Проектирование измерительного микроскопа
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
представлена на рис.4.
Конструктивные и оптические параметры окуляра Гюйгенса
Таблица 3
r, ммd, ммnОптические параметры18,29fок=25,01 мм; Гок=15х; 2?ок=2;
DПД= 10 мм;
мм;
=4,9 мм;3,981,5183?25,1719,451,251,5183?
Рис.4. Схема окуляра Гюйгенса
Рассчитаем коэффициент подобия по формуле:
К= /=18,75/15=1,25
Учтём коэффициент подобия для пересчета параметров окуляра Гюйгенса, данные представлены в табл.4
Конструктивные и оптические параметры окуляра Гюйгенса
Таблица 4
r, ммd, ммnОптические параметры22,86fок=31,26 мм; Гок=15х; 2?ок=32,; DПД=10 мм;
=5,34 мм;
=6,13 мм;4,381,5183?31,46111,811,251,5183?
Вычислим диаметр выходного зрачка по формуле:
/ = DАД z/ / fок. (9)
/ = 7,2 6,79 / 31,26 мм = 1,56 мм.
Найденное значение диаметра выходного зрачка удовлетворяет требованию ТЗ, D/ >1 (табл.1).
Вычислим световые диаметры линз окуляра Dсв,1 и Dсв,2 , по формулам:
, (10)
Dсв,2 = 2 tg ?ок + D/. (11)
,
Dсв,2 = 2 12,13 tg (32,5/2) + 1,56 мм = 8,7 мм.
Диаметры линз объектива рассчитываем по формуле:
(12)
мм,
мм.
1.3 Выводы
) Выполненные расчеты позволили обосновать объектив и окуляр микроскопа, являющиеся основными компонентами.
) Проведенные расчеты позволили также определить продольные и поперечные размеры ОС микроскопа.
) Полученные результаты позволяют разработать принципиальную схему микроскопа.
Рис.5. Принципиальная схема микроскопа
Таблица 4
Конструктивные параметры микроскопа
№Наименованиеd, ммD, ммnr, ммОбъектив1Линза1,05,61,6475?8,952Линза2,01,5181-8,93-8,933Линза1,03,21,6475144,413,874Линза2,01,518113,87-13,81Окуляр5Линза3,98-1,518322,86?6Линза1,3-1,518311,81?
2.ИССЛЕДОВАНИЕ ОС ОБЬЕКТИВА НА ЭВМ. РАСЧЕТ ТРАЕКТОРИИ ЛУЧА ЧЕРЕЗ ОС. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
- число оптических поверхностей(I) и DL(I) - радиус кривизны и диаметр оптич. пов-ти(I) - эксцентриситет i-ой поверхности(I) - расстояние от (i-1)-ой до i-ой поверхности(I) и N(P1) - показатель преломления среды до i-ой пов-ти и в
пространстве изображенийи T - диаметр и вынос входного зрачка ОС- расстояние от 1-ой пов-ти до предметной пл-ти- относит. координата окр-ти на вх-ом зрачке- угловая координата меридиональной пл-ти- координата т-ки в предметной пл-ти или координата
луча в пространстве предметов ( при S1=0 )
Исходные данные вводить с учетом правила знаков. При этом, если
предметная пл-ть расположена на бесконечности, вводить S1=0 и YA в
градусах; для плоской поверхности принять R(I)=0.
Расстояние D(1) от 1-ой до 0-ой поверхности принять равным (-Т).
