Сферометр

Введение

Оптическая астрономия в начале XXI века испытывает бурное развитие. В настоящее время во многих странах мира идет интенсивное создание и строительство новых телескопов наземного и космического базирования, ко-торые предназначены для принципиально новых астрофизических исследова-ний космоса. За последние несколько лет в мире введено в эксплуатацию бо-лее десятка крупных телескопов, среди которых многие имеют диаметры главных зеркал 8... 10 м. Создание таких телескопов стало возможным благо-даря общему технологическому развитию. При этом одним из решающих факторов является технология изготовления и контроля высокоточных опти-ческих деталей большого диаметра.
Сферометр представляет собой инструмент для точного измерения ра-диуса кривизны в виде сферы или криволинейной поверхности. Первоначаль-но эти инструменты в основном использовались оптиками для измерения кривизны поверхности линзы .
Целью данной работы является изучение конструкции сферометров.
В соответствии с поставленной целью необходимо решить ряд задач, таких как:
 рассмотреть назначение сферометра;
 раскрыть особенности конструкции сферометра.


1 Назначение сферометра

Сферометры Spherotronic и Spherocompact (далее — сферометры) пред-назначены для измерений радиуса кривизны вогнутых и выпуклых сфериче-ских поверхностей и т.п.
Принцип действия сферометров основан на измерении высоты шарово-го сегмента сферической поверхности и последующем вычислении радиуса кривизны этой поверхности [1].
Сферометры состоят из измерительного устройства, комплекта опорных колец и устройства цифровой индикации фирмы «Heidenhain». В состав изме-рительного устройства входит выдвижной стержень, в верхней части которо-го закреплен датчик линейных перемещений (далее — датчик) фирмы «Heidenhain».
Сферометры Spherotronic имеют две модификации: Super-Spherotronic HR и UltraSpherotronic. Сферометры Spherotronic и Spherocompact отличаются пределом хода выдвижного стержня с датчиком, дискретностью отсчета дат-чика и точностными характеристиками: пределами допускаемой относитель-ной погрешности измерений радиусов кривизны и пределом допускаемой аб-солютной погрешности измерений датчика. Перемещение выдвижного стерж-ня с датчиком осуществляется с помощью блока управления для моторизо-ванного перемещения (для Super-Spherotronic HR и Ultra-Spherotronic) или с помощью рычага (для Spherocompact).
Общий вид сферометров приведен на рисунках 1-3.


Рисунок 1 - — Общий вид сферометра Super-Spherotronic HR


Рисунок 2 - Общий вид сферометра Ultra-Spherotronic


Рисунок 3 - — Общий вид сферометра Spherocompact

Сферометры поставляются со стандартным комплектом из 6 опорных колец (для Spherocompact) или 8 опорных колец (для Super-Spherotronic HR и Ultra-Spherotronic). По требованию заказчика поставляется дополнительный комплект опорных колец – 4 кольца (для Super-Spherotronic HR и Ultra-Spherotronic) и 3 кольца (для Spherocompact). По окружности опорного коль-ца установлены 3 шарика, которые непосредственно контактируют с объектом измерений. Каждое кольцо поставляется с сертификатом калибровки фир-мыизготовителя. В комплекте со сферометрами также поставляются 4 плос-кие стеклянные пластины для калибровки, диаметрами 30 мм, 50 мм, 100 мм и 150 мм [2].
В комплект поставки входит программное обеспечение SPHEROWIN для вычисления результатов измерений на компьютере и дальнейшего стати-стического анализа (далее — ПО). ПО обеспечивает идентификацию, обра-ботку, регистрацию, ведение архива результатов измерений. К метрологиче-ски значимой части ПО относится файл: Spherw.exe.
Идентификационные данные ПО представлены в таблице 1.