A Bárány-féle könyv 900 oldalas, elég vastag, normál szkennerbe nem tenném be.
Láttam már "rendes", nagyüzemi szkennert, mint ez a fotón. igazából két darab Canon 5dII kamera, valamilyen fix fókuszú plan lencsével. A lényeg az a V alakú üveg (két szkenner-üveglapból össze lehet állítani. És akkor már csak egy digitális kamera kell, meg persze manuálisan lapozni. Már ha ingerenciát érzel a könyvszkenneléshez.
Az amerikai méterrúdról szóló infókba minduntalan belebotlik az ember ha a méterrúd történetére keres rá. Viszont a mérése pontosságáról nem taláéltam infó, ezt köszönöm. Egyébként ha növeljük a méterrúdra vésett karcolás leolvasásának a pontosságát egy idő után már az lesz a kérdés, hogy a karcolás melyik részéhez viszonyítsunk? Több egyéb tényező miatt 1960 óta már nem a párizsi méterrúd a hosszegység.
A Bárány-féle könyv 900 oldalas, elég vastag, normál szkennerbe nem tenném be. A másikról még lehet szó, ha több időm lesz.
Köszi a rengeteg infót!!! (Azért nem állítom hogy nem maradt bennem még kérdőjel)
Jó volna ezeket a könyveket beszkennelni.
,,Tényleg 100nm pontosan mérték a méterrúd hosszát?''
Igen. Pl az USA méterrúdjának (ez a 27-es sorszámú) az adatait meg lehet találni az interneten, annak a hossza 999.9984mm ą 0.2 μm(*). Ez öt tizedes. Igaz, hogy a hibahatár ą200nm, de abban benne van először is az, hogy már ez a méret is származtatva van az alap etalonról (ami egyébként a 6-os szorzámú rúd), meg az összes járulékos becsült hiba.
Itt már az orsó is egy probléma. Nem sokan tudják, de Jedlik Ányos egy könyvet írt arról, hogyan kell állandó menetemelkedésű orsót készíteni. Vesszőparipája volt az optikai rács készítése, ahhoz készített egy karcoló készüléket. De előtte kitalálta a fő probléma lehetséges megoldását.
> De hogy a súlyba mérnek rá (mértek rá 100 évvel ezelőtt!) arra a karcra 100nm pontossággal?
Az első méterrúd készítője Étienne Lenoir épített egy komparátort is a replikák méréséhez. Arról nem találtam ábrát, de egy 50 évvel későbbi (1850 környéke)
Komparátor-mikroszkóp öntöttvas alappal, amelyre két vas csúszófelületet készítettek. Ezeken a csúszófelületeket egy ugyanabból az anyagból készült szán van, amelynek elején két bronz csőmikroszkóp és egy függőleges tengely van, az alsó részen a fókuszálás szabályozására szolgáló csavarokkal felszerelve. Hátul egy függőleges bronz tartó van, amelybe egy harmadik mikroszkópot lehet behelyezni. Ez utóbbi mikroszkópot a komparátor és az osztógép számára is használják. Ezek a mikroszkópok fél milliméteres menetemelkedésű, 250 részre osztott mikrométeres csavarral vannak felszerelve, amelyet a mérések mikroszkópos egybeeséseinek különbségének mérésére használtak. Miután a minták végeit mikroszkopikus egybeeséssel helyezték el, más szóval úgy, hogy a mikroszkóppal megfigyelve a minták végpontjai egybeessenek, a mikrométeres csavaron keresztül ezredmilliméteres nagyságrendű különbségeket is fel lehet jegyezni.
Ennek hibája közvetlen méréssel: +/- (0,00002+ (L/2) /1.500.000) ummm, összehasonlító méréssel +/- (0,00005+(L/2)/1.000.000) um mm, ahol L a mért tárgy hossza miliméterben. Tehát egy 3mm-es mérőhasáb magasságát +/- 21 nanométer pontossággal tudták megmérni. Ez egészen elképesztő.
Ennek hibája közvetlen méréssel: +/- (0,00002+ (L/2) /1.500.000) um, összehasonlító méréssel +/- (0,00005+(L/2)/1.000.000) um, ahol L a mért tárgy hosszának a fele.
