光学测量第三章第三节焦距和截距的测量Word文档格式.docx
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(5)差D'
>
d(d=2mm)采用消视差法,D'
<
2mm,采用清晰度未能定焦。
(6)为消除轴外象差的影响,平行光管分划板上刻有成对的一组刻线(又称波罗板),这些刻线对称于分划板中心,装配时使分划中心位于光轴上,最大刻线间隔小于有效视场。
6-1放大率法
1、测量原理
w=w'
yo=y'
y'
2f'
2f'
y0
y0
y"
y"
'
Df0'
0D
ky0f'
0ky0D
C0D
C0=
f0'
ky0
D—测微目镜读数值C0—仪器常数
平行光管焦距f0'
=550mm分划板:
三组刻线y0=13.75、5.50、2.75(mm)
显微物镜放大倍率:
0.5x、1x、5x
测微目镜螺距:
0.25mm螺杆式测微目镜测微鼓轮分为100格,转一小格0.0025mm
实际读数为:
0.01mm倍率K=0.00.001254
2)测量方法
=C0D=f0'
D
ky0
nf'
nf0'
nDnkny0
df0'
dDdkdy0
Dky0
(f'
Dky0)
k是一起校的。
用一精密刻尺,长度为A,由显微镜直接读数为D'
,则
使K=f0'
其相对中误差c0y0
取D0.005mmmmA0.001mmmm
则:
A
k/k
0.5x
12
±
0.022%
1x
6
0.027%
5x
1.2
0.086%
此外:
f0'
/f0'
=±
0.1%D=±
0.005y0=±
0.001
例:
(1)f'
=1200mm
=1xy=2.75D=24
2)
=5mm=5xy=13.75D=2.5
可见:
f'
0.3%f'
截距测量误差:
正透镜1x5x:
(0.1-0.4)mm
负透镜0.5x:
(0.1-1)mm
4、负透镜测量
对于负透镜测量时,显微镜工作距必须大于被测透镜焦距,用低倍显微物镜。
6-2精密测角法
2、测量装置及方法
1)装置:
测象仪式经纬仪
2)方法
(1)将分划析放在被测物镜焦平面上
(2)调整测象仪式望远镜,使其望远镜调焦看清被测物镜分划板,且刻线和被测物镜分划板重合(调结者)
(3)转动测角仪式经纬仪,使之瞄准被测物镜分划板一条放慢线,记下角度读数a1,再转动测角仪式经纬仪使之瞄准中心刻线,或另一对称刻线,记下角度读数a0或a2
2w=a2-a1w=a0-a1
(4)计算f'
=y
tgw
3)误差分析
lgf'
=lgy-lgtgw
1
df'
dycoswdwdydwdy2dw
ytgwysinwcoswysin2w
ff'
(yy2)(s2in2ww)2
ysin2w
当w<
1°
时,sin2w≈2w则
(w)2w
σw=±
1"
2y=20mmy=±
0.0012w2'
2w=42'
51'
.8
w=21'
25"
.9=1285.9'
解:
=1604.4mm
(0.10001)(12815.9)20.08%
不适于测负透镜
附加透镜法
负yy'
0f'
正
<
3>
计算f'
负f'
3)
误差分析
12f'
22(y'
1)2(f'
2)2y'
1f'
2
前置镜放大倍率
7x
平行光管f'
0=1200mm,玻罗板刻线30、12、6、3(mm)
前置镜测微目镜最小格值为0.0025mm
测得最宽对刻线,则y'
1=4.71mmy'
2=3.018mm,f'
正=220.2mm
负220.23.018141.1mm
正
负4.74
设0.3%y'
10.005y00.001f'
精度和焦距仪(放大率法)一样:
6-4附加法
1、
原理
x'
s'
1f'
;
s2'
s1'
2f'
e
12
2、装置及方法
测微目镜、承物台、刻尺
2)方法:
1)被测物镜拧在显微镜筒上,调使之成象在测微目镜分划板上,测得
y1
(2)接上附加筒,用同样方法测y2'
(3)计算1y'
12y'
y1y2
3)误差方分析:
lnf'
lneln(12)
ded1d2
e12
y1dy'
1y'
1dy1
d12
d2
y2dy'
2y'
2dy2
y22
