5.4.4. Фотоэлектрический метод

Фотоэлектрический метод основан на измерении освещенностей с помощью двух фотоприемников, установленных до и после фокальной плоскости на одинаковом малом расстоянии. Этот метод применяется для непосредственного измерения или сравнение с эталоном. Точность – 10 мкм. На рис. 5.14 приведена схема установки. Схема аналогична фотографическому методу. Этот метод наиболее производителен и не уступает интерференционному по точности.

Рис. 5.14. Принципиальная схема установки

5.5 Измерение углового увеличения оптических систем

В визуальных приборах (рис.5.15), видимое угловое увеличение по определению

,

где ' – угол, под которым наблюдается параксиальное изображение предмета с помощью оптической системы,  - это угол, под которым виден предмет невооруженным глазом предмет.

Рис.5.15

5.5.1.Измерение углового увеличения телескопической системы

Для телескопической системы, находящейся в воздухе, и если предмет находиться в бесконечности, тогда

, (5.20)

где − угловое увеличение.

В связи с этим применяют косвенные способы:

1) измерение фокусных расстояний: f'_об, f'_ок.

2) измерение поля зрения.

3) измерение входных и выходных зрачков.

4) измерение углового увеличения с помощью нивелирной рейки.

5) измерение углового увеличения с помощью коллиматора и зрительной трубы.

Первые три способа вытекают из формулы (5.20). Ниже рассмотрим последние два метода.

1. Измерение углового увеличения с помощью нивелирной рейки

Рис.5.16

Сфокусировав телескопическую систему на деления рейки наблюдаем одним глазом изображение y' (Рис.5.16), а другим наблюдаем непосредственно рейку и производим отсчет m₁ и m₂, т.е. сколько делений рейки укладывается в целом числе их изображений.

; (5.21)

где m₁ - число делений рейки, m₂ - число делений изображения рейки телескопической системой, видимое глазом.

Погрешность измерений будет обуславливаться тем, что предмет находиться не в бесконечности, поэтому f_ок и f_об не совмещены, т.е. погрешность несовмещения определится как

(5.22)

Используя формулу Ньютона и (6.22), получаем

(5.23)

Если L>50f ', то .

2.Измерение углового увеличения с помощью коллиматора и зрительной трубы

Рис.5.17

Схема состоит из коллиматора К, в фокусе которого находится тест-объект, телескопической системы ТС и зрительной трубы ЗТ (Рис.5.17). Визируя зрительную трубу без ТС, определяем число А' − число делений сетки ЗТ, соответствующее изображению определяемого размера А, вертикальной сетки коллиматора. Затем устанавливают ТС между коллиматором и зрительной трубой и определяют А'' − число делений, соответствующее изображению А., которое дает телескопическая система и зрительная труба. Угловое увеличение определится по формуле

. (5.24)

Доказательство (6.24) следует из подобия заштрихованных треугольников, образованных ходом главных лучей, показанных на рис. 5.17.

. (5.25)

Из подобия треугольников

→ ; (5.26)

После подстановок (5.25) и (5.26) в (5.24) получим

. (5.27)

Данному способу присущи погрешности поперечной и продольной наводок (∆z, ∆y).

5.6. Измерение видимого увеличения микроскопа

Рис.6.18. Оптическая схема микроскопа. ∆ − оптический интервал

, , .

Способы измерения:

• Сравнивая шкал рассматриваем невооруженным глазом и через микроскоп.

• С помощью рисовального прибора Аббе.

• С помощью прибора Юдина.

Сравнение двух миллиметровых шкал, рассматриваемых через куб призму и через микроскоп. Принципиальная схема измерения показана на рис. 5.19.

Рис. 5.19. 1 − шкала, 2 − светоделительный кубик, 3 − микроскоп, 4 − объект-микрометр.

Измерения производятся путем сравнения двух шкал 1 и 2, наблюдаемых одновременно глазом так, чтобы число делений шкалы 4 укладывалось в число целых делений шкалы 1. В результате видимое увеличение микроскопа определится как

, (5.28)

где , − цена делений шкал 1 и 4.