Измерение радиусов оптических поверхностей

[ekvi]

Основное требование - точно знать диаметр опорного кольца,иметь эталонную опорную плоскость(годится любая ПИ),измерять несколько раз.Перед измерением надо протереть все поверхности,эталон,опорное кольцо и измеряемое изделие.

... и убедиться, глядя в лупу, что у кромки кольца нет фаски! А если есть, не полениться торцонуть (шлифовкой!) торец кольца.
Вот ошибка радиуса 3000 мм, если фаска 0.01 мм на кольце ф 100 мм:
x0 = 3000 - sqrt(3000^2 - 50^2) = 0.417 мм.
x1 = 3000 - sqrt(3000^2 - 49.99^2) = 0.408 мм.
R = (H^2 +x^2)/2x = (49.99^2 + 0.408^2)/2/0.408 = 3001.75 мм.
А фаску легко натереть и до 0.1 мм! Особенно на грубой шлифовке.

[библиограф]

 Измерение стрелки кривизны с точностью 0.01 мм даст при таком кольце и на этом радиусе
погрешность того же порядка.
Кстати, сферометр ИСЗ-7 по паспорту дает при измерении  радиуса 1000 мм ошибку +/- 0,04%
А там отсчет с микронной точностью, а диаметр кольца в паспорте сферометра указан до долей микрона

[ekvi]

Измерение стрелки кривизны с точностью 0.01 мм даст при таком кольце и на этом радиусе
погрешность того же порядка.

= 9 мкм.

Кстати, сферометр ИСЗ-7 по паспорту дает при измерении  радиуса 1000 мм ошибку +/- 0,04%
А там отсчет с микронной точностью, а диаметр кольца в паспорте сферометра указан до долей микрона

ИЗС-7 уже как-то обсуждали: его шарики сошлифовываются после первого же касания шлифованной измеряемой поверхностью  и ремонту не поддаются. По крайней меры, на УОМЗе ИЗС-7 после ремонта шёл в утиль. Т.е. опорные кольца ИЗС-7 одноразового использования. Были бы они из агата, то б ИЗС-7 цены бы не было!

[rigel14]

 Измерение стрелки кривизны с точностью 0.01 мм даст при таком кольце и на этом радиусе
погрешность того же порядка.

На практике,на кольце 110мм с головкой точностью 0,01мм получал точность на радиусе 3000мм +- 12мм
С головкой 0,001,на том же кольце +- 1,5мм . Это на практике,всё остальное - словоблудие..
 

[Astel-150]

Измерение стрелки кривизны с точностью 0.01 мм даст при таком кольце и на этом радиусе
погрешность того же порядка.

На практике,на кольце 110мм с головкой точностью 0,01мм получал точность на радиусе 3000мм +- 12мм
С головкой 0,001,на том же кольце +- 1,5мм . Это на практике,всё остальное - словоблудие..

Как вы считаете? При погрешности стрелки кривизны в +-0.01мм, на базе 110мм, погрешность радиуса кривизны получается около +-60мм!!! При погрешности 1мкм, около 6мм. Но и как правильно сказал Владимир Ильич, фаска на краю кольца, очень сильно влияет. Как минимум, при измерении таким кольцом, надо учитывать радиус этого закругления, фаски и в диаметре кольца, и в общей формуле. R=(D^2/(8*x))+(x/2)+-r.

[Astel-150]

Основное требование - точно знать диаметр опорного кольца,иметь эталонную опорную плоскость(годится любая ПИ),измерять несколько раз.Перед измерением надо протереть все поверхности,эталон,опорное кольцо и измеряемое изделие.

... и убедиться, глядя в лупу, что у кромки кольца нет фаски! А если есть, не полениться торцонуть (шлифовкой!) торец кольца.
Вот ошибка радиуса 3000 мм, если фаска 0.01 мм на кольце ф 100 мм:
x0 = 3000 - sqrt(3000^2 - 50^2) = 0.417 мм.
x1 = 3000 - sqrt(3000^2 - 49.99^2) = 0.408 мм.
R = (H^2 +x^2)/2x = (49.99^2 + 0.408^2)/2/0.408 = 3001.75 мм.
А фаску легко натереть и до 0.1 мм! Особенно на грубой шлифовке.

И у вас с расчетами не все в порядке...

[ekvi]

И у вас с расчетами не все в порядке...

Да: у моего калькулятора только 3 значащие знака после запятой ...
Хорошо, когда есть кому подстраховать!
При уменьшении диаметра на 0.02 мм (фаска 0.01 мм) стрелка на ф 99.98 мм для радиуса 3000 мм уменьшается всего на 0.45 мкм, а не на 0.01 мм - она идёт не под 45 градусов, а под пологим углом.

