Оптические измерительные приборы

Оптические измерительные приборы (ОИП) - род оптических приборов для измерения различных физических характеристик при помощи устройств с оптическим принципом действия - Визирование (совмещение границ контролируемого размера с визирной линией, перекрестием и т.п.), или определение размера в ОИП осуществляется с помощью оптических устройства. Оптические измерительные приборы классифицируются на приборы с механическим способом отсчёта перемещения; приборы с визуальным способом отсчёта перемещения; контактные и бесконтактные оптические измерительные приборы.

Используются в качестве специализированного средства измерения в машиностроении, при ремонте точных приборов, геодезии и др. (инструментальные и измерительные микроскопы, рефрактометры, спектрофотометры, теодолиты, буссоли, специальные телескопы и др.).

Общие сведения

Различают три группы ОИП:

1. приборы с оптическим способом визирования и механическим (или др., но не оптическим) способом отсчёта перемещения
2. приборы с оптическим способом визирования и отсчёта перемещения
3. приборы, имеющие механический контакт с измеряемым объектом, с оптическим способом определения перемещения точек контакта
4. оптические тестеры для волоконных систем связи

Перспективным направлением в разработке новых типов ОИП является оснащение их электронными отсчитывающими устройствами, позволяющими упростить отсчёт показаний и визирование, получать показания, усреднённые или обработанные по определённым зависимостям, и т.п.

1. Оптическое визирование, механический отсчёт

Измерительные проекторы применяются для контроля размеров деталей, имеющих сложный контур, небольшие размеры (например, шаблоны, детали часового механизма и т.п.). В машиностроении применяются проекторы с увеличением 10, 20, 50, 100 и 200, имеющие размер экрана от 350 до 800 мм по диаметру или по одной из сторон (большой проектор БП, часовые проекторы ЧП, ЧП-1, ЧП-2 и проектор настольного типа ПМГ, станочные проекторы типа СП-2 с экраном, и др., см. ГОСТ 19795—74). Изображение проецируются на просвечивающий экран в увеличенном масштабе (до 100х), изображение измеряют непосредственно на экране, или с помощью отсчетных устройств.

Проекционные насадки устанавливают на микроскопах, металлообрабатывающих станках, различных приборах.

Инструментальные микроскопы наиболее часто используют для измерения параметров резьбы. Большие модели инструментальных микроскопов обычно снабжаются проекционным экраном или бинокулярной головкой для удобства визирования.

2. Оптическое визирование и оптический отсчёт

Универсальные измерительные микроскопы (УИМ) предназначены для измерения линейных размеров деталей в прямоугольных и полярных координатах и измерения углов. В частности, на них проверяют детали с точной резьбой, резьбовые калибры, шаблоны сложных форм, пуансоны и матрицы точных вырубных штампов, формующие детали пресс-форм ,и т. п. В СССР производили несколько типов инструментальных микроскопов, основные размеры и параметры которых были установлены ГОСТ 8074—71.

По числу измеряемых координат различают микроскопы однокоординатные, двухкоординатные (инструментальные) и трехкоординатные (универсальные). Измерения на инструментальном и универсальном микроскопах, как правило, производят бесконтактным методом.

В УИМ измеряемая деталь перемещается на продольной каретке, а головной микроскоп — на поперечной. Визирование границ проверяемых поверхностей осуществляется с помощью головного микроскопа, контролируемый размер (величина перемещения детали) определяется по шкале обычно с помощью отсчётных микроскопов. В некоторых моделях УИМ применено проекционно-отсчётное устройство. К этой же группе приборов относится компаратор интерференционный.

