Спосіб вимірювання кутів за допомогою гоніометра

1 Спосіб вимірювання кутів за допомогою гоніометра, який полягає в тому, що контрольовану призму встановлюють на предметному столі гоніометра і виконують вимірювання м кутів, який відрізняється тим, що повертають призму на 180° навколо осі, яка проходить через нормаль до однієї з и граней, проводять вимірювання кутів призми в цьому положенні і знаходять середнє значення виміряних в двох положеннях кутів 2 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що додатково визначають різницю кутів, виміряних у початковому та перевернутому положеннях, порівнюють отриману різницю з припустимою похибкою вимірювання і за результатами порівняння роблять висновки про достовірність вимірювань Запропоноване технічне рішення відноситься до вимірювальної техніки, а саме до засобів вимірювання кутів Відомий спосіб вимірювання кутів за допомогою гоніометрів, який складається в тому, що контрольовану призму встановлюють на предметному столі гоніометра, послідовно виконують наведення за допомогою автоколіматора на кожну з граней призми і в момент наведення проводять ВІДЛІК кутів по лімбу або датчику кута (див , наприклад, книгу Афанасьев В А , Оптические измерения М «Недра», 1968, с A3) Але такий спосіб не завжди задовольняє вимогам, що пред'являються до високоточних вимірювань Відомий також спосіб вимірювання кутів за допомогою гоніометрів, який складається в тому, що контрольовану призму послідовно встановлюють на предметному столі гоніометра зі зсувом на її кутовий крок, в кожному з положень виконують вимірювання всіх и кутів, а потім обчислюють середнє значення кожного з кутів, виміряних в різних положеннях на предметному столі (див ГОСТ 8 266-77 Гоніометри Методи та засоби повірки Вид-во стандартів, 1978, с 10, 11) Цей спосіб відомий як спосіб калібровки Він прийнятий за прототип Прототип дозволяє підвищити точність вимірювань, однак займає багато часу В основу запропонованого технічного рішення поставлена задача підвищення точності та достовірності вимірювання кутів при відносно невеликих затратах часу Поставлена задача вирішується тим, що в способі вимірювання кутів, який складається в тому, що контрольовану призму встановлюють на предметному столі гоніометра і виконують вимірювання її кутів, новим є те, що призму повертають на 180° навколо осі, яка проходить через нормаль до однієї з II граней, проводять вимірювання кутів призми в цьому положенні і знаходять середнє значення виміряних в двох положеннях кутів Крім того, додатково визначають різницю кутів, виміряних в початковому та перевернутому положеннях, порівнюють отриману різницю з припустимою похибкою вимірювань і за результатами порівняння роблять висновки щодо достовірності вимірювань Підвищення точності вимірювань досягається завдяки тому, що при вимірюваннях в початковому та перевернутому положеннях змінюється також похибка, що додається до кожного з виміряних кутів Обчислення середнього значення кутів двох вимірювань дозволяє зменшити похибку вимірювань Підвищення достовірності вимірювань досягається за рахунок того, що різниця кутів, виміряних в початковому та перевернутому положеннях несе інформацію про похибку вимірювання Пропоноване технічне рішення проілюстрова СО Ю 53171 не кресленнями На фіг 1-4 показана багатогранна призма, яка встановлена на предметному столі гоніометра На фіг 5 наведена похибка вимірювання кутів Контрольована багатогранна призма 9 з гранями 1, 2, 3 8 встановлена посадковою поверхнею А на предметному столі 10 гоніометра 11, який в свою чергу містить автоколіматор 12 Площина Б контрольованої призми - площина, протилежна до посадкової Сутність способу полягає в наступному Контрольовану багатогранну призму 9 встановлюють на предметному столі 10 гоніометра 11 посадковою поверхнею А донизу (фіг 1, 3) і виконують вимірювання всіх и кутів Фі1 - ФіО + фіс1 + Фі;1 (1) де і - номер кута призми, Фю - дійсне значення вимірюваних кутів, Фюі - систематична складова похибки, ФІІ=І - випадкова складова похибки Після вимірювання кутів в першому положенні призму на предметному столі гоніометра перевертають таким чином, що посадкова поверхня А стає зверху, а протилежна до неї поверхня Б стає посадковою (фіг 2) При цьому при виді зверху змінюється напрямок нумерації граней призми відносно предметного столу гоніометра (фіг 4) Перша грань займає попереднє положення на предметному столі, друга грань стала займати положення, яке раніше займала грань 8, грань 3 - положення, що раніше займала грань 7 і ті В цьому положенні також виконують вимірювання всіх кутів призми Фі2 = ФЮ + Фю2 + Фі;2 (2) Де фіс2, ФІІ;І - систематична та випадкова складові похибки вимірювань ВІДПОВІДНО Систематична складова похибки вимірювання кутів деяких типів гоніометрів представляє собою періодичну криву, близьку до синусоїди (фіг 5а) Для такого характеру похибки при змінюванні положення призми на предметному столі (для перевернутої призми) змінюється знак систематичної складової похибки Фю2 = - Фю1 (3) Обчислюючи, з урахуванням (3), середні значення кутів, виміряних у двох положеннях, отримують Фі Фю + Таким чином запропонований спосіб в розглянутому випадку дозволяє виключити систематичну складову похибки, а значить, підвищити точність вимірювань Крім того, використовуючи додаткову операцію, представляється можливим оцінювати достовірність вимірювань Дійсно, обчислюючи різницю, отримуємо Дф| =ф|1 - ф|2 =(фіс1 - Фі02) + (Фіі;1 " Фіі;2) Таким чином запропонований спосіб дозволяє підвищити точність та достовірність вимірювань Реалізація цього способу не потребує ніяких змін в конструкції гоніометра Е Фіг.1 (5) Різниця &