Két könyvem van, amelyekben optomechanikai mérőműszerek, ezen belül abszolút és relatív hosszmérésre alkalmas eszközöket leírnak:
Ju. G. Gorogyeckij: Gépipari mérőeszközök szerkezete és alkalmazása
Bárány-Mitnyán: Opti-Mechanikai műszerek
> Azután: a kadmium kék hullámhossza (F') 479nm, a vörösé (C') 644nm, a nátrium sárga (D) 589nm. Ez még mind jóval nagyobb, mint a szóban forgó 100nm, akkor is, > ha a tükröződés miatt kettővel elosztjuk. Hogy lehet ezzel 100nm-t mérni? Egy hullámhosszon belül is nézik az interferencia erősségét? Hogyan?
Ha a Michelson-interferométerre gondolunk, akkor az egyik tükör 's' elmozdulása '2s' optikai úthossz változást eredményez, tehát effektíve felezzük a fény hullámhosszát. Ha pedig a tükrök nem pontosan merőlegesek az optikai tengelyre (az egyik tükör), akkor a kimeneten csíkrendszer lesz látható, a csíkok távolsága változtatható a tükrök döktésével. A csíkok elmozdulását mérni tudják a csíktávolság tört része pontosságával. A lézererek előtti korszakból az egyik legpontosabb ilyen műszer a W. Körster-féle interferencia komparátor. Ennek hibája közvetlen méréssel: +/- (0,00002+ (L/2) /1.500.000) um, összehasonlító méréssel +/- (0,00005+(L/2)/1.000.000) um, ahol L a mért tárgy hosszának a fele. Tartozott hozzá egy fényhullám logarléc, ahol a leolvasott interferencia csík távolság megfeleltethető hosszúságnak, ezen a hosszskála osztása 0,01 um, azaz 10 nm ! A mérést 20C-on és 760 Hg mm nyomáson kellett végezni, de az ezektől való eltérés figyelembe vételére is volt egy grafikon.
> Azután: ha a méretet egy etalonhoz próbáljuk hasonlítani, ahhoz képest meg jó nagy lesz a különbség, sok hullámhossznyi. Azt hogy mérjük? Számolni kell valahogy a > hullámok számát? Hogyan?
Igen. Erre is alkalmas az előző bekezdésben említett műszer. A leírás annyira nem részletes, hogy az abszolút mérés menete pontosan kiderülne. Egy abráról az látszik, hogy az M-interferométer egyik tükre egyben a tárgyasztal, amire ráhelyezik a tükrösre polírozott mérőhasábot. így két intereferncia csíkrendszer jelenik meg a látómezőben, ebből egyből leolvasható a fény hullámhossz tört része pontossággal a mérhőhasáb hossza, tehát valami ilyesmi képletbe kell helyettesíteni:
L = (lambda/2) * (n+x), ahol n egész, és x a törtrész. Az n mérése még a kérdés, ezt valószínűleg az asztal (tükör) emelésével/süllyestésével oldották meg, de erről részleteket nem írnak le.
Ennél egyszerűbb komparátork is vannak, no meg olyan műszerek is, amelyek fény mutatósak, a kis elmozdulás szögelfordulássá alakul a műszerben és a fénypála egy skálán mutatja az elmozdulást.
A méterrudak karcolásához való hasonlítás menetét nem tudom. De nagyon valószínűnek tartom, hogy ez is optikailag történt. Immerzió olajos mikroszkóp felbontása nagyobb tud lenni a levegőn működőnél, mert az olajban rövidebb a hullámhossz. Ha például a refraktív index 1,5, akkor a 450nm fény hullámhossza már csak 300nm. De ez még > 100nm. Tényleg 100nm pontosan mérték a méterrúd hosszát?
Váltsunk! Rengeteg kérdésem van ebben a témakörben.
Pl. azzal kapcsolatban, amit írtál: a maga konkrétságában hogyan lesz ebből egy golyó átmérőjének a lemérése? Rá kell tenni valami síklapot?
