Справочник технолога-оптика - Окатов М.А.
ISBN 5-7325-0236-Х
Скачать (прямая ссылка):
Основной метрологической характеристикой прибора является погрешность при определении параметра EFEq плоской поверхности: для диаметра 100 мм она составляет 0,02; 200 мм — 0,03 и 300 мм — 0,04.
Кроме модели ИКД-110 [3.33] на оптических предприятиях применяют различные типы неравноплечных интерферометров [3.1, 3.15, 3.22]. Наибольшее распространение получили модели ИТ-172, ИКД-100, ИКАП-3. Оптические схемы первых двух приборов мало отличаются друг от друга. Принципиальное их устройство показано на рис. 3.23.
Микрообъектив 2 превращает параллельный пучок от газового лазера 1 в гомоцентрический с фокусом в точке F'. Вышедший из объектива 2 пучок кубиком 3 делится на два пучка, один из которых направляется в ветвь сравнения с образцовой сферой 4, дру-
Таблица 3.16. ХАРАКТЕРИСТИКИ ПЛОСКИХ ИНТЕРФЕРОМЕТРИЧЕСКИХ
НАСАДОК (ИН) ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ КОЛЛИМИРОВАННОГО ОПОРНОГО ПУЧКА
Шифр Диаметр опорного пучка, мм Шифр базового прибора, с которым работает иасадка
ИН-100-4; ИН-100-25; ИН-100-90 100 ИКД-110
ИН-200-4; ИН-200-90 200 ИКД-110.1
ИН-300-4; ИН-300-90 300 ИКД-110.2
158
Таблица 3.17.
ХАРАКТЕРИСТИКИ СФЕРИЧЕСКИХ НАСАДОК ДЛЯ СОЗДАНИЯ ГОМОЦЕНТРИЧЕСКОГО ОПОРНОГО ПУЧКА
Шифр Шифр базового прибора, с которым работает насадка Относительное отверстие опорного пучка
ИН-1/0,8 ИКД-100 1:0,8
ИН-1/1,0 ИКД-100.1 1:1,5
ИН-1/3 ИКД-100.2 1:3,0
ИН-1/5 - 1:5,0
ИН-1/10 - 1:10,0
ИН-1/20 - 1:20,0
гой — в рабочую ветвь с проверяемой поверхностью 5. Центр кривизны обеих сфер совмещен с фокусом F'. Высокая монохроматичность лазерного излучения позволяет получать контрастную интерференционную картину при большой разности хода между интерферирующими пучками.
Это дает возможность использовать в интерферометре образцовую поверхность небольшого радиуса и сравнивать с ней поверхности практически любых радиусов кривизны.
Обычно интерферометры снабжают сменными образцовыми сферами с зеркальной, просветленной и без покрытия поверхностями. Так, с помощью одного прибора можно осуществлять контроль поверхностей с различными коэффициентами отражения, в том числе и просветленных.
Неравноплечие интерферометры, как правило, являются переносными приборами. В связи с этим их удобно использовать при контроле крупногабаритных вогнутых сферических и асферических поверхностей, когда возникает необходимость пристраивать прибор к проверяемому изделию.
При контроле поверхностей больших радиусов кривизны очень трудно настраивать систему «прибор —• проверяемая деталь» на полосы желаемой формы и направления. Это связано с неустранимым влиянием вибраций на взаимное положение интерферометра и контролируемого изделия и поэтому применить здесь методику визуальной оценки качества поверхности невозможно. В таких случаях на практике прибегают к фотографированию интерференционной картины с последующей ее обработкой, в процессе которой исключаются искривления полос, вызванные расфокусировкой интерферометра. Результаты могут быть обработаны вручную или с помощью специальных координатометров и ЭВМ [3.25, 3.34, 3.35]. Ручная обработка занимает много времени и не дает полной информации о качестве проверяемой поверхности во всех ее точках, Рис. 3.23. Схема контроля на неравно- тогда как в результате обра-плечном интерферометре ботки на ЭВМ получают КОН-
159
турные карты поверхности и ее профили в любых выбранных сечениях.
В общих чертах методика подготовки данных для ввода в ЭВМ состоит в следующем.
Пусть XOY (рис. 3.24) является координатной системой,связанной с проверяемой поверхностью или ее изображением. Если поверхность является совершенной и наблюдаемая на ней интерференционная картина образована в клиновидном промежутке между двумя интерферирующими волновыми фронтами, то изменение толщины г этого промежутка может быть представлено уравнением
z = a + bx + cy. (3.5)
При z = NX уравнение (3.5) является уравнением интерференционной полосы.
Если при получении интерференционной картины имелась дефокусировка поверхности, то полосы искривляются, и их уравнение может быть представлено в виде
а + Ъхi +cyt +d (х? + yf) - Nt X = О,
где i — номер полосы.
Если проверяемая поверхность имеет отклонения от идеальной формы, то для тех координатных точек, где имеются дефекты, уравнение будет отличаться от нуля на некоторую величину Д?, численное значение которой представляет собой отклонение поверхности. Нахождение Д? сводится к следующему. На интерферог-рамме замеряется много точек, для каждой из которых задаются координаты и и номер полосы Nr Затем методом наименьших квадратов определяют значения коэффициентов а, Ь, с и d:
ah + b'YJxi+ с^г/i + dYj (xf + z/f) = ?iV; X;
aYjxi +bYjxf +cExiJ/i +dYj^xf +yf)xi ='ExiNi'k’ +bYxi yi+c'Ey? +dYyi(xf +yf) = EyiiVi?i; +yf) + bYxi(xf +yf) + cYydxf +yf) + + dY(xf +yf)2 = Y(xf +yf)NiX,
где k — полное число измеренных точек (суммирование выполняется в пределах от г = 1 до г = k).
После нахождения коэффициентов вычисляют значения Дг для всех измеренных точек. По измеренным Дi математически (вруч-
Рис. 3.24. Интерференционная картина в системе координат
