Autokolimator Dijelaskan: Prinsip, Jenis, dan Manfaat Utama
Dalam artikel ini kita akan mempelajari Autokolimator, apa kegunaannya, prinsip kerjanya, bagaimana cara kerjanya, berbagai jenis autokolimator, dan keuntungan serta kerugiannya.
Apakah Itu Autokolimator?
Autokolimator atau autokolimasi adalah instrumen optik yang digunakan untuk pengukuran selisih sudut kecil, perubahan atau defleksi. Ini juga digunakan untuk menentukan ketidaksamaan, kekuatan permukaan, penyelarasan, dll.
Autokolimator adalah perangkat yang menggunakan optik untuk mengukur variasi sudut kecil. Perangkat ini sangat sensitif terhadap perubahan sudut yang sangat kecil dan dapat mengukur deviasi sudut dengan akurat. Ini pada dasarnya adalah kombinasi kolimator dan teleskop tak hingga. Autokolimator digunakan untuk menyelaraskan berbagai komponen sistem dan mengukur defleksi mekanis atau optik mereka.
Bagian Autokolimator
Sumber cahaya
Permukaan reflektor
Lensa divergen
Splitter sinar
Target graticule
Mikroskop mikrometer
1. Sumber Cahaya
Sumber cahaya digunakan untuk menghasilkan sinar cahaya sehingga mencapai reflektor.
2. Permukaan Reflektor
Ini adalah permukaan yang berfungsi sebagai benda kerja untuk autokolimator. Sudut kemiringan permukaan reflektor ini harus diukur menggunakan autokolimator. Ini memantulkan sinar cahaya paralel yang melewati lensa objektif.
3. Lensa Divergen
Lensa divergen, juga dikenal sebagai lensa objektif, digunakan untuk memarallelkan sinar cahaya yang melalui splitter sinar sehingga mencapai reflektor secara paralel.
4. Splitter Sinar
Splitter sinar digunakan untuk memisahkan sinar cahaya dan mengarahkannya ke lensa objektif.
5. Target Graticule
Sinar cahaya yang telah dipantulan mencapai target graticule ini, dan jarak antara sinar datang dan sinar pantulan ditelusuri dalam target graticule ini.
6. Mikroskop Mikrometer
Digunakan untuk melihat dengan jelas titik sinar datang dan sinar pantulan dalam target graticule dan mengukur jarak di antara keduanya.
Prinsip Kerja Autokolimator
Ia menggabungkan dua prinsip optik
Proyeksi dan penerimaan sinar cahaya paralel oleh lensa,
Dan perubahan arah sinar yang dipantulan dari permukaan datar dengan perubahan sudut permukaan.
Ketika sinar cahaya dari sumber cahaya monokromatik jatuh pada pemutar sinar, sinar diputar 90 derajat ke arah lensa konvergen. Lensa konvergen memarallelkan sinar dan mengarahkannya ke objek atau permukaan reflektor.
Untuk menjaga sinar cahaya tetap paralel, simpan pemutar sinar dekat fokus lensa konvergen. Sinar paralel kemudian diarahkan untuk mengenai permukaan reflektor atau objek. Jika tidak ada deviasi sudut pada permukaan objek, sinar memantul kembali dan bergerak kembali pada jalur yang sama, sebaliknya, akhirnya konvergen di penerima yang ditempatkan pada jarak fokus dari lensa konvergen. Jika objek miring pada sudut, sinar pantulan membentuk sudut dengan sinar datang sebesar 2(α )derajat.
Mari kita pahami dengan contoh
Bayangkan, pertama-tama, lensa konvergen dengan sumber titik cahaya O pada fokus utamanya, seperti dalam Gambar (a). Ketika sinar cahaya mengenai permukaan reflektor datar, sebagian sinar terserap dan bagian lain dipantul kembali. Jika sudut insiden adalah nol, yaitu sinar datang jatuh tegak lurus terhadap permukaan reflektor, sinar pantulan melacak kembali jalur asli seperti dalam Gambar (a).
Ketika permukaan miring pada sudut lain, sudut total di mana cahaya difleksi adalah dua kali sudut di mana cermin miring, dan difokuskan pada bidang yang sama dengan sumber cahaya tetapi di satu sisinya, seperti dalam Gambar (b). Tentu saja,
OO’ = 20f= x (katakan), di mana f adalah panjang fokus lensa.