[Олег Чекалин]

Да: у моего калькулятора только 3 значащие знака после запятой ...
..........................

Какой такой рок-н-ролл.......

Главное верить!
Игорь правильно написал.
Ленина невнимательно читали пацаны.

[ekvi]

Цитата: ekvi от Сегодня в 15:45:16

Да: у моего калькулятора только 3 значащие знака после запятой ...
..........................
Какой такой рок-н-ролл.......

см. илл.

[AMX]

Ну и те кто в курсе, знают, что бы измерять с точностью в один микрон и лучше, закрепление на традиционном штыречке уже не катит, а в основании прибора необходима гранитная плита приличных размеров и массы.

Спокойно измеряются микроны на обычной стойке магнитной.

[ysdanko]

Спокойно измеряются микроны на обычной стойке магнитной.

На вот такой  И если мне склероз не изменяет, весит все это больше 20кг...
И где эта стойка и тот сферометр?

[ysdanko]

Ленина невнимательно читали пацаны.

Да и  Александра Суворова, как то не очень     

«Теория без практики - мертва, практика без теории - слепа» (С)

[AMX]

На вот такой   И если мне склероз не изменяет. Весит все это больше 20кг...
И где эта стойка и тот сферометр?

Жесткости обычной стойки, более чем достаточно. Штоки и рычаги индикаторных головок с точностью до микрона не имеют значительных сопротивлений, чтобы упруго отогнуть сочленения стойки или как-то её изогнуть. И вообще-то не могут иметь в принципе. Иначе они будут упруго деформировать измеряемый предмет.

Я не очень вникал, что и как вы хотите измерять, мой комментарий относился только к стойке.
Использовать что-то тяжелое как основание микронной индикаторной головки при измерении на поверочных плитах, мостиках и т.д. также не рекомендуется, т.к. это самое основание будет упруго деформировать саму плиту.

[ysdanko]

Жесткости обычной стойки, более чем достаточно. Штоки и рычаги индикаторных головок с точностью до микрона не имеют значительных сопротивлений, чтобы упруго отогнуть сочленения стойки или как-то её изогнуть. И вообще-то не могут иметь в принципе. Иначе они будут упруго деформировать измеряемый предмет.

На фотке прибор, способный обеспечить тот самый "микрон"..
Характеристики....
===================
Линейный диапазон измерения:   10 мм
Точность во всем диапазоне:   1 мкм
Повторяемость:   0,2 мкм
Разрешение:   0,1 мкм
Измерительная сила:   0,6–0,9 Н (0,135–0,203 фунта-силы)
Нулевой дрейф:   0,1 мкм/°С
Стенд для зондов
Площадь стола:   280 x 160 мм (11 x 6,3 дюйма)
Вертикальная регулировка:   150 мм (5,91 дюйма)
Размеры: Подставка    280 х 160 х 40 мм
==============
На второй фотке более серьезный прибор. он может обеспечить измерения с минимальным давлением на объект измерения.
Его характеристики...
=====================
Подача воздуха:   Чистый приборный воздух или другой инертный газ при давлении 2 бар.
Разрешение экрана:   0,1 мкм
Разрешение зонда:   2,5 мкм
Линейность:   0,25%
Цифровой дисплей:   4,5-значный светодиод, единицы измерения – микроны
Окончательная фильтрация:   Размер частиц 0,5 мкм (0,00002 дюйма) во встроенном фильтре
Воздушный зазор:   75 мкм (приблизительно)
Сброс нуля:   В диапазоне ±20% полной шкалы от механического нуля.
Измерительные силы:   15-20 грамм пневматической силы распределяется по площади 1,5 мм².
Масса:   15 кг
Размеры: Модуль   250 х 190 х 186 мм
Размеры: Подставка    280 х 160 х 40 мм
====================
И это приборы для которых сделано все что бы обеспечить заявленную точность. Этого ни в каком накладном сферометре нельзя добиться в силу того что он "накладной". (ИМХО)

[AMX]

На фотке прибор, способный обеспечить тот самый "микрон"..

Возьмите поверочную плиту класса 000, установите её на правильное основание и отъюстируйте её опоры. Возьмите плитку у которой с достаточной чистотой и плоскостностью обработана одна поверхность. Можете это легко сделать сами, пришабрив эту плитку к поверочной плите. Установите на плитку самую обычную стойку с микронной измерительной головкой и обкатывайте ей этот кусок стекла, положенного на поверочную плиту, перемещая плитку со стойкой и индикатором по плите. Получите его точную карту поверхности. Если конечно хода рычага головки хватит.

