Что такое оптикатор и как он устроен
Оптикатор представляет собой высокоточный измерительный прибор, предназначенный для определения линейных размеров с микронной точностью. Его конструкция сочетает в себе пружинный преобразовательный механизм микрокатора с оптической системой регистрации. Ключевым элементом является зеркало, закреплённое на пружине. Угол поворота этой пружины, а значит и измеряемое отклонение, определяется по отражённому от зеркала лучу света. Диапазон измерений классических оптикаторов составляет от 4 до 50 микрометров (мкм).
Принцип действия оптического рычага
Вместо механической стрелки в оптикаторе используется так называемый оптический рычаг. Эта система состоит из осветителя и того самого зеркала на пружине. Принцип работы следующий: световой луч проходит через диафрагму с тонкой нитью посередине, отражается от зеркала и проецирует увеличенное изображение этой нити на шкалу. Это изображение и выполняет роль указателя. Такая схема наследует все преимущества микрокатора — высокую чувствительность и отсутствие механического трения в измерительной цепи, — но при этом обладает более широкими предельными возможностями.
Особенности конструкции и методика измерений
Измерения оптикатором проводятся методом сравнения с эталонными мерами длины (концевыми мерами) или с аттестованными образцами деталей. Конструкция прибора часто включает удобную систему визуализации допусков: два подвижных светофильтра, которые устанавливаются на границах поля допуска. Когда изображение нити-указателя попадает в зону допуска, его цвет становится зелёным, а при выходе за границы — красным, что значительно ускоряет процесс контроля. Для работы прибор обычно крепится на специальной стойке.
История и технические характеристики
Первые оптикаторы были разработаны и запущены в производство в Германии в 1940-х годах. Наибольшее распространение получили модели с различной ценой деления шкалы: 0.1, 0.2, 0.5 и 1 мкм, что соответствовало пределам измерений 4, 50, 100 и 250 мкм. Погрешность приборов в рабочем (вертикальном) положении была крайне мала: менее половины цены деления в центральной части шкалы (в пределах 100 делений) и не превышала одного деления на всём измерительном диапазоне.
Эволюция: фотоэлектрические преобразователи
На базе оптической схемы оптикатора были созданы более совершенные фотоэлектрические преобразователи для автоматических контрольных систем. Их цена деления составляла 0.5, 1, 2 и 5 мкм. В этих устройствах шкала совмещалась с фотосопротивлением, что позволяло преобразовывать оптический сигнал в электрический. Главное преимущество таких преобразователей — возможность автоматической сортировки деталей на большое количество размерных групп, вплоть до 50, что незаменимо в массовом и крупносерийном производстве.