Контроль объективов (стр. 3 из 3)

Устанавливают приемник излучения за испытуемым объективом, перпендикулярно к центральному лучу пучка, выходящего из объектива. Перемещением приемника: излучения с диафрагмой 7 вдоль пучка лучей устанавливают его в такое положение, при котором диаметр светового пятна на диафрагме будет точно вписываться в отверстие диафрагмы. По шкале измерительного прибора снимают отсчет

, пропорциональный потоку излучения, прошедшему через испытуемый объектив. Затем перекрывают пучок лучей непрозрачным экраном непосредственно за объективом коллиматора и по шкале измерительного прибора снимают отсчет , пропорциональный засветке приемника излучения посторонним светом.

Примечание. Если невозможно получить равные по площади освещенные поверхности приемника излучения с испытуемым объективом и без него, то необходимо приемник излучения встроить в фотометрический шар (положение приемника излучения относительно входного отверстия фотометрического шара должно быть таким. чтобы на его чувствительную площадку не попадал прямой поток излучения). Плоскость входного отверстия фотометрического шара должна быть установлена перпендикулярно центральному лучу пучка, входящего в шар.

Измерения повторить не менее пяти раз.

Обработка результатов измерений. Определяют средние арифметические значения отсчетов

, , , . Значение коэффициента светопропускания объектива вычисляют по формуле

, (11)

где

- поправки на нелинейность системы «приемник излучения - измерительный прибор» для отсчетов и соответственно.

Величина коэффициента светопропускания может быть выражена в процентах.

Абсолютная погрешность измерения коэффициента светопропускания по указанной методике не превышает ±0,02 при

0,1.

Примечание. При измерении коэффициента светопропускания может быть использован модулированный или немодулированный поток излучения. Модулятор должен обеспечивать 100%-ную модуляцию потока излучения.

7. Измерение коэффициента светорассеяния объектива

Принцип измерения. Измерение коэффициента светорассеяния основано на сравнении освещенности в изображении черного предмета и белого фона, на котором этот предмет находится [5].

Аппаратура. Установка для измерения коэффициента светорассеяния (рис.7) состоит из:

фотометрического шара;

источника света;

объектива коллиматора;

абсолютно черного тела;

фотоприемника;

измерительного прибора;

набора сменных пробок.

Фотометрический шар должен иметь диаметр в 12 - 20 раз превышающий диаметр входного отверстия испытуемого объектива. Внутренняя поверхность шара должна быть окрашена белой матовой краской с коэффициентом отражения, близким к единице.

Рис. 7. Схема установки для измерения светорассеяния объектива:

- абсолютно черное тело (колпак, оклеенный внутри черным бархатом);

- сменные пробки; 3 - фотометрический шар; 4 - объектив коллиматора;
5 - испытуемый объектив; 6 - ирисовая диафрагма; 7 - фотоприемник;

8 - осветительные лампы

Один из рецептов приготовления краски, рекомендуемый ВНИИМ, следующий:

1. Серно-бариевая соль - 1000 весовых частей;

2. Ацетон чистый - 1310 весовых частей;

3. Ацетил-целлюлоза (растворимая в ацетоне)-26 весовых частей;

Подробно технология окраски шара изложена в ГОСТ17616 -82, приложение 3.

Источником света, освещающим внутреннюю поверхность шара, являются лампы накаливания в количестве 2-6 шт. мощностью 50 Вт, помещенные в специальных гнездах за пределами освещаемой сферы. Неравномерность яркости внутренней поверхности шара допускается в пределах + 5%.

Питание ламп осуществляется от осветительной сети с применением стабилизации напряжения. Нестабильность отсчета по измерительному прибору не должна превышать ±1 %.

Объектив коллиматора типа ахромат должен быть просветлен и иметь фокусное расстояние, приблизительно равное диаметру шара, и световой диаметр, превышающий диаметр входного отверстия испытуемого объектива. Светорассеяние коллиматорного объектива должно быть минимальным.

Набор сменных пробок состоит из одной сплошной пробки и нескольких кольцевых с отверстиями разных размеров. Пробки должны быть окрашены: спереди белой матовой краской, с оборотной стороны и внутри отверстия - черной краской.

Приемник излучения должен иметь спектральную характеристику, максимально приближенную к спектральной характеристике фотокатода ЭОП, с которым предназначен работать испытуемый объектив.

Система «приемник излучения - измерительный прибор» должна быть проверена на линейность (см. приложение 3).

Класс точности измерительного прибора, регистрирующего сигнал приемника излучения, должен быть не ниже 1,5. При использовании цифровых измерительных приборов предел измерений следует выбрать так, чтобы значащими были не менее трех разрядов измерительного прибора.

Проведение измерений. Измерения проводятся в полностью затемненном помещении. Перед началом измерений проверяется чистота наружных линз коллиматорного и испытуемого объективов.

В отверстие шара перед черным колпаком вставляют пробку с отверстием, диаметр которого D определяют экспериментально следующим образом: находят диаметр черного предмета, дальнейшее уменьшение которого уже не приводит к увеличению коэффициента светорассеяния испытуемого объектива. Испытуемый объектив устанавливают соосно объективу коллиматора, возможно ближе к нему. Не менее, чем за 5 мин до снятия отсчета, на осветительные лампы через стабилизатор подается полное рабочее напряжение.

Диаметр d отверстия диафрагмы 6 перед приемником излучения вычисляют по формуле

,(12)

где D - диаметр отверстия пробки;

- фокусное расстояние испытуемого объектива; - фокусное расстояние объектива коллиматора. Кроме того, диаметр d должен быть меньше диаметра чувствительной площадки приемника излучения.

Приемник излучения с ограничительной диафрагмой устанавливают в плоскости образуемого испытуемым объективом изображения черного предмета. Показание измерительного прибора в этом случае пропорционально освещенности

в изображении черного предмета. Пробку с отверстием заменяют сплошной белой пробкой, окрашенной той же краской, что и внутренняя поверхность шара, и, не меняя положения испытуемого объектива и приемника излучения, берут второе показание измерительного прибора, пропорциональное освещенности в изображении белого фона. Указанные измерения повторяют 3-5 раз и находят средние арифметические значения , .

Заслонкой перекрывают световой пучок после объектива коллиматора и снимают «темновой» отсчет

.

Обработка результатов измерений. Значение коэффициента светорассеяния вычисляют по формуле

, (13)

где

- коэффициент светорассеяния объектива коллиматора; - поправки на нелинейность системы «приемник излучения - измерительный прибор» для отсчетов и соответственно (см. приложение 3).

При указании результатов измерений должен быть отмечен угловой размер черного предмета, с которым проводились измерения.

Относительная погрешность измерения коэффициента светорассеяния при сохранении неизменными условий измерений не превышает 5%.

ЛИТЕРАТУРА

1. Запрягаева Л.А., Свешникова И.С. Расчет и оптических систем. М. Логос, 2000. - 581 с.

2. Прикладная оптика под редакцией Дубовика А.С Машиностроение, 2002. - 470 с.

3. Справочник технолога-оптика под редакцией М.А. Окатова, Политехника Санкт-Петербург, 2004. - 679 с.