Угол α между нормалью к поверхности в точке падения узкого пучка лучей и отраженным пучком или угол 2α между падающим и отраженным пучками лучей можно измерить и другим методом.
Для этого между объективом коллиматора 4 и контролируемой поверхностью 6 устанавливается каретка 7, перемещающаяся перпендикулярно оси системы (рис. 27) при помощи электродвигателя 8 [10]. Датчик линейных перемещений 9 непрерывно выдает информацию о положении каретки в блок обработки информации 10. На каретке установлено два позиционно-чувствительных фотоприемника 11 и 12 на расстоянии d вдоль оптической оси. При перемещении каретки перпендикулярно оптической оси системы они как бы прочерчивают две измерительные плоскости. Приемные площадки развернуты в сторону контролируемой поверхности и фотоприемники будут воспринимать только отраженные пучки.
Рисунок 27
В момент совмещения энергетического центра узкого пучка лучей с линией раздела фотоприемников в блоке обработки информации фиксируется отсчет с датчика линейных перемещений. Как видно из рисунка, каждый фотоприемник дважды пересекает узкий пучок лучей. Следовательно, в блоке обработки информации будет зафиксировано четыре отсчета с датчика линейных перемещений. По этим отсчетам определяются расстояния между узкими пучками лучей b и с в двух измерительных плоскостях. По этим данным определяется угол между нормалью к контролируемой поверхности в точке падения пучка лучей и отраженным пучком
,
а по нему радиус контролируемой поверхности
.
Для оценки погрешности измерения определим радиус кривизны контролируемой поверхности при номинальных значениях всех входящих в формулу величин. Для этого примем d = 100 мм, с = 55 мм, b = 69 мм, r = 25 мм. Тогда
.
Исходя из реальных возможностей современной элементной базы, примем Δr = 0,002 мм, Δb = 0,002 мм. Δc = 0,002 мм и Δd = 0,002 мм и определим радиус кривизны контролируемой поверхности при максимальном влиянии погрешностей, т.е. когда b1 = b - Δb, c1 = с + Δс, r1 = r + Δr, d1 = d + Δd. Тогда получим
Погрешность измерения определится как ΔR = R - r1 =0,141 мм.
.
При измерении малых радиусов кривизны значения параметров примут величины равные r = 25 мм, d = 100 мм, b = 151 мм, с = 55 мм. Тогда
.
Примем те же погрешности определения отдельных параметров и получим
Откуда
ΔR = R - R1 = 0,00747 мм,
ΔR/R = 0,000129 = 0,0129%.
Из анализа видно, что погрешность измерения радиуса кривизны контролируемой поверхности на данном типе установки вполне удовлетворительна.