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 $\alpha$, то пятно смещается на расстояние $d$. При этом $\alpha$ и $d$ и фокусное расстояние объектива $f$ связаны соотношением:

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

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

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, использующие тетраэдрические отражатели.

Современные цифровые автоколлиматоры требуют усложненного программного обеспечения.

Ссылки

• Принцип работы автоколлиматора (англ.)