Azután: a kadmium kék hullámhossza (F') 479nm, a vörösé (C') 644nm, a nátrium sárga (D) 589nm. Ez még mind jóval nagyobb, mint a szóban forgó 100nm, akkor is, ha a tükröződés miatt kettővel elosztjuk. Hogy lehet ezzel 100nm-t mérni? Egy hullámhosszon belül is nézik az interferencia erősségét? Hogyan?
Azután: ha a méretet egy etalonhoz próbáljuk hasonlítani, ahhoz képest meg jó nagy lesz a különbség, sok hullámhossznyi. Azt hogy mérjük? Számolni kell valahogy a hullámok számát? Hogyan?
A másik dolog, amire nem rég jöttem rá, hogy nem értem: A méter etalonok úgy néznek ki, hogy van a platina-irídium rúd, amire rá van karcolna két vonal (nagyjából) 1m távolságra, ezt a távot lemérik pontosan (hozzámérik a mesterdarab karcaihoz, ami per definíció 1m), feljegyzik az értéket, és ezt a méretet viszik tovább.
De hogy a súlyba mérnek rá (mértek rá 100 évvel ezelőtt!) arra a karcra 100nm pontossággal?
Válthatunk még pár csörtét optikai metrológia témakörben, bár megjegyzem ennek elmélete szegről-végről szakterületem. Na szóval a Michelson interferométer több mint 100 éves, eredetileg az éter kimutatására fejlesztett ki Michelson és Morley. Az sikertelen volt (ezzel is alátámastották Einstein pár évvel későbbi spec. relativitáselméletét), viszont más mérésre nagyon is hasznos volt. Deepl-el fordíttattam egy szöveg részletet, ide másolom:
Bár a nem létező étert nem tudta kimutatni, a Michelson-interferométer más mérésekhez hasznosnak bizonyult. Michelson az interferométerével a nemzetközi szabványos méter hosszát a kadmiumfény hullámhosszában mérte meg, 1920-ban pedig elsőként mérte meg egy távoli csillag szögátmérőjét, szintén interferométerrel. 1901-ben Michelson volt az APS második elnöke, és 1907-ben ő lett az első amerikai, aki Nobel-díjat kapott precíziós optikai műszereiért és az azokkal végzett mérésekért. 1889-ben Michelson a Massachusetts állambeli Worcesterben található Clark Egyetemre, majd 1892-ben a Chicagói Egyetemre költözött. Visszatért a fénysebesség mérésének finomításával kapcsolatos munkájához, és egészen 1931-ben bekövetkezett haláláig egyre pontosabb méréseket végzett.
Lehet, hogy valamilyen származtatott méresi eredmény, ahol a mért számot el kellett osztani egy állandóval, aminek az eredménye akárhány tizedesre végződhet. És valakinek nem volt annyi esze, hogy legalább mikronra kerekítse
> 1) Hogy a rossebbe mérték ezt meg 5 tizedesjegy pontossággal ekkora méretben akkoriban? Az utolsó számjegy 100nm. Ezt már optikai módon nem is lehet mérni.
De lehet interferométerrel. Konkrét készülék nincs előttem, de pl. úthosszak nagyon pontos mérésére használnak Michelson-interferométert, amelyben az egyik tükör mozog, és leszámolják az interferencia csíkok számának változását. Típikusan stabilizált He-Ne lézer a fényforrás. 100nm elmozdulás az kb 1/6-a a lézer hullámhosszának, ez bőven kimutatható ezzel az eljárással.
Kisebb marási feladatokhoz is használtam, ott persze az egy irányból befutás nem működik. Ott úgy írtam meg a programot, hogy irányváltásnál hozzáadja a kotyogásnak megfelelő értéket a pozícióhoz. De ez csak egy amolyan amatőr megoldás, hiszen a kotyogás a kopás miatt nem állandó. Írtam egy kalibráló programot is, ami egy növekvő kitérésű meandert készít. Itt meg kell csak nézni, hogy hanyadik lépcsőben kezd az egyenes meandernek kinézni, az a kotyogás mértéke.
Én a kettő közt 4 századot látok, de javíts ki, ha tévedek. 3,02-2,98=0,04
Ráadásul rajta van az 1 mikronos tartomány, tehát LEOLVASNI le lehet ennyit egy jobb optikai mérőgépen, de a +/- 0,5 mikron már helyből a helyére teszi az utolsó számjegyet.
