Список рекомендуемой литературы
1. Погарев Г.В. Оптические юстировочные задачи. Л.Машино-строение, 1974.
2. Бардин А.Н. Сборка и юстировка оптических приборов М."Высшая школа", 1968
3. Ефремов А.А. Сборка оптических приборов. М: Машиностроение, 1983.
Сборка зрительной трубы с линзовой оборачивающей системой
Цель работы: изучение на конкретном примере требований к сборке зрительной трубы и за счет чего выполняются эти требования как при изготовлении ее деталей (оптических и механических), так и при сборке; освоение на практике методики выполнения некоторых основных юстировочных операций, характерных для юстировки оптических систем зрительных труб.
Теоретические сведения
Зрительные трубы используются для наблюдения далеких предметов, не различимых с достаточной подробностью невооруженным глазом. Например, для наблюдения искусственных спутников земли, для рассматривания мишеней при стрельбе в тире и других целей. Главное требование к таким трубам состоит в том, чтобы они давали высокого качества увеличенное изображение наблюдаемых далеких объектов.
Высокое качество изображения при сборке трубы обеспечивается:
1. центрировкой всех оптических элементов трубы;
2. установкой коллектива в общих фокальных плоскостях компонентов системы для уменьшения влияния параллакса;
3. обеспечением телескопичности трубы, т.е. установкой ее нулевого положения.
Сборочный процесс зрительных труб с выполнением названных условий определяется конструкцией труб и точностными требованиями.
На рис.1 изображена оптическая схема зрительной трубы с линзовой оборачивающей системой.
Данная
зрительная труба конструктивно выполнена
из двух основных узлов: корпуса трубы
1 с установленным в ней объективом 2 и
выдвижного тубуса 3 с коллективной
линзой
1,
линзами оборачивающей системы
2
и
3
и окуляром 4.
Для того чтобы данная оптическая система обеспечивала телескопический ход лучей (сохранение параллельности пучка лучей на выходе из окуляра при входящем в объектив параллельном пучке), и наблюдение прямого (а не перевернутого) изображения, оптические элементы системы должны быть расположены друг относительно друга следующим образом:
1. задняя фокальная плоскость объектива 2 должна быть совмещена с передней фокальной плоскостью системы, состоящей из линз оборачивающей системы 2, 3 и окуляра (т.е. передней фокальной плоскостью первой линзы А2 оборачивающей системы);
2. плоская поверхность коллективной линзы 1 должна быть совмещена с передней фокальной плоскостью первой линзы 2 оборачивающей системы;
3. задняя фокальная плоскость второй линзы оборачивающей системы 3 должна быть совмещена с передней фокальной плоскостью окуляра 4.
При таком взаимном расположении элементов оптической системы параллельный пучок лучей после прохождения объектива и первой линзы оборачивающей системы 2 снова становится параллельным, и после прохождения второй линзы оборачивающей системы 3 и окуляра выходит из окуляра также параллельным (как показан ход лучей на схеме).
Двухлинзовый склеенный объектив закреплен в расточке корпуса с помощью резьбового кольца. Линзы 1, 2, 3 в выдвижном тубусе образуют конструкцию насыпного типа с промежуточными оправами и закреплены в осевом направлении установленным на резьбе окуляром 4.
Центрирование объектива относительно корпуса обеспечивается за счет центрирования объектива при его изготовлении, а также за счет допуска на величину зазора между диаметрами посадочного места под объектив и самого объектива.
Центрирование линз 1, 2, 3 относительно друг друга обеспечивается допуском на погрешность центрирования этих линз при закреплении их в оправах, а также допуском на величину зазора между наружными диаметрами оправ линз и внутренним диаметром посадочной цилиндрической поверхности выдвижного тубуса.
Центрирование оптической системы окуляра относительно оптической системы линз 1, 2, 3, обеспечивается допуском на несоосность резьбовой поверхности окуляра с оптической осью окуляра, а также допуском на несоосность резьбовой поверхности (под окуляр) выдвижного тубуса с осью посадочной цилиндрической поверхности под оправы 1 2, 3.
Точность центрирования объектива 2 и оптической системы 1+ 2+ 3 + окуляр относительно друг друга определяется точностью совмещения геометрической оси корпуса 1 с геометрической осью выдвижного тубуса 3 при их сочленении.
Расположение линз 1, 2, 3 и окуляра относительно друг друга как указано на схеме и в пунктах 2 и 3 обеспечивается за счет выдерживания соответствующих воздушных промежутков между линзами 1, 2, 3 и окуляром, т.е. за счет требуемых длин промежуточных колец l1 и l2 .
При правильной величине l1 (и требуемом положении объектива относительно 1), в соответствии с оптической схемой, между 2 и 3 будет идти параллельный пучок лучей. Поэтому оптическая схема будет не чувствительна к отклонениям величины l2, т.к. при изменении l2 ход лучей изменяться не будет.
Тубус, в котором устанавливаются линзы 1, 2, 3 и окуляр выполнен выдвижным с целью уменьшения габаритов зрительной трубы в нерабочем состоянии. В рабочем состоянии, когда объектив и оборачивающая система с окуляром должны быть расположены относительно друг друга как указано на схеме и в пункте 1, тубус выдвигается (и фиксируется в этом положении) на соответствующую величину.
Величина выдвижения тубуса определяется положением упора-ограничителя выдвижения, который выполняет и функцию фиксатора.
При выполнении лабораторной работы упор-фиксатор тубуса отсутствует.
В данной лабораторной работе необходимо определить экспериментальным путем длины промежуточных втулок l1 и l3, а также требуемое положение выдвижного тубуса для обеспечения требуемого хода лучей в оптической системе зрительной трубы.
Имеется набор промежуточных втулок 1 из 4 штук (отличающихся друг от друга по длине); набор промежуточных втулок 3 из 5 штук (также отличающихся друг от друга по длине). Из этих наборов необходимо подобрать втулки l1 и l2 требуемой длины.
ПОДБОР ВТУЛКИ l3.
Из схемы (рис.1) видно, что линза 3 и окуляр при совмещении их фокальных плоскостей (пункт 3) должны образовывать телескопическую систему (в линзу 3 входит параллельный пучок и из окуляра также выходит параллельный пучок). Т.е. длина втулки l3