(ee)2(12)2(2221)
112y222y21y1'
22y1
y12
212y22y21y'
22y22
y22y22
1=5.45y1=0.5y'
2=6.28y2=0.5e=28.45
28.45
17.14(mm)
6.285.45
0.50.5
设:
y10.001y'
0.005e0.01
110.520.00525.4520.00122.4102
0.52
210.520.00526.1820.00122.7102
(208..0415)2(12.56110.9)2(2.7102)2(2.4102)20.36%0.4%
精度0.4%
f
但y'
8mm
,故f'
f
高倍显微镜精度低,随着显微物镜f'
6-5平面光学零件最小焦距的测量
一、概述由于加工误差及玻璃材料缺陷,平面零件(平行玻璃板及棱镜)的光焦度不为零,即具有一定的焦距,如将其放在物镜前(如保护玻璃、滤光片、端部棱镜等),将使整个系统焦距变化。
影响测量精度,如一束基线测距仪中央棱镜(反射镜)f'
min≥1000oy,端部棱镜:
fmin≥2000米,航测相机及大地测量相机fmin≥(5000-10000)米。
二、调焦距离法
xx'
=-f'
2x0=f'
+f'
min-d
(f'
+fmin-d)x'
02fminx'
平行光管,前置镜
2)方法
(1)调平行光管,望远镜(前置镜)光轴基本重合
(2)平行光管、前置镜调焦无限远,记下前置镜子套筒刻度a
a2
3)放在被测平行玻璃板,调前系统伸缩筒,使之看清平行光管十字线成象,记下读取
3、误差分析
1)误差分析式
min2lnf'
lnx'
df'
min2df'
dx'
minf'
2)x'
的计算
前置统调焦误差
SD13(D0.58D)清视差法
SD
例见书P255
说明:
1)平行光管调校误差;
2)前置镜两次调焦误差
3)平行光管焦距误差
精度:
(15~55)%
一、双星差法
1、星点象的空间光分布
轴光程分布曲线方程
式中:
Io——艾利斑中心光强
I——离焦时衍射斑中心光强Δ——离轴距离
D——相对孔径
8(Df'
)
λ——波长
2、单星点法定焦原理及其灵敏度
根据人眼的衬度Io/I求出对应的最小离焦距离Δmin。
Δmin称之为定焦极限误差式定焦灵敏度。
I
设入眼判断有无亮暗变化的衬度灵敏度为I=19%,
I0
即I=81%,则由公式得
X=1/4π
Δmin=2λ(f'
/D)2=0.55×
2(f'
/D)2(μ)
D/f'
1/10
1/5
1/20
1/25
1/30
1/35
1/40
1/50
1/60
Δmin(mm)
0.11
0.25
0.44
0.69
0.99
1.35
1.76
2.75
3.96
当实际测量时,人眼往往不仅注意星点中心亮度的变化,而且还注意衍射环的亮度和宽度的变化,
实际上第一暗环的亮度和宽度的变化比中心亮环要快,所以实际录敏度比上表高一倍。
3、双星点法变焦原理及灵敏度
对灵敏度与观察条件有关,观察一物体一物体是否有亮度变化时,衬度灵敏度20%,而观察同一视
场相邻两物体区别是衬度灵敏度为5%,故用双星点法。
双星点法定焦灵敏度
Isin2x2sinxK()'
23
I0xx
I22sin2x
K'
()'
2(cos2x
I0x2x
K()'
0.540
0.548
x1.303
当x1.303时
x8f'
w2()Dw
P'
26.64(w)2
Dw
设调焦于M面,则中心亮度差的P'
和P值。
PP'
0)26.64(f'
0)2f'
wDw(l(13)104f'
0)
I1-I2)与P'
及Δ有关,由上面求出的K点取在亮度曲线变化最快时
K点中心亮度为IK,IK=0.548设人眼衬度灵敏度为5%,则在含糊同上看到的两星点亮度ΔI为
ΔI=±
5%IK=±
5%×
0.548=±
0.027
ΔI1=1/2
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- 光学 测量 第三 三节 焦距
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