بررسی و تحلیل اتوکالیماتور

اتوکالیماتور (Auto Collimator ) یک ابزار نوری دقیق می باشد که تغییرات کوچک زاویه را در موقعیت سطح واحد منعکس کننده نسبت به یک موقعیت مرجع اندازه گیری می کند. این تغییرات زاویه به کمک روابط ریاضی می تواند به مقادیر خطی تبدیل شود. این اندازه گیری در رنج وسیعی از کاربردها نظیر تعیین تختی، مستقیمی، عمود بودن، همراستایی، توازی و ارتباطهای زاویه ای بکار می رود.

شکل ۱ این ابزار را همراه با واحد منعکس کننده نشان میدهد. شکل ۲ آرایش نوری دستگاه را نشان می دهد.

دستگاه اتوکالیماتور – شکل ۱

شماتیک سیستم نوری اتوکالیماتور – شکل ۲

در این ابزار یک جفت سیم در صفحه کانونی عدسی موازی کننده نور از پشت نور پردازی می شوند و تصویر آن به یک صفحه منعکس کننده (Reflector) برخورد می کند و انعکاس آن در صفحه سیم های اصلی متمرکز می شود. سیمها و تصویرشان به طور همزمان در یک چشمی دیده می شوند. این چشمی همچنین شامل یک جفت خط قابل تنظیم (Setting Wires) و یک مقیاس می باشد. خطهای تنظیمی توسط یک میکرومتر تنظیم می شوند تا تصویر سیم را در بر گیرند. مقیاس در نزدیکترین درجه بندی خوانده می شود. فواصل درجه بندی مقیاس ۰/۵  دقیقه می باشد و درام میکرومتر که در هر دور خطهای تنظیمی را ۰/۵ دقیقه جلو می برد به ۶۰ قسمت مساوی تقسیم شده است.

بنابراین کوچکترین تقسیم بندی درام میکرومتر ۰/۵ ثانیه خواهد بود. با نصب دقیق و محکم این ابزار قرائت ۰/۲ ثانیه نیز امکان پذیر می باشد. رنج قرائت ابزار ۱۰ دقیقه در طول ۱۰ متر می باشد. شکلهای ۳ و ۴ اندازه گیری مستقیمی و تختی را توسط این ابزار نشان میدهد. برای اندازه گیری هر دو ویژگی عملیات متشابهی بکار می رود در ادامه اندازه گیری مستقیمی تشریح می گردد.

اندازه گیری مستقیمی توسط اتوکالیماتور – شکل ۳

اندازه گیری تختی توسط اتوکالیماتور – شکل ۴

نحوه ی کار و اندازه گیری با اتوکالیماتور

مطابق شکل ۴، بعد از تمیز کردن سطح مورد آزمایش از یک خط کش استفاده می کنیم که همراستای خطی که باید تست گردد قرار می گیرد و همانند یک راهنما برای هدایت واحد منعکس کننده به کار میرود. گام پایه های واحد منعکس شده را اندازه گیری کرده و با همین فرضیه طول سطح را علامتگذاری می کنیم سپس واحد منعکس کننده را روی سطح گذاشته و آن را با خط کش تماس میدهیم. پایه اتوکالیماتور را تمیز کرده و در انتهای سطح در راستای منعکس کننده و عمود بر سطح آن قرار میدهیم. اتوکالیماتور را روشن کرده با چرخاندن لوله آن میکرومتر را در راستای عمودی قرار میدهیم.

با نگاه کردن در میکروسکوپ آن و تنظیم چشمی خطهای تنظیمی را فکوس می کنیم. منعکس کننده را به کالیماتور نزدیک می کنیم تا خطهای تنظیمی تصویر سیمها را در برگیرد. منعکس کننده را در طول سطح حرکت داده و با علامتها منطبق می کنیم در همین حال منعکس کننده باید با خط کش تماس داشته باشد. سپس درون میکروسکوپ را نگاه کرده و میکرومتر را خوانده و یادداشت می کنیم.

سپس آخرین قدم را برای طول باقیمانده تکرار می کنیم. مقادیر خطای یادداشت شده را در جدولی مرقوم کرده و در ستونی مقادیر زاویه را به مقادیر خطی تبدیل می کنیم. در ستون دیگر جمع خطاها را با اضافه کردن مقادیر قبلی با ستون قبلی می نویسیم. منحنی خطاهای جمع شده را در مقابل طول سطح رسم می کنیم یک خط از اولین و آخرین نقطه ترسیم کرده و خطاها را عمود بر خط ترسیم شده که خط مرجع می باشد اندازه می گیریم.

مقادیر به دست آمده از یک خط راست مثبت یا منفی می باشند و در نهایت منحنی سطح را رسم می کنیم که خطاهای عمود به صفحه واقعی سطح را نشان می دهند. در شکل ۵ از یک چند ضلعی دقیق به عنوان سطح منعکس کننده استفاده شده و توسط آن زوایای ایجاد شده توسط دستگاه اندازه گیری می شود. شکل ۶ آزمون عمود بودن راهنماهای ماشین را توسط اتوکالیماتور نشان می دهد.

کاربرد اتوکالیماتور جهت آزمون زاویه – شکل ۵

کاربرد اتوکالیماتور جهت آزمون عمود بودن راهنماهای ماشین – شکل ۶