Autocolimador:principio de funcionamiento, tipos, diagrama, ventajas

Imagine, en primer lugar, una lente convergente con una fuente puntual de luz O en su foco principal, como en la figura (a). Cuando un haz de luz incide sobre una superficie reflectante plana, una parte del haz se absorbe y la otra parte se refleja. Si el ángulo de incidencia es cero, es decir, los rayos incidentes caen perpendiculares a la superficie reflectante, los rayos reflejados vuelven sobre el camino original como en la Figura (a).

Cuando la superficie se inclina en cualquier otro ángulo, el ángulo total a través del cual se desvía la luz es el doble del ángulo a través del cual se inclina el espejo, y se enfoca en el mismo plano que la fuente de luz pero a un lado. , como en la Figura (b). Obviamente,

OO' =20f=x (decir), donde f es la distancia focal de la lente

Así, midiendo la distancia lineal QO'(x), se puede determinar la inclinación de la superficie reflectante o.

La posición de la imagen final no depende de la distancia del reflector a la lente. Es decir, la separación x es independiente de la posición del reflector de la lente. Sin embargo, si el reflector se mueve demasiado tiempo, el rayo reflejado no alcanzará la lente y no se formará ninguna imagen.

En la práctica, la superficie de trabajo cuya inclinación se desea obtener forma la superficie reflectante y el desplazamiento x se mide con un microscopio de precisión que se calibra directamente a los valores de inclinación Θ.

Funcionamiento del Autocolimador

En los autocolimadores, la superficie reflectante es la superficie cuya inclinación se va a medir con este dispositivo. Se utiliza un microscopio micrométrico para medir la distancia entre la fuente de luz y el rayo reflejado en el plano focal.

Primero, la fuente de luz se ilumina y los rayos de la línea de luz se extraen de los puntos de intersección de la gratitud del objetivo de la línea cruzada, que se coloca en el plano focal de la lente del objetivo.

Después de eso, un rayo de luz alcanza el divisor de haz y el haz de rayos v es la puerta que dirigirá los rayos de luz hacia la lente del objetivo.

La lente del objetivo paralelizará los rayos de luz y los rayos de luz se moverán hacia el reflector.

Ahora puede haber dos casos:

Caso 1:El reflector es perpendicular al rayo de luz.

Cuando los rayos de luz paralelos alcanzan un reflector, ese reflector es perpendicular a los rayos de luz, los rayos de luz se reflejan de regreso a sus caminos originales.
Estos rayos de luz luego se enfocan en el plano de la retícula de destino en la intersección de las líneas cruzadas de la retícula.
Debido a que parte de la luz reflejada pasa directamente a través del divisor de haz, la imagen de retorno de la línea cruzada del objetivo es visible a través del ocular, lo que permite que el telescopio funcione como si estuviera enfocado en el infinito.

Caso 2:El reflector está inclinado en algún ángulo.

Si el reflector está inclinado en ángulo, los rayos de luz paralelos se reflejan en un ángulo dos veces el ángulo de inclinación.
Después de la reflexión, los rayos de luz se enfocan en el plano de la retícula de destino, pero se desplazan linealmente desde la intersección de las líneas transversales en una distancia de 2 * (ángulo de inclinación) *. (distancia focal de la lente del objetivo).
Dependiendo de si se usa un autocolimador visual o digital, el desplazamiento lineal de la imagen de la retícula se mide usando una retícula ocular y un microscopio micrométrico o un sistema detector electrónico.

La mayoría de los autocolimadores están calibrados para que no sea necesario convertir la distancia medida en el ángulo de inclinación. Esto se convierte en el autocolimador, y el ángulo de inclinación se puede leer directamente allí.

La distancia focal y la apertura efectiva de un autocolimador son los factores que determinan su sensibilidad básica y rango de medición angular.

Tipos de Autocolimador

Existen principalmente dos tipos de Autocolimador:

1. Autocolimador Visual

En el autocolimador visual, el ángulo de inclinación de la superficie reflectante se mide observando una escala graduada a través de un ocular. A medida que aumenta la distancia focal del autocolimador visual, aumenta la resolución angular y disminuye el campo de visión.