[ysdanko]

На фотке прибор, способный обеспечить тот самый "микрон"..

Возьмите поверочную плиту класса 000, установите её на правильное основание и отъюстируйте её опоры. Возьмите плитку у которой с достаточной чистотой и плоскостностью обработана одна поверхность. Можете это легко сделать сами, пришабрив эту плитку к поверочной плите. Установите на плитку самую обычную стойку с микронной измерительной головкой и обкатывайте ей этот кусок стекла, положенного на поверочную плиту, перемещая плитку со стойкой и индикатором по плите. Получите его точную карту поверхности. Если конечно хода рычага головки хватит.

Стойка там из инвара диаметром 50мм  .

 Но какое отношение, то что вы описываете, имеет к точности накладного сферометра, пусть даже и с микронной головкой?

Получите его точную карту поверхности.

Сейчас это делается не так...

https://www.eh-metrology.com/en/products/manual-tools/mx10-series/mx-1012

[AMX]

Но какое отношение, то что вы описываете, имеет к точности накладного сферометра, пусть даже и с микронной головкой?

Ничего не понимаю в сферометрах, с вами обсуждаю только достаточность жесткости обычной стойки для крепления индикаторных головок микронной точности.
Используя её как я описал выше, вы увидите толщину полоски, оставленную маркером. Можете не сомневаться.

Стойка там из инвара диаметром 50мм  .

Наверное стоит еще объяснить. Стойка там такая, потому что если я трону обычную рукой, то я всё собью и "обкатывать" мне надо очень аккуратно ничего не грея руками и проверяясь по "нулю", сооруженного из соответствующих мер.
И вы путаете теплое с мягким.
Путаете массивность каких-то специализированных приборов, которая им нужна, чтобы противостоять внешним воздействиям, и достаточности жесткости системы, чтобы получать повторяемые, а значит и достоверные результаты на гораздо менее жестких системах, но и при гораздо большей как аккуратности, так и квалифицированности.
Иначе говоря достаточными, чтобы эта система не изгибалась и не деформировалась как сама по себе, так и при манипуляциях, необходимых для измерений.

[ekvi]

Любителям ярлыков напомню, кем и с чего началась эта тема (отредактир. мной):

Задался идеей замерить радиус кривизны поверхностей дублета диаметром 100 мм, чтобы загрузить данные в программу расчёта оптики и посмотреть наилучшие параметры прокладок и тп.
Пришёл к выводу что любительским инструментарием точный замер радиусов поверхностей провести невозможно ... при ошибке измерения радиуса на 0,15 мм мы получаем в программе совсем другой объектив, у которого штрель падает с 0,9 до 0,5. Итак чем мы можем промерить радиусы?

Именно поэтому те, кто "в танке", и вгрызаются в нюансы метрологии, и, если кому-то результат тестирования Sky-Man'ом, выделенный жирным шрифтом, сегодня кажется словоблудием, то ему стоит воздержаться от участия в этой дискуссии.

В 1990-е я часто бывал в Минске. У наших коллег-оптиков стояла грандиозная немецкая мерительная машина, внешне и размерами похожая на токарный станок. Так вот, спецы-механики из соседнего института, замыслившие сделать полярный компаратор, исследовали точностные характеристики хвалёного немецкого чуда и пришли к выводу, что чудо не даст не только заявленную точность в 0.2 мкм, но и 1 мкм!
А казалось бы: в мерительной машине и масса, и жёсткость - всё при ней! Однако люфты, деформации, "гистерезис", термика - и кобздец котёнку!

Вот почему Ю.А. Клевцов сразу указал на адекватный метод "измерения" - пробным стеклом, хоть и трудоёмкий, но вполне доступный для продвинутого ЛО (правда, сам инициатор темы предпочёл уйти в тень своей идеи).

На 1 илл. - стрелка при 6 знаках после запятой. При фаске в 0.01 мм ошибка в стрелке - 0.16 мкм, что приводит к погрешности в радиусе 1.2 мм (илл. 2), и это близко к оценке rigel14.

[Олег Чекалин]

Ленина невнимательно читали пацаны.

Да и  Александра Суворова, как то не очень     

«Теория без практики - мертва, практика без теории - слепа» (С)

Практика выше теоретического познания, ибо она обладает достоинством не только всеобщности, но и непосредственной действительности
Ильич, Материализм и эмпириокритицизм, между прочим, 1908 год, а цукко до сих пор не поняли гениального чувака.

[Олег Чекалин]

Ильич, ссылка на Жванецкого, это полный зашквар, ты осознаешь, что пишешь?