|
|
|
|
|
|
||
Оптическим микрометром или измерительным компенсатором называется оптическое устройство для перемещения изображения предмета в поле зрения.
Компенсаторы разделяются в зависимости от применяемых в них оптических элементов, смещающих изображение:
а) плоскопараллельная пластинка;
б) клиновые (одноклиновые и двухклиновые);
в) линзовые.
В зависимости от формы пучка света и места установки компенсатора, т.к. одни могут работать только в сходящемся пучке света, другие в любом. Поэтому в микроскопах могут устанавливаться компенсаторы, которые могут работать в сходящемся (расходящемся) пучке света. При установке компенсатора в телескопической системе имеется возможность установки компенсатора, как в параллельном, так и в сходящемся пучках, устанавливая его или перед объективом или после объектива.
Компенсатор в виде плоскопараллельной пластинки работает только в сходящемся пучке света.
Рис. 3.2.4.1-1
Для него верно
,
где y - отклонение луча пластинкой, d - толщина пластинки, ε - угол наклона пластинки, ε ' - угол отклонения луча, n - показатель преломления стекла пластинки.
Угол поворота визирной оси будет равен φ = y/f' и предел работы не более 10о ч 15о. При больших наклонах ухудшается качество изображения и увеличивается непропорциональность угла поворота пластинки с перемещением изображения. Для получения более равномерной шкалы применяют тангенсный механизм, который устанавливают между шкалой и пластинкой.
Компенсатор применяется в нивелирах и других измерительных приборах.
Клиновой компенсатор имеет неравномерную шкалу. Для большей равномерности шкалы выбирают участок косинусоиды, приближающийся к прямой.
Рис. 3.2.4.1-2
Для получения равномерной шкалы применяют синусный механизм, который устанавливается в цепи, связывавшей шкалу с клиньями. Для обеспечения правильной работы компенсатора клинья должны иметь одинаковые преломляющие углы. Для обеспечения этого требования клинья изготавливаются из одного клина путем его разрезания.
Недостатком клинового компенсатора является небольшое отклонение луча в плоскости перпендикулярной плоскости отклонения луча. Поэтому плоскость отклонения лучи немного поворачивается. Это происходит потому, что угол отклонения луча клином зависит от угла падения луча на первую поверхность клина. Боковое отклонение является величиной третье порядка малости и вычисляется по формуле Эрфле:
φ2 = 2θ3(n - 1)2 SinβCos2 β .
Линзовые компенсаторы применяются двух типов. Первый тип состоит из двух линз, изготовленных из одного сорта стекла и образующих афокальную систему. Первая линза имеет радиус кривизны, равный радиусу кривизны второй линзы. Вторые поверхности линз плоские.
Рис. 3.2.4.1-3
Одна из линз вращается вокруг оси, проходящей через центр кривизны ее поверхности. Таким образом, получаем клин с переменным углом, т. е.
φ = θ(n - 1).
Второй тип линзового компенсатора состоит из двух линз, образующих тоже афокальную систему, но одна из линз перемещается относительно другой в направлении перпендикулярном оси линзы.
Рис. 3.2.4.1-4
Линзы должны быть расположены так, чтобы задняя главная плоскость первой линзы совмещалась с передней главной плоскостью второй линзы. Поэтому линзы делают в виде менисков, у которых эти плоскости расположены вне линзы. Компенсатор может работать, не ухудшая сильно качество изображения, в пределах 350. При больших углах получаются большие хроматические аберрации. Может устанавливаться в любых пучках света.