3. Приборы, имеющие механический контакт с измеряемым объектом

Приборы, имеющие механический контакт с измеряемым объектом, применяют для сравнения измеряемых линейных величин с мерами или шкалами. Их объединяют под общим названием компараторы (оптиметр, оптикатор, измерительная машина, контактный интерферометр, оптический длиномер и др.). В контактном интерферометре (разработан И. Т. Уверским в 1947 на заводе "Калибр" в Москве) используется интерферометр Майкельсона (см. также Интерферометр), подвижное зеркало которого жестко связано с измерительным стержнем. Перемещение стержня при измерении вызывает пропорциональное перемещение интерференционные полос, которое отсчитывается по шкале. Эти приборы (горизонтального и вертикального типа) наиболее часто применяют для относительных измерений длин концевых мер при их аттестации. В оптическом длиномере (длиномер Аббе) вместе с измерительным стержнем (рис. 2)перемещается отсчётная шкала. При измерении абсолютным методом размер, равный перемещению шкалы, определяется через окуляр или на проекционном устройстве с помощью нониуса.

Оптические делительные головки предназначены для угловых измерений и точных делительных работ при разметке и обработке деталей. В СССР оптические делительные головки выпускались по ГОСТ 9016-77 и ГОСТ 5.1113-71 (ОДГ-2, ОДГ-5, ОДГ-5Э, ОДГ-10, ОДГ-60). Эти делительные головки различаются конструктивно, оформлением оптической системы, и позволяют вести отсчет величины углов с разной точностью (ОДГ-2: 2", ОДГ-5: 5", ОДГ-10: 10", ОДГ-60: 60").

4. Оптические тестеры

Оптические тестеры используются при создании волоконно-оптических систем передачи информации. Они объединяют в одном или двух раздельных корпусах излучатели оптического излучения (ИОИ) и измерители оптической мощности (ИОМ).

См. также

• Метрология

Литература

Книги

• Иванов А. Г. «Измерительные приборы в машиностроении», Издательство стандартов, М., 1981
• Справочник по технике линейных измерений, пер. с нем., М., 1959
• Оптические приборы для измерения линейных и угловых величин в машиностроении, М., 1964

