第四章 校正用的基本光学工具

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用途：用来检验有调焦结构的瞄准镜管在 调焦时瞄准的稳定性。检调管中的精密刻 度分划板可用来测量带有平板玻璃测微器 的精密水准仪和工具经纬仪等仪器测微器 的测微精度 ，其刻线宽度为0.01毫米，格 值为0.1毫米，任意刻线到零线的误差在 0.001毫米以内。
二、检调管的校正
为保证检调管瞄准轴在调焦过程中的稳定性， 用一个调焦直线精度很高的高精度经纬仪来校 正检调管。
2）要求出射光束的两边缘 光线所成的夹角不大于某 一角度值ε，ε称为视差角。
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2、平行光束的稳定性
平行光束的稳定性是指平行光管经校正后，在 使用过程中ε或L的变化程度。
在一定的相对孔径条件下，平行光管物镜焦距 越长，所获得的平行光束就越稳定。
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三、平行光管的调校 平行光管的调校，指的是将分划板的刻划
面精确地安放在物镜焦平面上的装校过程。 （一）、自准直法 （二）、五棱镜法 （三）、可调前置镜法
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（一）、自准直法
定义：是指使位于分划板面上的发光物（一般是指被照明， 而不是自发光）发出的光线经物镜出射后，由反射面反射回 来，并且又成象在分划面上的方法。
1、自准直法的调校原理如下图所示。
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§ 4.3望远镜
一、原理
远方物体经物镜成象在分划板上，通过目镜进行观察。
特性参数：
放大率： 衍射分辨率： 视角分辨率：望远镜必须能把物镜所能分辨的物体，放大到能为人眼所分辨。当望
远镜的像方分辨角是60“时，相应的物方分辨角称为望远镜的视角分辨率，即
当望远镜的衍射分辨率与其视角分辨率相协调时，可得：
随时提供一束平行光或一个无限远的目标。 是一种最基本的检验装校仪器。
广泛用于仪器的调试，光学特性参数的测量和象质评价。
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二、对平行光管的要求
通常对平行光管有以下两 个方面的要求：
1、光束的平行性 对不 同使用条件的平行光管提 出光束不平行度的要求， 这一要求可用两种方式来 表达：
1）要求平行光管出射光锥 的顶点至平行光管物镜象 方主面的距离不小于某一 数值L；
原理：小十字线与分划板上方的大十字线对称，其对称 中心位一物镜光轴上。所以自准像与大十字线重合时， 平面反射镜与望远镜的瞄准轴垂直。
特点：这类自准直望远镜的优点为暗背景亮线，因此自 准象的亮度大，衬度好。其主要缺点是失调，而且视场 被照明棱镜挡去一部分，故测量范围小。也由于亮十字 线中心偏离物镜光轴，因此，当反射镜距离物镜太远时， 如物镜口径不大，就找不到自准象，因此使用距离受到 限制。
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§ 4.4自准直望远镜
一、原理和用途
原理：在望远系统中加入照明分划板装置就构成了自准直望远 镜。它由物镜、分划板和目镜组成望远系统，被照明的分划板 与物镜构成平行光管。
当自准直像与分划板十字线完全重合时，则平面反射镜垂直于 望远镜的瞄准轴。因此可用来对某一被测表面进行准直。
AHale Waihona Puke 14二、常见类型 1、阿贝型自准直望远镜
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自准直法调校平行光管
、标准平面反射镜 、平行光管物镜 、平行光管的分划板
、自准直目镜的透镜 、析光镜 6、光源
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（二）、五棱镜法
1、结构原理 五棱镜法是利
用五棱镜将入 射光线转折 90°后出射 的特性。
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（三）、可调前置镜法
1、测量原理 带伸缩筒的望远镜，目镜和分划板可以一起随伸缩筒沿
第四章 校正用的基本光学工具
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第四章 校正用的基本光学工具
§ 4.1平行光管 § 4.2检调管 § 4.3望远镜 § 4.4自准直望远镜 § 4.5读数显微镜 § 4.6象限仪和水准仪
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§ 4.1平行光管
一、平行光管的作用和构造原理 平行光管结构原理：
毛玻璃 分划板
物镜
光源
作用：
满足上式的望远镜放大率称为有效放大率。在装校过程中，如果仅满足人眼分辨率 60”，人眼很容易疲劳，因此一般都放宽到2’～3’，也就是把有效分辨率增大2～3 倍。作为校正望远系统用的前置镜，由于受被校望远系统出瞳直径的限制，所以前 置镜放大率～般为4‘～6“。
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二、望远镜的类型
1、单目望远镜 一般都是直管式，高倍的还具有移动伸缩筒的调焦机构。
2、方管前置镜 一种特殊的单目望远镜。镜管截面为正方形，所有相邻两平面都 彼此严格平行。
3、双筒前置镜 由两个参数相同、瞄准轴互相平行的单目前置镜组成。
三、望远镜的校正
单目望远镜的视差可以用远物法来消除，对于长焦距、大口径的 望远镜也可以用五棱镜法来消除；对于双管前置镜来说，还要校 正两镜管的瞄准轴之间的平行性，校正方法可用自然远物，也可 用仪器来校正。
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2、高斯型自准直望远镜
由图可以看到，从光源发出的光能只有一部分被析光 镜5反射，通过物镜后经平面反射镜6反射回来的光束 也只有一部分通过析光镜。因此高斯型自准直望远镜 光能损失大。同时由于亮背景，暗十字线，成象衬度 差。这类自准直望远镜的主要优点是不失调，其次视 场虽暗，但整个视场都能利用，使用距离不限(当然要 考虑到反射回来的光能大小)。
光轴相对物镜移动，以便于瞄准空间一定范围的物（象）。 2、调校装置如下图所示
指标
、 被 校 平 行 光 管 2、 可 调 前 置 镜 3、 伸 缩 筒
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§ 4.2检调管
一、原理和用途
原理：检调管是一个分划板可相对于 物镜从物镜象方焦面位置向物镜作轴 向移动的光管。它由物镜、带精密刻 度的分划板、移动分划板和照明器组 成。 移动分划板可沿轴各移动，因此可建 立一系列的分划板像。 调焦特点：调焦时分划板中心标志始 终位于轴上，即瞄准轴方向不变。因 此可用来检验有调焦结构的瞄准镜管 在调焦时瞄准轴的稳定性。
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3、双分划板型自准直望远镜
双分划板型自准直望远镜的光学原理如图4—12所示。 两块分划板2和7的刻线面都分别位在物镜焦面上，十 字线中心都位在物镜光轴上。使用中分划板7的自准象 能落在分划板2上。
这类内准直望远镜兼有上述两种自准直望远镜优点和缺 点。
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4、光电自准直仪
光电自准直仪用光电接收器来代替人眼瞄准，瞄准精度 高。图4-13为光电自准直仪的原理示意图。可以看出， 件1～6组成前面提到的双分划板型自准直望远镜，件 8～13是一组光电转换装置，两者结合起来就构成光电 自准直仪。