Страница 10: ГОСТ 8.367-79. Государственная система обеспечения единства измерений. Меры длины концевые плоскопараллельные образцовые 1 и 2-го разрядов и рабочие классов точности 00 и 0 длиной до 1000 мм. Методы и средства поверки (70358)

ПРИЛОЖЕНИЕ 10

Обязательное

ГОРИЗОНТАЛЬНЫЙ ИНТЕРФЕРОМЕТР ВНИИМ

1. Горизонтальный интерферометр ВНИИМ представляет собой соединение двух интерферометров: многолучевого типа Фабри-Перо (ИФП) и двухлучевого типа Майкельсона.

Длину интерферометра Фабри-Перо (100 мм) измеряют абсолютным интерфе­ренционным методом, используя источники света с кадмием-114 или ртутью-198. Концевую меру с притертой к одной из ее измерительных поверхностей вспомога­тельной пластиной помещают в одно из плеч интерферометра Майкельсона так,

Черт. 1

■чтобы поверхность относительного зеркала, находящегося в другом плече, делила меру на части, кратные длине ИФП. Длину концевых мер измеряют, используя интерференционные полосы переналожения в белом свете, возникающие при про­хождении света последовательно через ИФП и двухлучевой интерферометр, когда разности хода лучей во втором интерферометре кратны разност-и хода лучей в первом.

Оптическая схема горизонтального интерферометра ВНИИМ представлена на черт. 1.

Газоразрядную лампу 1 (¹¹⁴Cd или ¹⁹⁸Hg) используют для абсолютных интер­ференционных измерений длины ИФП 11, лампу накаливания 5 —для сравнения длины меры 18 с длиной интерферометра Фабри-Перо 11.

Свет от лампы 1 с помощью конденсора 2 направляют во входную щель 3 призменного монохроматора 4. Пройдя монохроматор и отразившись от зеркала 8,

свет попадает на щель 9, являющуюся выходной для монохроматора и входной для интерферометра и находящуюся в фокальной плоскости объектива 10. Щель 9 может быть ограничена по вертикали от 0 до 1,0 мм и по горизонтали^от 0 до 10 мм. Для измерений обычно используют щель размером (0,8X0,8) мм². Полу­прозрачное зеркало 8 и окуляр 7 образуют автоколлимационное устройство, с по­мощью которого зеркало ИФП 11 устанавливают нормально к пучку света, выхо­дящему из объектива 10, а щель 9 — в фокальной плоскости того же объектива.

С помощью откидного зеркала 12, зеркала 13 и объектива 14 свет, прошед­ший через ИФП, направляется на катод фотоумножителя (или фотопленку) 15.

Для измерения длины концевой меры 18 включают лампу накаливания 5, от­кидывают зеркало 12 и с помощью призмы 6 направляют белый свет в интерферо­метр, одновременно перекрывая монохроматический свет.

Белый свет, пройдя через ИФП и отразившись от зеркала 16, попадает в блок зеркал 17 двухлучевого интерферометра, в одном из плеч которого нахо­дится относительное зеркало 20, а в другом — концевая мера 18 с притертой к ней пластинкой 19. Световые пучки, отраженные от зеркала 20, от измеритель­ной поверхности концевой меры 18 и от поверхности вспомогательной плоской пластины 19, соединяются в блоке зеркал 17 и направляются зеркалом 21 в объ­ектив 22 зрительной трубы с окуляром 23. При введенной в ход лучей линзе 23 в ноле зрения должны быть видны два ярких изображения щели 9, полученные при. отражении света от поверхностей зеркала 20, концевой меры 12 и вспомога­тельной пластины 19. -

Поворотами столика, на котором расположена мера, оба изображения вход­ной щели следует совместить. Выведя линзу 23, в поле зрения наблюдают изме­рительную поверхность меры и поверхность вспомогательной пластины.

