Оптический микрометр

Все отсчетные устройства позволяют отсчитывать на одном конце диаметра лимба, т.е. не исключают влияние эксцентриситета.

При высокоточных измерениях для исключения влияния эксцентриситета алидады (лимба) отсчитывание производится по двум отсчетным устройствам, расположенным на диаметрально противоположных частях лимба, что вынуждает наблюдателя перемещаться вокруг прибора. Принцип совмещенного отсчитывания позволяет получить отсчет, свободный от эксцентриситета, по одному отсчетному микроскопу. Сущность этого принципа состоит в следующем. С помощью «оптического мостика» рядом с основными штрихами лимба строят прямое (незеркальное) изображение штрихов противоположной части лимба. Затем с помощью оптической системы изображение этих двух частей лимба передается в поле зрения отсчетного микроскопа (два левых окошка на рисунке ниже). При этом младшие штрихи лимба расположатся симметрично относительно мнимого отсчетного индекса (на рисунке его нет) на расстояниях Δ₁ и Δ₂ от него, не превышающих цену деления лимба λ. То есть Δ₁ и Δ₂ представляют собой дробные части деления лимба. Тогда отсчет по лимбу можно записать как:

Если лимб имеет эксцентриситет, то Δ₁ ≠ Δ₂, но арифметическое среднее из этих величин свободно от влияния эксцентриситета.

В отличие от предыдущих типов микроскопов в микроскопе–микрометре дробная часть деления лимба не оценивается на глаз и не отсчитывается, а измеряется. С этой целью на пути лучей, проектирующих изображение двух частей лимба в поле зрения микроскопа, устанавливают подвижные оптические детали: плоскопараллельные пластинки, оптические клинья, линзы. Эти детали могут перемещаться в различных направлениях либо поворачиваться вокруг определенных осей под действием специального механизма, снабженного барабанчиком вращения. При перемещении или повороте оптических деталей под действием барабанчика изображения штрихов диаметрально противоположных частей лимба в поле зрения микроскопа будут либо сходиться, либо расходиться в противоположные стороны. Величину смещения штрихов можно отсчитать по шкале, нанесенной на барабанчике. Полный оборот барабанчика от нулевого до последнего деления его шкалы соответствует смещению двух изображений штрихов лимба ровно на одно деление лимба. Поэтому цена деления шкалы микрометра равна:

где n – количество делений на барабанчике.

Отсчитывание по лимбам производится в таком порядке. В центральном окне поля зрения отсчетного микроскопа находятся изображения диаметрально противоположных бинарных (двойных) штрихов лимба, разграниченные разделительной линией, в верхнем окне – цифры градусов, ниже – шесть цифр (от 0 до 5), указывающих десятки минут, в правом окне – шкала микрометра. Левый ряд цифр шкалы микрометра соответствует единицам минут, правый ряд цифр – десяткам секунд, а каждое деление шкалы – одной секунде.

Перед отсчитыванием, вращая барабанчик микрометра, тщательно совмещают средние линии верхнего и нижнего изображений бинарных штрихов лимба горизонтального (или вертикального) круга. После этого записывают показания шкал. Если в верхнем окне видны два градусных числа, то рабочим является число, находящееся в пределах цифр десятков минут. Цифра, расположенная под серединой числа градусов, показывает количество десятков минут. К ним нужно прибавить единицы минуты (левый ряд цифр), десятки секунды (правый ряд цифр) и единицы секунды со шкалы микрометра.