Jadi, dengan mengukur jarak linier QO'(x), kemiringan permukaan reflektor o dapat ditentukan.
Posisi gambar akhir tidak bergantung pada jarak reflektor dari lensa. Artinya, pemisahan x tidak bergantung pada posisi reflektor dari lensa. Jika, namun, reflektor dipindahkan terlalu jauh, sinar pantulan akan sepenuhnya melewati lensa dan tidak akan terbentuk gambar.
Dalam praktik nyata, permukaan kerja yang kemiringannya akan diperoleh berfungsi sebagai permukaan reflektor dan perpindahan x diukur oleh mikroskop presisi yang dikalkirkan langsung ke nilai kemiringan Θ.
Cara Kerja Autokolimator
Dalam autokolimator, permukaan reflektor adalah permukaan yang kemiringannya akan diukur menggunakan perangkat ini. Mikroskop mikrometer digunakan untuk mengukur jarak antara sumber cahaya dan sinar pantulan di bidang fokus.
Pertama, sumber cahaya dihidupkan, dan garis cahaya diekstrak dari titik potong garis silang target keterbacaan, yang ditempatkan di bidang fokus lensa objektif.
Setelah itu, sinar cahaya mencapai splitter sinar dan sinar cahaya v adalah gerbang yang akan mengarahkan sinar cahaya ke arah lensa objektif.
Lensa objektif akan memarallelkan sinar cahaya dan sinar cahaya akan bergerak ke arah reflektor.
Sekarang ada dua kasus:
Kasus 1: Reflektor tegak lurus terhadap sinar cahaya.
Ketika sinar cahaya paralel mencapai reflektor yang reflektor tegak lurus terhadap sinar cahaya, sinar cahaya dipantul kembali ke jalur aslinya. Sinar cahaya ini kemudian difokuskan di bidang target graticule pada persimpangan garis silang graticule. Karena sebagian cahaya yang dipantulan melewati splitter sinar secara lurus, gambar kembali target garis silang terlihat melalui okuler, sehingga teleskop beroperasi seolah-olah difokuskan pada tak hingga.
Kasus 2: Reflektor miring pada beberapa sudut.
Jika reflektor miring pada sudut, sinar cahaya paralel dipantulan pada sudut dua kali sudut kemiringan. Setelah pantulan, sinar cahaya difokuskan di bidang target graticule tetapi dipindahkan secara linier dari persimpangan garis silang dengan jarak 2 * (sudut kemiringan) *. (panjang fokus lensa objektif). Bergantung pada apakah autokolimator visual atau digital digunakan, perpindahan linier gambar graticule diukur menggunakan keterbacaan okuler dan mikroskop mikrometer atau sistem detektor elektronik.
Sebagian besar autokolimator dikalkirkan sehingga jarak yang diukur tidak perlu dikonversi menjadi sudut kemiringan. Ini dikonversi di autokolimator, dan sudut kemiringan dapat dibaca langsung di sana.
Panjang fokus dan lubang efektif autokolimator adalah faktor yang menentukan sensitivitas dasar dan rentang pengukuran sudutnya.
Jenis Autokolimator
Ada terutama dua jenis Autokolimator:
1. Autokolimator Visual
Dalam autokolimator visual, sudut kemiringan permukaan reflektor diukur dengan melihat skala bertingkat melalui okuler. Semakin panjang fokus autokolimator visual, semakin tinggi resolusi sudutnya dan semakin sempit bidang pandangnya.
2. Autokolimator Digital
Dalam autokolimator digital, penyesuaian mikrometer disediakan untuk pengaturan tetapi kecocokan pengaturan graticule dan gambar target terdeteksi fotoelektrik. Autokolimator ini digunakan di laboratorium. Ini memiliki presisi yang sangat tinggi, memberikan pengukuran waktu nyata dan sangat ramah pengguna.
A. Autokolimator Elektronik
Autokolimator elektronik adalah perangkat pengukuran sudut high-end, presisi tinggi yang tidak menyertakan okuler optik. Perangkat ini dapat mengukur deviasi sudut kecil hingga fraksi akurasi arc-second. Pengukuran dengan autokolimator elektronik cepat, sederhana, dan akurat, dan biasanya merupakan metode yang paling murah.
