Автоколлиматор

Автоколлима́тор — юстировочный прибор, разновидность коллиматора, измерительный прибор для измерения малых углов.

Существуют автоколлиматоры с электронными устройствами и с визуальным отсчётом.

Принцип действия

Оптическая схема автоколлиматора

В состав автоколлиматора входит источник света, объектив и светоделительное зеркало. Пучок света от источника попадает на полупрозрачное светоделительное зеркало и далее отражённый пучок подаётся через объектив на плоское зеркало, закреплённое на контролируемом объекте, отражается от него проходит через объектив и светоделительное зеркало второй раз и попадает на фотодетектор в электронных коллиматорах или в окуляр для визуального наблюдения в обычных автоколлиматорах

На детекторе объективом сфокусирован в маленькое пятно точечный источник света. Если объект вместе с зеркалом наклоняется на угол ${\displaystyle \alpha }$, то пятно смещается на расстояние ${\displaystyle d}$. При этом ${\displaystyle \alpha }$ и ${\displaystyle d}$ и фокусное расстояние объектива ${\displaystyle f}$ связаны соотношением:

${\displaystyle \alpha =\operatorname {arctg} \left({\frac {d}{2f}}\right)\approx {\frac {d}{2f}},}$

так для малых углов ${\displaystyle \operatorname {tg} \alpha \approx \alpha .}$

Светоделительное зеркало применяется, чтобы источник света не затенял на детекторе отражение от зеркала, закреплённого на объекте.

В качестве фотодетектора используются фотоприёмные матрицы, например ПЗС.

В случае визуальных приборов в фокусе окуляра помещается прозрачная шкала по которой регистрируется смещение изображения точечного источника.

Применение

Автоколлиматор применяют при контроле плоскопараллельности и клиновидности стёкол и светофильтров, углов призм, контроля формы линз и для измерения погрешностей компенсаторов в геодезических и прочих оптических приборах. В сочетании с плоским зеркалом или многогранной призмой автоколлиматор можно использовать для контроля прямолинейности направляющих, плоскостности разметочных плит, взаимного углового расположения осей и плоскостей изделий в устройстве и т. д. Для решения задач, связанных с угловыми измерениями, используются одно- и двухкоординатные автоколлиматоры. Для одновременного контроля поворотов объекта как на коллимационные углы, так и на угол скручивания эффективны трехкоординатные оптико-электронные автоколлимационные системы^[1], использующие тетраэдрические отражатели.

Современные цифровые автоколлиматоры требуют усложненного программного обеспечения^[2].

Ссылки

• Принцип работы автоколлиматора (англ.)