3.3.5. Измерительные микроскопы

Для точных измерений линейных размеров и углов разнообразных деталей в прямоугольных и полярных координатах применяются измерительные микроскопы. К ним относятся: инструментальный и большой инструментальный микроскоп для измерений размеров и углов фасонных изделий; универсальный измерительный микроскоп для тех же измерений, но обладающий большей универсальностью; двойной микроскоп системы В.П. Линника для измерения шероховатости поверхности (методом светового сечения); интерференционный микроскоп системы В.П. Линника – также для измерения шероховатости поверхности (интерференционным методом).

Рис. 13. Упрощенная оптическая схема микроскопа

Инструментальный и универсальный микроскопы относятся к оптико-механическим приборам. В основу принципа их действия положена классическая схема микроскопа, состоящая из объектива и окуляра (рис. 13): предмет АБ, рассматриваемый через микроскоп, освещенный источником света S через конденсатор К, помещается между передними главным F и двойным 2F фокусами объектива; действительное изображение предмета А₁Б₁ (обратное, увеличенное объективом) располагается между окуляром (ОК) и объективом (ОБ), а глаз наблюдателя через окуляр ОК видит мнимое, обратное и еще раз увеличенное этим окуляром изображение предмета А₂Б₂. В плоскости действительного изображения А₁Б₁ располагается стеклянная пластинка (экран Э) со шкалой (сеткой) или маркой. С целью получения прямого изображения между экраном Э и объективом на пути светового потока устанавливается оборачивающая призма (на рисунке не показана). С помощью сменных объективов, в которых объединены окуляр и экран с сеткой, можно получить общее увеличение микроскопа 10^, 15^, 30^, 50^.

Кроме оптической части, измерительные микроскопы имеют основание, на котором размещается вертикальная колонка, предметный столик или каретки, микрометрические устройства, шкалы, осветительное устройство. Вдоль вертикальной колонки с помощью механизма фокусировки может перемещаться вся оптическая система. Микрометрические устройства осуществляют независимое перемещение предметного столика инструментальных микроскопов в продольном и поперечном направлениях относительно основания микроскопа (или угловой поворот столика относительно его центра). Вместе с предметным столиком может перемещаться измеряемое изделие относительно объектива микроскопа.

В универсальных микроскопах, в отличие от инструментальных, микрометрические устройства осуществляют независимые перемещения продольной и поперечной кареток вместе со шкалами (отсчет по шкалам производится при помощи двух дополнительных отсчетных микроскопов). На продольной каретке устанавливаются две центровые бабки, стол и другие приспособления для закрепления измеряемых изделий; на поперечной – жестко укреплена вертикальная колонка с оптической частью. Процесс линейных измерений на микроскопах заключается в следующем. После установки измеряемого изделия, с помощью поворота окуляра устанавливают на резкость штриховую сетку (марку) окулярной головки, затем механизмом фокусировки наводят на резкость видимое изображение изделия (вводят его в плоскость штриховой сетки). Если необходимо измерить расстояние между двумя точками, то визируют поочередно (перемещением стола с изделием или оптической системы) на эти точки одну из рисок штриховой сетки (марки) окулярной головки и при каждом визировании записывают координаты стола, а затем вычисляют расстояние между точками. Пределы измерения на инструментальных микроскопах в продольном направлении 0…150 мм, в поперечном – 0…50 мм. Цена деления отсчетного устройства 0,005 мм. Пределы измерения на универсальных микроскопах в продольном направлении 0…200 мм, в поперечном – 0…100 мм. Цена деления отсчетного устройства 0,001 мм. Промышленность выпускает несколько моделей инструментальных и универсальных измерительных микроскопов.

На универсальном измерительном микроскопе УИМ-23 бесконтактным способом можно измерять диаметры цилиндров до 200 мм, диаметры отверстий от 0,2 до 50 мм, расстояния между центрами отверстий, их расположение в прямоугольных и полярных координатах, все элементы резьб, углы и радиусы шаблонов, элементы зубчатых колес и др. В микроскопе применены оптические системы, проектирующие изображение измеряемого изделия на экран, изображение шкал продольного и поперечного хода на экраны, расположенные перед наблюдателем. К прибору прилагается большое количество приспособлений, расширяющих область применения прибора.