Введите P,S1,T:6,-9,0
Введите N(P1),DA:1,6.65
Введите I,R(I),D0(I),N(I),DL(I),E(I):1,0,0,1,5.91,0
Введите I,R(I),D0(I),N(I),DL(I),E(I):2,8.95,1,1.6475,5.91,0
Введите I,R(I),D0(I),N(I),DL(I),E(I):3,-8.93,2,1.5181,12.32,0
Введите I,R(I),D0(I),N(I),DL(I),E(I):4,144.4,13.73,1,12.32,0
Введите I,R(I),D0(I),N(I),DL(I),E(I):5,13.87,1,1.6475,12.32,0
Введите I,R(I),D0(I),N(I),DL(I),E(I):6,-13.81,2,1.5181,12.32,0
Кардинальные злементы ОС:'= 18.18049 мм; s'F'= 5.83564 мм; sF=-6.7065 мм
Увеличения ОС: B=-7.926961 ; Bзр= 2.710878
Удаление пл-тей предметов и изобр: s=-9 мм; s'= 149.9517 мм
Удаление вх-го и вых-го зр-ов: t= 0 мм; t'=-43.44946 мм
Диаметр вх-го и вых-го зр-ов: D= 5 мм; D'= 13.55439 мм
Рассчет аберрации для апертурного луча:
Координаты точки и луча на входном зрачке:= 2.5 мм; M = 0 мм;
Координаты точки и луча на i-ой поверхности
I Y мм X мм Z мм
+1.0000E+00 +2.5000E+00 +0.0000E+00 +0.0000E+00
+2.0000E+00 +2.7351E+00 +0.0000E+00 +4.2817E-01
+3.0000E+00 +2.9597E+00 +0.0000E+00 -5.0473E-01
+4.0000E+00 +4.9642E+00 +0.0000E+00 +8.5355E-02
+5.0000E+00 +5.0975E+00 +0.0000E+00 +9.7066E-01
+6.0000E+00 +5.1033E+00 +0.0000E+00 -9.7751E-01
Координаты точки в плоскости изображений:'A'= 0.1109047 мм; X'A'= 0 мм;
Координаты точки и луча на входном зрачке:= 0 мм; M = 0 мм;
Координаты точки и луча на i-ой поверхности
I Y мм X мм Z мм
+1.0000E+00 0.0000E+00 +0.0000E+00 +0.0000E+00
+2.0000E+00 - 4.0412E -02 +0.0000E+00 +9.1195E-05
+3.0000E+00 -1.2886E - 01 +0.0000E+00 -9.2971E-04
+4.0000E+00 -9.4918E - 01 +0.0000E+00 +3.1195E-03
+5.0000E+00 -9.8387E - 01 +0.0000E+00 +3.4940E-02
+6.0000E+00 -1.0658E +00 +0.0000E+00 -4.1189E-02
Координаты точки в плоскости изображений:'A'=-4.752703 мм; X'A'= 0 мм;
2.1 Расчет конструктивных параметров
На первом этапе рассчитали конструктивные параметры системы, расчет выполняем на ЭВМ, с помощью программы LUCH-D , разработанной на кафедре ОЭС. Исходными данными для расчета являются рассчитанные ранее параметры оптической системы.
Рассчитанные на ЭВМ конструктивные параметры объектива представлены в табл.5 Таблица 5
ПараметрРасчет(ЭВМ)Расчет(ручной),мм18,1818,мм5,835,мм-6,706,13-7,928S,мм-9-8,6t,мм00D,мм55,34,мм149,95144,8,мм-43,450,мм1,56>1
Из таблицы следует, что результаты ручного и машинного расчетов незначительно различаются.
3. ВЫВОДЫ
Результатом данного курсового проекта разработан измерительный микроскоп, включающий в себя окуляр Гюйгенса и объектив M-42. Данный микроскоп является прибором для линейных измерений микрообъектов. Значения рассчитанных и полученных на ЭВМ кардинальных элементов не совпадают в следствие того, что имеется погрешность вычислений, не полностью соответствующий тип окуляра для данного микроскопа и др.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.Бегунов Б.Н и др. Теория оптических систем. - М: Машиностроение,1981.
2.Гавриленков В.А. Теория и элементная база оптических приборов. Смоленск: 1996-144 с.
.Гавриленков В.А. Проектирование оптических систем. М.:МЭИ,1994.-97с
.Гавриленков В.А., Широких Т.В. Оформление конструкторской документации в оптике и электронике. Методические указания по курсовому и дипломному проектированию. М.:МЭИ,1992.-63 с.