2. Autocolimador digital

En el autocolimador digital, se proporciona el ajuste del micrómetro para la configuración, pero la coincidencia de la retícula de configuración y la imagen objetivo se detecta fotoeléctricamente.
Este autocolimador se utiliza en el laboratorio. Tiene una precisión muy alta, proporciona mediciones en tiempo real y es muy fácil de usar.

A. Autocolimador electrónico

El autocolimador electrónico es un dispositivo de medición de ángulos de alta precisión y alta gama que no incluye un ocular óptico. Este dispositivo puede medir pequeñas desviaciones angulares con una precisión de fracciones de segundo de arco. La medición con un autocolimador electrónico es rápida, sencilla y precisa, y suele ser el método menos costoso.

Estos dispositivos altamente sensibles se utilizan ampliamente en talleres, salas de herramientas, departamentos de inspección y laboratorios de control de calidad de todo el mundo para calcular pequeños desplazamientos angulares, cuadratura, torsión y paralelismo con extrema precisión.

B. Autocolimador láser

Hoy, con el advenimiento de la nueva tecnología, el equipo de autocolimación ahora se puede mejorar para permitir mediciones directas de rayos láser reflejados. Esta característica única en su tipo permite la alineación de lentes, espejos y láseres, todo al mismo tiempo.

Esta fusión tecnológica de la tecnología de autocolimación centenaria y la tecnología láser reciente da como resultado un instrumento muy versátil capaz de medir la interalineación entre múltiples líneas de visión, el láser en relación con la línea de referencia mecánica, la alineación de diferentes orificios y cavidades, la medición de múltiples rodillos paralelismo en industrias rodantes, ángulo de divergencia láser y estabilidad espacial.

C. Autocolimador híbrido

Hace varias décadas se inventó un autocolimador como instrumento óptico para mediciones precisas de ángulos sin contacto. Desde sus inicios, se ha utilizado ampliamente en la alineación de ángulos y elementos ópticos. Los avances recientes en la fotónica han requerido la alineación y la medición de la óptica y el láser, que aborda la nueva tecnología híbrida.

Además, al enfocarse en el área a estudiar y realizar la alineación y las desviaciones de las mediciones de alineación en micrones, la moderna tecnología de enfoque motorizado agrega una nueva dimensión de medición. Este equipo óptico híbrido multifunción y multiproceso se utilizará para medir sistemas altamente integrados durante el montaje, así como durante las pruebas y exámenes finales.

Las tecnologías híbridas pueden satisfacer las necesidades de una amplia gama de tecnologías, como la alineación láser, la caracterización espacial y el perfilado de haces de múltiples emisores individuales. Este procedimiento de análisis genera patrones de resolución espacial dependientes del ángulo de las fuentes de luz en relación con un plano de referencia mecánico, que es una solución excelente para probar con precisión y rapidez los láseres VCSEL.

Aplicaciones del Autocolimador

1. Pruebas directas de correderas de máquinas herramienta.
2. Midiendo ángulos muy pequeños.
3. Comprobación de similitudes.
4. Comprobando la base de la columna.
5. Comprobación de la planitud de las placas de la cama y las mesas de superficie.
6. Medición de desplazamiento muy pequeño.
7. Comprobación de desplazamientos lineales más pequeños.

Ventajas del Autocolimador

• Tiene una precisión muy alta.
• Puede medir una amplia gama de ángulos.
• Es muy fácil de instalar y operar.
• Calibración que supera los estándares internacionales.
• Se puede usar para ver el resultado de forma visual o electrónica, es decir, en la pantalla de la computadora.
• Una amplia gama de accesorios y niveles disponibles.

Desventajas del Autocolimador

• Se requiere mantenimiento con regularidad.
• Toma mucho tiempo.
• Requiere el corte y procesamiento de la muestra para su rastreo por parte del detector.

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Preguntas frecuentes

¿Qué es el método de autocolimación?

En la autocolimación, un haz colimado (de rayos de luz paralelos) sale de un sistema óptico y se refleja nuevamente en él mediante un espejo plano. Se utiliza para determinar los ángulos de inclinación menores del espejo.

¿Quién inventó el autocolimador?

La primera Nikon autocolimador construido en 1942

En 1942, Nikon (entonces conocida como Nippon Kogaku K.K.) completó el trabajo en un autocolimador que daba lecturas con una precisión de un minuto de arco.