулердің классификациясы, әдісі, түрлері

Оптикалық өлшеулер– оптикалық элементтер мен жүйелердің параметрлердің көмегімен белгілі объектінің физикалық параметрлерін өлшеу. Оптикалық өлшеуде оптикалық диапазонда жататын(380-780нм) электромагниттік толқындарды зерттейді. Оптикалық өлшеудің негізгі құндылығы: дәлдігі, қарапайымдылығы.Тура өлшеу– бұнда әзірленетін физикалық шаманың мәні өлшеу эксперементінің нәтижесінде алынады. Мысалы, автоколимационды микроскоп көмегімен сфералық оптикалық бетінің қисықтық радиусты өлшеу әдісі. Қисықты радиусы анықтау үшін микроскопта өлшенетін, оның бетінің шынына қояды, микроскопты жұмыс нүктесін центірімен бекітеді. Осы кезде микроскоптың бойлық орналасқан жерінің мәнін –ді алады, беттің шынындағы нүктемен біріктіріп, көлденен орналасқан жердің мәнін деп алады. Сонда Жанама өлшеулерде физ шамалардың мәні белгілі математикалық тәуілділікпен функционалды орналасқан басқа физикалық шамалардың нәтижесінің негізінде анықталады. Мысалы, сақиналы спиромерт көмегімен сфералық оптикалық беттін қисықтық радиусты өлшеу әдісі. Тірек сақинаға кезекпен жазық оптикалық бетті қояды. Қисықтық радиусты анықтау үшін сфералық майысқан жерін өлшейміз.

Тура өлшеудің бірнеше әдістері бар: дифф-ды, тікелей бағалау, нолдік және сәйкестік әдісі.

Тікелей бағалау әдісі– мұнда ізденелетін шамалардың мәнін тікелей әсердегі өлшеуіш приборлардың санақ қондырғысы бойынша анықталады. Бұл әдіс қарапайым және кең таралған. Мысалы, оптикалык контактін ұзындықты өлшеуіштерде қалыңдықты өлшеу.

Дифф-ды әдіс– зертейтін объектен тікелей өлшеуіш мигналдарды тіркеуге негізделген. Дифф-ды әдісте белгісіз шаманың өзі шамадан ауытқиды. өлшенеді. Мысалы, – ұзындықты длинномометрде өлмеу.

Нольдік әдіс (немесе қарама-өарсы қою әдісі)– өлшенетін шаманың әсерлесу эффектімен теңдеседі, яғни олардың өзара әсері нольге тең болады. Бұған компенсация әдісі жатады. Прибордың нолдік орнын жоғары дәлдігін арттырады.

3) Өлшеу құралдары. Эталондар.

Негізгі бөлімнің бірі оптикалық система болып келген приборлар оптикалық приборлар деп аталады. Кейбір оптикалық приборлар (мысалы, фотоаппарат, проекциялық аппарат т.с.с) нәрсенің кескінің арнап орнатылған экран бетіне түседі. Ал кейбіреулері (мысалы, лупа, микроскоп, телескоп, дүрбі т.б.) көзбен қосылып біртұтас оптикалық система түзеді, осындай күрделі система беретін нәрсенің кескіні көздің тор қабықшасына түседі. Мұндай приборлар көзге ұсталатын приборлар немесе визуалды приборлар деп аталады. Микроскоптың объективі мен окулярында олардың неше есе ұлғайта алатындығы жазылып қойылады. Әдетте микраскоптың объективі мен окуляры алмалы болады, оларды алмастырып микроскоптың ұлғайту дәрежесін өзгертіп отыруа болады.Осы күнгі микроскоптар 1500-2000 есеге дейін ұлғайта алады. Бірақ іс жүзінде 1000 еседен артық ұлғайтатын микроскоптар қолданылмайды, өйткені одан артық ұлғайтса кескін анық болмайды.Көру трубалары. Өте алыстағы нәрселерді бақылау үшін көру трубалары қолданылады.Көру трубасының оптикасы да, микроскоптікі сияқты, объектив пен окуляр делінетін күрделі системалардан тұрады. Бірақ мында объективтің фокусы қашық, окулярдың фокусы жақын болады. Сонымен қатар көру трубаларының окуляры жинағыш немесе шашыратқыш системалар болуы да мүмкін. Фотоаппарат. Нәрсенің фотографиялық суретін түсіріп алуға арналған оптикалық прибор фотоаппарат делінеді. Оның негізгі бөлімдері объективі, диафрагма, фотопластинка салынатын кассетасы болады. Объектив камераның камераның алдынғы қабырғасында орналастырылады да кассета оған қарсы қабырғаға қойылады. Суретке түсірілген нәрсе, мысалы, АВ, әдетте объективтің алдында оның фокусынана алыс тұрады. Сондықтен оның кескіні шын, кері, кішірейтілген болады. Аппараттың бүктелмелі көрігін созып не жиырылып немесе объективтің өзін арлы-бері қозғалта отырып, нәрсенің кескіні айқын етеді. Фотоаппаратқа енетін жарық ағынын объективке қоса орнатылған диафрагма көмегімен реттеуге болады. Ал жарық түсіру уақыты “затвор” арқылы реттеледі.Эпидиаскоп. Мөлдір суреттің және мөлдір емес суреттердің, мысалы, қағазға сызылған чертеждер, таблицалар кескіндерін үлкейтіп көрсетуге арналған прибор эпидиаскоп делінеді.

5. Оптикалық өлшеулердегі қателіктер.

Оптикалық өлшеулер техникалық ғылым. Оптикалық элементтермен жүйелерді өлшеу жəне конструкторлық параметрлерді бақлау жəне де оптикалық əдістер мен оптикалық қондырғылардың көмегімен зерттелетін объекттердің физикалық сипаттамаларын өлшеу.

Өлшеудің қателігі деп өлшем нәтижесінің шаманың шын мәнінен ауытқуы немесе нақты мәнінен ауытқуы.

Оптикалық өлшеулердегі 4 қателік көздері бар:

1.Өте дөрекі оптикалық өлшеу құралдары немесе оптикалық өлшеу құралдарының өлшемдерінің өзгеріп кетуі. 2. Өлшеу әдістерінің жетімсіздігі. 3.Оператордың дайын болмауы, оператор бәрін білуі керек. 4.тәжірибеге сыртқы әсер көп әсер етеді, мысалы вибрация, температура, ылғалдылық т.б.

Өлшеу шектерін азайту арқылы дəлділік жоғарылатады:

Шамалар бір неше рет өлшеу шарттарын өзгерте отыра бірнеше рет өлшенеді. Белгісіз шама өлшенген шамамен байланыстыратын теңдеулер жүйесі арқылы табылады. Мысалы, контактты длиномерде (ұзындықты өлшеуіште) үш соңғы өлшемді өлшеу.

Бұл жағдайда төмендегі формула арқылы табылады.

Бұнда əр бір өлшем формулаға екі реттен кіреді (екіншісінде санағында), сондықтанда бөлімінде саны бар. Ұзындықты өлшеуіште тікелей бағалау əдісінде орташа квадраттық қəтелік (5-сурет) m₄²

m₁ жəне санағы үшін орташа квадраттық қателік бірдей жəне оны m₀-ге тең деп

Жинақтық өлшеуде

əр бір өлшенетін образец үшін төрт санақ жүргізгендіктен, өлшеу дəлдігі жақсарады.

.