Стандарты

• Головки делительные. ГОСТ 9016-77, ГОСТ 5.1113-71
• ГОСТ 19795—74
• ГОСТ Р 53340-2009 Приборы геодезические. Общие технические условия
• ГОСТ Р 51774-2001 Тахеометры электронные. Общие технические условия
• ГОСТ 10528-90 Нивелиры. Общие технические условия
• ГОСТ 10529-96 Теодолиты. Общие технические условия
• ГОСТ Р 51067-97 Угломеры маркшейдерские. Общие технические условия
• ГОСТ 11947-90 Комплекты светофильтров-линз и линз для линзовых светофоров железнодорожного транспорта. Технические условия
• ГОСТ 23543-88 Приборы геодезические. Общие технические условия
• ГОСТ 8.229-81 Государственная система обеспечения единства измерений. Спектрофотометры инфракрасные. Методы и средства поверки
• ГОСТ 17173-81 Щели спектральных приборов и насадки к ним. Типы, основные параметры и размеры. Технические требования
• ГОСТ 9847-79 Приборы оптические для измерения параметров шероховатости поверхности. Типы и основные параметры
• ГОСТ 5359-77 Резьба окулярная для оптических приборов. Профиль и размеры
• ГОСТ 1807-75 Радиусы сферических поверхностей оптических деталей. Ряды числовых значений
• ГОСТ 20903-75 Кюветы прямоугольные кварцевые для спектрофотометров. Основные размеры. Технические требования
• ГОСТ 10627-71 Телескопы пирометров суммарного излучения. Градуировочные таблицы
• ГОСТ 13424-68 Теодолиты. Методы определения погрешностей диаметров горизонтального круга
• ГОСТ 9242-59 Светофильтры сигнальные для транспорта. Методы измерений цветности и коэффициента пропускания
• ГОСТ 19223-90 Светодальномеры геодезические. Общие технические условия
• ГОСТ 8.046-85 Государственная система обеспечения единства измерений. Головки делительные оптические. Методика поверки
• ГОСТ 8.499-84 Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений освещенности, эффективного времени экспонирования и цветовой температуры в сенситометрии
• ГОСТ 8.003-83 Государственная система обеспечения единства измерений. Микроскопы инструментальные. Методы и средства поверки
• ГОСТ 8.539-85 Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений разрешающей способности фотоматериалов
• ГОСТ 9242-59 Светофильтры сигнальные для транспорта. Методы измерений цветности и коэффициента пропускания
• ГОСТ 9847-79 Приборы оптические для измерения параметров шероховатости поверхности. Типы и основные параметры
• ГОСТ 10771-82 Лампы накаливания светоизмерительные рабочие. Технические условия
• ГОСТ 11897-94 Штативы для геодезических приборов. Общие технические требования и методы испытаний
• ГОСТ 12995-82 Скамья оптическая трапецеидального профиля. Основные и сопрягаемые размеры. Технические требования
• ГОСТ 13424-68 Теодолиты. Методы определения погрешностей диаметров горизонтального круга
• ГОСТ 13494-80 Транспортиры геодезические. Технические условия
• ГОСТ 14686-69 Средства измерений световых величин. Термины
• ГОСТ 15624-75 Масс-спектрометры. Термины и определения
• ГОСТ 17173-81 Щели спектральных приборов и насадки к ним. Типы, основные параметры и размеры. Технические требования
• ГОСТ 1807-75 Радиусы сферических поверхностей оптических деталей. Ряды числовых значений
• ГОСТ 19223-90 Светодальномеры геодезические. Общие технические условия
• ГОСТ 19795-82 Проекторы измерительные. Общие технические условия
• ГОСТ 2.787-71 Единая система конструкторской документации. Обозначения условные графические в схемах. Элементы, приборы и устройства газовой системы хроматографов
• ГОСТ 20903-75 Кюветы прямоугольные кварцевые для спектрофотометров. Основные размеры. Технические требования
• ГОСТ 22409-77 Пластинки поляриметрические. Технические требования
• ГОСТ 23543-88 Приборы геодезические. Общие технические условия
• ГОСТ 27176-86 Приборы спектральные оптические. Термины и определения
• ГОСТ 27681-88 Спектрометры гамма-резонансные. Общие технические требования и методы испытаний
• ГОСТ 2786-82 Стекла пробные для проверки радиусов и формы сферических оптических поверхностей. Технические условия
• ГОСТ 3178-75 Приборы оптические настольные. Высота расположения оптической оси и выходного зрачка
• ГОСТ 4.163-85 Система показателей качества продукции. Анализаторы газов и жидкостей хроматографические. Номенклатура показателей
• ГОСТ 4.166-85 Система показателей качества продукции. Анализаторы жидкости. Номенклатура показазателей
• ГОСТ 4.170-85 Система показателей качества продукции. Анализаторы аэрозолей твердых и сыпучих веществ. Номенклатура показателей
• ГОСТ 4.361-85 Система показателей качества продукции. Анализаторы масс-спектрометрические. Номенклатура показателей
• ГОСТ 4.374-85 Система показателей качества продукции. Анализаторы газов. Номенклатура показателей
• ГОСТ 4.447-86 Система показателей качества продукции. Приборы контрольно-измерительные оптико-механические для измерения линейных размеров. Номенклатура показателей