Perangkat yang sangat sensitif ini banyak digunakan di bengkel, ruang alat, departemen inspeksi, dan laboratorium kontrol kualitas di seluruh dunia untuk menghitung perpindahan sudut kecil, ketekunan, twisting, dan paralelisme dengan presisi ekstrim.
B. Autokolimator Laser
Saat ini, Dengan hadirnya teknologi baru, peralatan autokolimasi sekarang dapat ditingkatkan untuk mengizinkan pengukuran langsung sinar laser yang dipantulkan. Fitur unik ini memungkinkan penyelarasan lensa, cermin, dan laser sekaligus.
Fusi teknologi ini antara teknologi autokolimasi berumur ratus tahun dan teknologi laser terkini menghasilkan instrumen yang sangat serbaguna yang mampu mengukur penyelarasan antar garis pandang, laser dalam relasi ke garis datum mekanis, penyelarasan lubang dan rongga yang berbeda, pengukuran paralelisme berbagai rol di industri gilingan, sudut divergen laser, dan stabilitas spasial.
C. Autokolimator Hybrid
Sebuah autokolimator ditemukan sebagai instrumen optik beberapa dekade lalu untuk pengukuran sudut non-kontak yang presisi. Sejak awalnya, ia telah digunakan secara luas dalam penyelarasan sudut dan elemen optik. Kemajuan terbaru dalam fotonik telah menuntut penyelarasan dan pengukuran optik dan laser, yang diatasi oleh teknologi hybrid baru.
Selain itu, dengan memfokuskan pada area yang akan diteliti dan melakukan penyelarasan serta deviasi dari penyelarasan dalam mikron, teknologi fokus motor modern menambahkan dimensi pengukuran baru. Peralatan optik hybrid multifungsi-multiproses ini akan digunakan untuk mengukur sistem yang sangat terintegrasi selama rangkaian serta pengujian dan pemeriksaan akhir.
Teknologi hybrid dapat memenuhi kebutuhan berbagai teknologi, seperti penyelarasan laser, karakterisasi spasial, dan profil sinar dari beberapa emitter tunggal. Prosedur analisis ini menghasilkan pola resolusi spasial tergantung sudut dari sumber cahaya dalam relasi ke bidang datum mekanis, yang merupakan solusi yang sangat baik untuk menguji laser VCSEL secara akurat dan cepat.
Aplikasi Autokolimator
Pengujian langsung slide mesin perkakas.
Mengukur sudut yang sangat kecil.
Memeriksa kesamaan.
Memeriksa dasar kolom.
Memeriksa kekuatan permukaan piring dasar dan meja permukaan.
Mengukur perpindahan linear yang sangat kecil.
Memeriksa perpindahan linear yang lebih kecil.
Keuntungan Autokolimator
Ia memiliki akurasi yang sangat tinggi.
Ia dapat mengukur berbagai macam sudut.
Ia sangat mudah dipasang dan dioperasikan.
Kalkirasi melebihi standar internasional.
Ia dapat digunakan untuk melihat hasil secara visual atau elektronik, yaitu, pada layar komputer.
Berbagai macam aksesori dan level yang tersedia.
Kerugian Autokolimator
Perawatan diperlukan secara teratur.
Ia memakan waktu.
Ia memerlukan pemotongan dan pemrosesan sampel untuk ditelusuri oleh detektor.
Kami telah mencoba untuk mencakup semua topik yang terkait dengan Autokolimator, dari definisi hingga keuntungan, kerugian, jenis dan prinsip kerja. Jika Anda suka artikel , Silakan bagikan dengan teman-teman Anda.
Pertanyaan yang Sering Ditanyakan
Apa itu Metode Autokolimasi?
Dalam autokolimasi, sinar cahaya paralel (sinar cahaya paralel) keluar dari sistem optik dan dipantulkan kembali ke dalamnya oleh cermin datar. Ini digunakan untuk menentukan sudut kemiringan kecil dari cermin.
Siapa yang menemukan autokolimator?
Autokolimator pertama Nikon -built pada 1942
Pada 1942, Nikon (dengan nama lama Nippon Kogaku K.K.) menyelesaikan pekerjaan pada autokolimator yang memberikan pembacaan akurat sampai satu menit arc.