Если разность расстояний от разделяющего слоя блока зеркал -17 до поверх­ности зеркала 20 и до измерительной поверхности меры 18 точно кратна длине ИФП, на поверхности меры можно наблюдать интерференционные полосы в бе­лом свете с темной ахроматической полосой в центре и окрашенными полосами, расположенными симметрично ахроматической (черт. 2, а). На черт. 2 ахромати­ческая полоса условно показана сплошной линией, цветные полосы — сочетаниями прерывистых и сплошных линий.

Черт. 2

Если длина ИФП кратна разности расстояний от относительного зеркала и до поверхности вспомогательной пластины, полосы наблюдают и на поверхности пла­стины по обе стороны от измерительной поверхности меры (черт. 2, б). Путем из­менения давления воздуха внутри ИФП его оптическую длину можно плавно из­менять в пределах '±1 мкм, так, чтобы длина меры стала точно в целое число раз больше длины ИФП. Плавным перемещением зеркала 20 и изменением давления воздуха внутри ИФП всегда можно добиться появления в поле зрения обеих си­стем интерференционных полос в' белом свете и расположить их так, как показано на черт. 2, в, чтобы ахроматические полосы (или их середина в случае наклонных полос) лежали на одной горизонтали, проходящей через середину измерительной поверхности меры.

Поверяемую меру устанавливают на опоры, расположенные на расстоянии a-L от свободной измерительной поверхности меры и на расстоянии fl-Z. от по­верхности вспомогательной пластины.

■Значения a-L и 0-Z., рассчитанные для мер длиной от 200 до 1000 мм и вспомогательных стальных пластин размером 40X40X9 мм, приведены в таб­лице.

мм •

2. Устройство для изменения оптической длины интерферометра Фабри-Перо . и блок фотоэлектрической регистрации интерференционных полос горизонтально­го интерферометра ВНИИМ

Схема устройства для измерения оптической длины ИФП вместе со схемой блока фотоэлектрической регистрации интерференционных полос равного наклона показана на черт. 3. С помощью резиновых трубок ИФП 5 соединен с ручным поршневым насосом 10 и микроманометром 8. Кран 9 либо закрывает систему ■5-8-10, либо соединяет ее с атмосферой и насосом 19 и вторым микроманометром 15 блока фотоэлектрической регистрации.

Черт. 3

. Блок фотоэлектрической регистрации включает в себя:

•а) систему для изменения давления воздуха внутри ИФП 5: электромотор 17, ре­дуктор 18, поршневой насос 19, кран 16;

■б) микроманометр 15 — датчик атмосферного давления;

в) фотоумножитель 1, выпрямитель 11 для питания делителя ФЭУ усилитель постоянного тока 14 с блоком питания 12 и самописцем 13.

3. Перед проведением измерений должна быть проверена правильность юсти­ровки интерферометра:

автоколлимационное изображение входной щели 9 (черт. 1), наблюдаемое в окуляр 7, должно совпадать со щелью 9; если обнаружится несовпадение, его следует устранить соответствующими наклонами столика, на котором расположен интерферометр Фабри-Перо //;

изображение входной щели, наблюдаемое с помощью зрительной трубы при введенной линзе 23 и полученное при отражении света от измерительной поверх­ности меры 18 и вспомогательной пластины 19, должно раздваиваться при сме­щении его от неподвижного изображения той же щели, образованного светом, отраженным от относительного зеркала 20 если наблюдается раздвоение непод­вижного изображения, его устраняют соответствующими наклонами относитель­ного зеркала. Повороты винтов регулировки положения интерферометра Фабри- Перо и относительного зеркала производят снаружи специальным ключом через отверстия в корпусе интерферометра.

