3.2. Измерение коэффициента преломления рефрактометрическим методом

Рефрактометры - приборы для измерения n в различных средах . Слово рефрактометр образован из 2-х слов: refraktus(лат.)-преломленный и metreo(гр.)-измеряю. Принцип измерения основан на явлении полного внутреннего отражения, возникающего в тех случаях, когда лучи света идут из среды , оптически более плотной, в среду менее плотную.

Д ля т. А и В запишем закон преломления

A n

д ля т. А n   B 

n Sin 90 = n_o Sin  , (3.3) 

д ля т. В

n_o Sin  = Sin  . (3.4)

С учетом того , что  следует:

из (3.3)  n= n_o Sin() = n_o (Sin Cos - Sin Cos) ,

из (3.4)  Sin = Sin  / n_{o ,}

,

, (3.5)

з десь в (3.5) при   90^o, при   90^o ,

при =90^o (3.6) -рефрактометр Пульфриха,

при =60^o (3.7) - рефрактометр Аббе.

Погрешность измерения для рефрактометра Пульфриха, полученная из (3.6) имеет вид, :

(3.8)

(3.9)

Проведем оценку допустимой погрешности измерения угла . При n_o= const. имеем n =0,5n^-1Sin2 0,5n^-1 ,

 2nn , при n=1,5 =3n=4,5 10^-5=9”.

Задание для самостоятельной работы: определить _n для (3.5) и (3.7).

Раздел 4. Измерение и контроль конструктивных параметров оптических деталей.

4.0. Общие сведения.

Под конструктивными параметрами оптических деталей понимают : линейные размеры деталей, радиусы линз, зеркал, углы призм, клиньев.

При измерении этих параметров применяются следующие методы:

1. Механический - деталь соприкасается с мерительным инструментом.

2 . Оптические методы: применяются в тех случаях,

- коллимационный когда механический метод

- автоколлимационный  не позволяет получить задан

- интерференционный ную точность или контакт при

- поляризационный измерении нежелателен или

- голографический невозможен.

3. Фотоэлектрический метод, где оптическая информация преобразуется фото-электронными средствами. Это метод прогрессивной технологии оптического приборостроения и применяется для автоматизации процессов измерения.

4.1. Измерение линейных размеров

Проводят с помощью спец. измерительных средств: оптических микрометров, компараторов , оптиметров, длинномеров, измерительных машин, оптикаторов ,измерительных микроскопов.

4.1.1. Измерение с помощью компаратора.

В основу его устройства и измерения положен принцип компарирования (компаратор (лат) - сравнивающий). Суть метода измерения состоит в том, что ось измерения (шкалы) и ось измерительной детали должны быть параллельны между собой . Компаратор (Рис4.1) состоит из микроскопов: 4- отсчетного, 7- визирного; 1,5,10 - основания, 9- подвижного столика, 3- шкалы.

Оси микроскопов параллельны между собой и перпендикулярны к подвижному столику, микроскопы жестко соединены между собой и с основанием прибора. Шкала и детали крепятся на подвижном столике и параллельны между собой.

Рассмотрим погрешность измерения с помощью компаратора.

Пусть измеряемая деталь размером L установлена относительно шкалы 3 с погрешностью . При этом измеренная длина L_д детали и погрешность ее измерения L будут равны

а₂ L  а₁ L_д= a₁ - a₂ =L cos 

L = L - Lcos= L(1-cos) = Lsin²   L²/2 (4.1)

т.е. имеем погрешность второго порядка малости.

Рис.4.1. Компаратор

При измерениях,когда перемещаются микроскопы, то погрешность измерения имеет первый порядок малости ( L = H ,где H- расстояние от измеряемой детали до точки крепления микроскопов).

По принципу компарирования построены компараторы типа:

-ИЗА - 2 (продольный) - L = 0- 200 мм L = 0,1 мкм

-ИЗВ - 1 (2,3) -(вертикальный) - L= 0- 100 мм

-ИКУ - (горизонтальный длинномер) - L=0- 250 мм