• ГОСТ 4.448-86 Система показателей качества продукции. Приборы контрольно-измерительные оптико-механические для измерения углов. Номенклатура показателей
• ГОСТ 4.449-86 Система показателей качества продукции. Приборы контрольно-измерительные оптико-механические для контроля шероховатости и качества поверхности. Номенклатура показателей
• ГОСТ 4.450-86 Система показателей качества продукции. Приборы и аппаратура для спектрального анализа. Номенклатура показателей
• ГОСТ 4.451-86 Система показателей качества продукции. Микроскопы световые. Номенклатура показателей
• ГОСТ 4.452-86 Система показателей качества продукции. Приборы фотометрические. Номенклатура показателей
• ГОСТ 5359-77 Резьба окулярная для оптических приборов. Профиль и размеры
• ГОСТ 8.003-83 Государственная система обеспечения единства измерений. Микроскопы инструментальные. Методы и средства поверки
• ГОСТ 8.014-72 Государственная система обеспечения единства измерений. Методы и средства поверки фотоэлектрических люксметров
• ГОСТ 8.046-85 Государственная система обеспечения единства измерений. Головки делительные оптические. Методика поверки
• ГОСТ 8.195-89 Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений спектральной плотности энергетической яркости, спектральной плотности силы излучения и спектральной плотности энергетической освещенности в диапозоне длин волн от 0,25 до 25,00 мкм; силы излучения и энергетической освещенности в диапозоне длин волн от 0,2 до 25,0 мкм
• ГОСТ 8.215-76 Государственная система обеспечения единства измерений. Пластины плоские стеклянные для интерфереционных измерений. Методы и средства поверки
• ГОСТ 8.229-81 Государственная система обеспечения единства измерений. Спектрофотометры инфракрасные. Методы и средства поверки
• ГОСТ 8.239-77 Государственная система обеспечения единства измерений. Пластинки поляриметрические. Методика поверки
• ГОСТ 8.258-77 Государственная система обеспечения единства измерений. Поляриметры и сахариметры. Методика поверки
• ГОСТ 8.298-78 Государственная система обеспечения единства измерений. Колориметры фотоэлектрические лабораторные. Методы и средства поверки
• ГОСТ 8.332-78 Государственная система обеспечения единства измерений. Световые измерения. Значения относительной спектральной световой эффективности монохроматического излучения для дневного зрения
• ГОСТ 8.336-78 Государственная система обеспечения единства измерений. Машины оптико-механические типа ИЗМ для измерения длин. Методы и средства поверки
• ГОСТ 8.393-80 Государственная система обеспечения единства измерений. Квадранты оптические. Методы и средства поверки
• ГОСТ 8.485-83 Государственная система обеспечения единства измерений. Хроматографы аналитические газовые лабораторные. Методы и средства поверки
• ГОСТ 8.499-84 Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений освещенности, эффективного времени экспонирования и цветовой температуры в сенситометрии
• ГОСТ 8.514-84 Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений энергетической освещенности в спектросенситометрии в диапазоне длин волн 0,2-1,4 мкм
• ГОСТ Р 50997-96 Гидрокомпасы маркшейдерские. Общие технические условия
• ГОСТ Р 51067-97 Угломеры маркшейдерские. Общие технические условия
• ГОСТ Р 51774-2001 Тахеометры электронные. Общие технические условия
• ДСТУ ГОСТ 4.447:2009 СПКП. Приборы контрольно-измерительные оптико-механические для измерения линейных размеров. Номенклатура показателей
• ДСТУ ГОСТ 4.448:2009 СПКП. Приборы контрольно-измерительные оптико-механические для измерения углов. Номенклатура показателей
• ДСТУ ГОСТ 4.449:2009 СПКП. Приборы контрольно-измерительные оптико-механические для контроля шероховатости и качества поверхности. Номенклатура показателей
• ДСТУ ГОСТ 8.197:2009 ГСИ. Государственный специальный эталон и государственная поверочная схема для средств измерений спектральной плотности энергетической яркости оптического излучения в диапазоне длин волн 0,04 (0,25 мкм)
• ДСТУ ГОСТ 8.274:2009 ГСИ. Государственный специальный эталон и государственная поверочная схема для средств измерений бикомплексной проницаемости и модуля коэффициента отражения в диапазоне частот 0,2-1,0 ГГц
• ДСТУ ГОСТ 8.499:2009 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений освещенности, эффективности времени экспонирования и цветовой температуры в сенситометрии
• ДСТУ ГОСТ 8.514:2009 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений энергетической освещенности в спектросенситометрии в диапазоне длин волн 0,2-1,4 мкм
• ДСТУ ГОСТ 8.539:2009 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений разрешающей способности фотоматериалов
• ДСТУ Б А.1.1-40-94 ССНБ. Поляризаційно-оптичні вимірювання напруги будівельних матеріалів і конструкцій. Терміни і визначення