13. Кутомірні круги і лінійні шкали . Спосіб їх виготовлення.

Кутомірні круги (лімби) відносяться до середньої частини теодоліта .Раніше лімби виготовляли металевими (латунь, бронза, алюмінієві сплави ). Тепер лімби виготовлюють виключно із оптичного скла, наприклад, на металеві можна було нанести штрихи товщини 0,1 мм, коли на склі –2-8 мкм ,тобто в 20 разів тонше. Товщина скла лімбів приблизно 2-5 мм., паралельність їх поверхонь – в межах 10˝.

Діаметр лімбів різний :

• у теодолітів малої і середньої точності – 70-100 мм;

• у теодолітів високої точності –250 мм;

• в астрономічних теодолітах –700 мм.

Чим більше діаметр , похибка нанесення штрихів буде зменшуватись . Конструктивно штрихи в полі зору розглядають двома методами :

а) у прохідному світлі :

Рис.4.3. Лімб у прохідному світлі

1- лімб зі штрихами;

2-оптичний елемент.

б) у відбивному світлі:

Рис.4.4. Лімб у відбитому світлі

В цьому випадку оптичний елемент 2 має одну дзеркальну грань і одну напівпрозору грань.

Штрихи лімба підписуються в градусах (0˚-360˚). Раніше були в градах (360⁰=400 град). Кутова величина між штрихами залежить від діаметра лімба і відлікового пристрою . Оцифрування штрихів ведуть завжди за ходом годинникової стрілки , або зліва на право, або зверху в низ (для того щоб зменшити ймовірність невірного відліку).

Спосіб виготовлення

Всі способи нанесення штрихів на лімби або шкали повністю автоматизовані. Відмічають 3 способи нанесення:

1.Механічний.

На скляну пластинку наноситься шар бджолиного воску з подальшим травленням і кресленням штрихів або безпосереднім гравіруванням (для штрихів 5-6 мкм. товщиною). Для штрихів товщиною до 2 мкм. різцем прорізають шар спеціального лаку і на прорізані штрихи напиляють хром.

2.Фотографічний.

Заготовлюють в великому масштабі зразок шкали , фотографують і одержують зменшений негатив . При зменшені негатива зменшуються похибки нанесення штрихів на оригіналі. З негатива ведуть копіювання на заготовку.

3.Фотомеханічний.

Заготовку шкали покривають світлочутливим шаром. Замість різця, що з часом затуплюється, використовують світлову щілину. Так можна отримати товщину штриха до 0,5 мкм. В США розроблена методика нанесення штрихів за допомогою лазерів з товщиною 0,1 мкм.

14. Поняття про похибки поділу кутів і методи їх визначення.

Всі операції по нанесенню штрихів повністю автоматизовані. Вони виконуються на розподілю вальних машинах. В основі такої машини лежить еталонне зубчате колесо, різець, мікроскоп та інші точні оптико-механічні деталі. Зубчате колесо має кількість зубців кратне 360˚(наприклад 1080, 1440). Це колесо має пристрій для рівномірного обертання. Під час його зупинки різець наносить штрих. Тиск різця всього 3 грами. Штрихи наносяться дуже близько один до одного. Наприклад, при нанесенні штрихів з кутовою поділкою 4˚ будемо мати 5400 штрихів. При діаметрі лімба 140 мм. відстань між штрихами буде дорівнювати 0,08 мм.

R=140/2=70 мм;c=2ΠR=439.8;2ΠR/5400=0.08 мм;

360˚(60΄/4)=5400 штрихів; ПД/5400=0,08мм.

Колесо обертається повільно. За 1 хвилину наноситься менш 10 штрихів. Є лічильник кількості штрихів. Гарантується, що похибка між штрихами не повинна перевищувати 1˝,5. ці похибки обумовлені:

а) ексцентриситетом – незбіганням центрів обертання зубчастого колеса з еталонним лімбом або деформацією лімба при закріпленні його в оправу;

б)неточністю виготовлення зубчастого колеса або похибками черв’ячної передачі, тобто похибками роздільної машини;

в) коливаннями температури.

Похибки з пункту „а” будуть мати періодичний характер, тобто їх крива буде мати вигляд синусоїди.

Для виключення періодичних похибок ліній при вимірюваннях кута між прийомами різець переставляють на , де - кількість прийомів.

Похибки, викликані пунктом „б”, будуть мати короткоперіодичний характер, але вони по своїй величині будуть в 3 і більше разів перевищувати періодичні похибки. Це значить, що на якомусь інтервалі лімба може бути відстань між штрихами, значно більшою або, значно меншою від нормативної. Ця похибка може проявитися при вимірюваннях кута якимсь одним прийомом. Якщо похибка проявляє себе неодноразово, то треба змінити установку лімба. Похибка з пункту „в” носять випадковий характер. Для їх дослідження необхідно було б за допомогою мікроскопа поміряти всі інтервали між штрихами. Але ця робота надто клопітна. Тому на виробництві використовуюють методи вимірювання еталонних кутів, по яких визначають випадкові похибки.

Лекція №5.