오토콜리메이터의 구성 요소는 본체, 전압조절장치, 반사경 2개, 구성된다.
오토콜리메이터를 이용하여 정반의 진직도나 평면도를 구하고자 할 때에는 각 측정 구간에 대한
위치의 변화가 경사각으로 측정되어 높이차로 계산한다.
즉, 경사각 1°는 길이 1000 mm에 대한 4.85 μm 의 편위로 되며, 이것을 이용하여 경사각을
높이차인 길이의 단위로 환산하여 최대값과 최소값의 차를 진직도 또는 평면도로 나타낸다.
예를 들어 반사경대의 기준길이가 105 mm 일 때 경사각 1초에 대한 높이차 x 는 다음과 같이 계산된다.
1000 : 0.00485 = 105 : x, x = 0.5 μm 이므로
1초에 대한 높이차는 0.5 μm에 상당한다.
오토콜리메이터는 미소각을 측정하는 광학적 측정기로서 콜리메이터 대물렌즈의 초점에 슬릿을
놓아 좁은 틈으로 들어오는 광선을 평행 광선으로 만드는 장치와 망원경을 일체로 한 것으로서,
오토콜리메이팅 망원경이라고도 한다.
평면경, 프리즘 등을 이용하여 정밀 정반의 평면도 흔들림 등을 측정할 수 있다.
(1) 평면도 측정용
(2) 측정준비
- 오토콜리메이터의 본체에 전압조절장치를 연결한 후 전원을 켠다.
- 주철정반의 수평상태를 확인하고 수평상태가 측정범위를 벗어나면 수준기를 이용하여 조절한다.
- 측정구간에 직선자를 놓고 마그네틱 스탠드를 이용하여 고정시킨다.
- 반사경대를 측정 시작부분에 설치하고, 평면경을 오토콜리메이터에서 나온 빛이 반사경대를 통해
오토콜리메이터에 반사할 수 있도록 조정한다.
- 렌즈를 보며 돌려가면서 눈금의 초점을 맞추고, 조절 십자선의 초점을 돌려가며 조절한다.
- 눈금을 읽을 때 세로 눈금선을 읽어주며, 가까운 눈금쪽으로 핸들을 돌려 십자선을 이동해준다.
(3) 평면도 측정
- 처음의 위치에서 오토콜리메이터의 눈금을 읽는다. 계산과정을 간단하게 하기 위해서 최초의 읽음값을 “0”으로 설정.
- 0~105, 105~210, 210~315....의 순서로 반사경대를 움직이면서 각 측정점에서 경사량을 읽는다.
- 주철정반에 측정구간 A-C와 같은 방법으로 측정한다.
- A-G, G-C, GE, C-E, B-F, H-D순으로 계속 측정한다.
(4) 측정값 정리
- 측정값을 A, C, G점을 0으로 치하는
이상평면으로 설정해서 계산한다.
- 최초의 읽음으로부터 차에 0.5 μm를
곱해서 105 mm에 대한 높이 차를 계산한다.
- 측정값은 분, 초로 정리한다.
- 측정값을 이용하여 평면도를 계산한다.
(a) 측정선 A-C, A-E, A-G의 측정값을 이용하여 진직도를 계산한다.
(b) 다음에 A-E를 계산한다. G-C선상의 점의 높이(+6.0)와 A-E선상의 O점의 높이가 일치되도록 보정한다.
(c) C-E, G-E 측정선은 C, G점을 각각 고정시키고 E점에 대하여 비례 보정하여 계산한다.
(d) H-D, B-F 측정선을 계산한다. 이미 계산된 H점(+5.0), B점(+1.0)의 값에 H-D의 H점과
B-F의 B점이 일치하도록 평행 동한 다음 C-E, G-E와 같은 방법으로 비례 보정한다.
(e) 각 점의 높이를 그림의 측정결과와 같이 표기하고 평면도값을 구한다.
(f)평면도는 최대값 - 최소값 = +6 - (-4) = 10 ?m이다.