ПРИЛОЖЕНИЕ 11'

Обязательное

ОТНОСИТЕЛЬНЫЙ ИНТЕРФЕРОМЕТР ВНИИМ

Черт. 1

Относительный интерферометр ВНИИМ предназначен для поверки образцо­вых концевых мер 1-го разряда методом сравнения с концевыми мерами — этало­нами сравнения или рабочими эталонами, а также мер 2-го разряда и рабочих мер класса точности 0 методом сравнения с концевыми мерами 1-го разряда длиной от 100 до 1000 мм.

Оптическая схема интерферометра приведена на черт. 1. Белый свет от лам­почки накаливания 1 через конденсор попадает в щель, находящуюся в фокальной плоскости объектива коллиматора 2, параллельным пучком падает на правую по­ловину призмы 3 и разделяется ею на два параллельных пучка. Пройдя через пла­стины компенсатора 4, оба пучка попадают на полупрозрачное зеркало 5, делят­ся каждый на два так, что на измерительные поверхности сравниваемых мер 6 и 6' попадает одна пара пучков, а на противоположные поверхности 9 и 9' — другая пара световых пучков, отразившись от блоков зеркал 7 и 8. Отраженные

и змерительными поверхностями мер пучки света воз­вращаются в светоделительную призму 3 и интерфе­рируют. Интерференционные полосы равной толщины наблюдают в зрительную трубу, состоящую из элемен­тов 11, 12, 13, куда свет направляется из левой части призмы 3 поворотными призмами 10 и 10'. Половина отрицательной линзы 12 разделяет поле зрения так, что интерференционные полосы, образованные парой пуч­ков света, отраженных правыми и левыми измеритель­ными поверхностями сравниваемых мер, наблюдаются раздельно, рядом друг с другом. С помощью компенса­тора 4, приводимого в движение через рычаг 14 враще­нием барабана 15, можно добиться компенсации разно­

сти длин сравниваемых мер. При соответствующем на­клоне мер в поле зрения будет видна картина, подобная изображенной на черт. 2.

ПРИЛОЖЕНИЕ 12

Обязательное

ДВОЙНОЙ КОНТАКТНЫЙ ИНТЕРФЕРОМЕТР МОД. 272
СХЕМА И КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ

Двойной контактный интерферометр модели 272 является усовершенствован­ным вариантом интерферометра типа ИКПВ. Оптическая схема прибора приведе­на на чертеже.

На линии измерения прибора (1—8, 11, 12, 16 и 1'—8', 11'—15') установле­ны два контактных интерферометра, между подвижными наконечниками которых 8 и 8' на столе 9 помещается образцовая, а затем поверяемая концевая мера 10. В обоих случаях ахроматическая полоса интерференционных полос нижнего ин­терферометра, наблюдаемых на экране 14', совмещается с нулем шкалы 15' пу­тем микроперемещений стола 9 вдоль линии измерения.

Разность длин мер определяют по смещению ахроматической полосы верхне­го интерферометра в поле зрения окуляра 16 (или экрана, устанавливаемого вме­сто него).

Обозначения на чертеже 1 и 1' — источники света (лампы накаливания), 2 и 2' — тепловые фильтры, 3 и 3' — конденсоры, 4 и 4' — светофильтры, 5 и 5' — разделяющие пластины, 6 и 6' — компенсирующие пластины, 7 и 7' — по­движные зеркала, соединенные с наконечниками 8 и 8' 11 и //' — неподвижные зеркала интерферометров, 12, 12' и 13' — объективы.

Мера опирается на стол вне линии измерения, и потому ее масса и устрой­ство стола не влияют на точность показаний двойного интерферометра. Прибор применяют для поверки*образцовых концевых мер 2-го разряда длиной до 100 мм методом сравнения с образцовыми концевыми мерами 1-го разряда.

ТАБЛИЦЫ

для приведения показаний барометра к температуре О °С,
уровню моря и нормальному значению силы тяжести

Т а б .-і и ц а 1

I ' Поправки, мм рт. ст., для приведения показаний барометра Темпера- к температуре О °С при показаниях барометра в мм рт. ст.

Продолжение табл. 1