Nem, mint írtam is, ezeket a képeket a netről szedtem.
És ezek két különböző doboz képei.
Az a szám a tapintó golyó mérete, de mert azt cserélni lehet a készülékben, figyelni kell a tapintóra írt számot is, meg a sorszámot is, ahová ezt a számot felírták. A kettőnek egyeznie kell.
Nekem van ilyen tapintóm vagy öt, mindegyiken más a szám.
Elég nagy eltéréssel.
Pl:
Majdnem egynegyed milliméter a különbség a kettő között.
Nem is igazán értem, hogy ez miért és hogyan lehetséges.
A képeken látsz egy sor arasznyi hosszú hengeres optikát, 1x-1,5x-3x-5x felirattal.
Azok az objektívek.
Azokat csak megragadod, és kitekered a gépből. A lencsék külső oldalát megpucolod, és kész is.
Ennél jobban ne szedd szét!
A vázon fel-le mozgatható részt - ami gyak. a mikroszkóp maga - felfelé le lehet húzni, ha eleget tekered a fókuszálót.
Alul kiveszed az objektívet, felül leveszed az okulárt (a tárcsás izét), és ami üvegfelületet találsz, és koszos, azt megpucolod. Sűrített levegővel először lefúvatod, aztán alkoholos ruhával, vagy ha van, akkor a még jobb "Lenspen" eszközzel letakarítod teljesen.
Ha az okulárok belül ennél jobban koszosak - ami esélyes -, akkor azokat még jobban szét kell szedni.
A tárcsaházat körben egyik oldalról asszem hat csavar fogja össze, míg a hátoldalról előrefelé szintén a peremén egy. Ezt mind kitekered, és szétjön.
Belül aztán lesz egy nagy üvegtárcsa, középen megfogva, ott ügyesen megmókolod a csavarokat, spec kulcsokkal, de minden látszik, és semmi extra nincs benne. Amire figyelni kell, hogy ha valahol van vékony fólia alétét-gyűrű a forgó részek alatt, akkor az oda kell visszakerüljön, mert azok általában optikai távolságok miatt való távtartók.
Nekem a kedvencem a tapintón levő 2,8986-os szám. Ez a golyó mérete mm-ben. Örök rejtély számomra két okból:
(1) Hogy a rossebbe mérték ezt meg 5 tizedesjegy pontossággal ekkora méretben akkoriban? Az utolsó számjegy 100nm. Ezt már optikai módon nem is lehet mérni.
(2) Miért? Ez egy sima acél golyó. Nagyjából az első mérésig marad ekkora a mérete.
Leírtam valamit, amit egy házilag gründolt gépnél alkalmazni lehet, erre fel te elkezdesz egy egészen más dologról szövegelni.....''
Mert félreértettem amit írtál: úgy értettem, hogy te a rendes CNC gépeken szokásos kalibrálásról írsz. Ennek két oka lehet, vagy rossz a szövegértésem (ez a valószínűbb) vagy nem egyértelműen fogalmaztál. Esetleg a kettő együtt.
A házi buhera CNC esetén valóban lehet ilyen kalibrálást csinálni, de sok értelme nincs szerintem. Nehéz korrektül megcsinálni, mert a holtjáték tipikusan nem egyforma az út mentén. Használni pedig csak pozicionálásra lehetne, arra pedig a rézgaras által mondott megoldás korrektebb és egyszerűbb.
Ha meg nem egy régi gépet digitalizálunk, hanem újat építünk, akkor egyszerűbb és jobb egy olyósorsót, esetleg bordásszíjat használni.
Amúgy a karbantartásról nem lesz semmi gyári leírás.
Soha nyomát se leltem ilyesminek, pedig a biológiai és kutatómikroszkópokhoz elég sokhoz meg tudtam venni a szervizdoksit. Ha létezett volna, szerintem már valahogy híre ment volna.
De nálam van itt egy ilyen nagy műhelymiki, amit totálisan, utolsó csavarig szétszedve kaptam meg. Ahogy nézem, semmi extrém nincs benne, ügyes gépész simán szétszedi, kipucolja, és összerakja.
