Asti messen mit 4-Punkt Sphärometer

Hallo,

letztes Jahr hatte Michael Koch ein interessantes Programm vorgestellt:
http://www.astrotreff.de/topic.asp?TOPIC_ID=175433

Damit kann man verschiedene, teilweise exotische Sphärometer simulieren.
Unter anderem den quadratischen 4-Punkt Typ.
Diese Konfiguration ist empfindlich auf Asti.

Da ich genau um diese Zeit die ersten geslumpten Rohlinge aus dem Feuer gezogen habe...
http://www.astrotreff.de/topic.asp?TOPIC_ID=175034

... blieb das Thema im Hinterkopf, bis zum Anschliff des Rohlings:
http://www.astrotreff.de/topic.asp?TOPIC_ID=184941

Jetzt ist das Sphärometer in der ersten Version fertig und funktioniert auch ganz passabel.

Durchmesser ist reichlich 1,10m. Komplett aus Carbon.

Auf einer Ecke sitzt der Feinzeiger. Das ist das empfindlichste mechanische Messgerät was es gibt.
Anzeige ist +/-50µm. Teilung 1µm.
Prinzipiell kommt man damit in optisch wirksame Dimensionen und könnte selbst fertige Spiegel damit untersuchen.[;)]

Gegenüber sorgt eine feststellbare Präzisions-Schraube für die Nullstellung.
Am Feinzeiger kann man danach auch noch minimal nachstellen.
Ein Blei-Streifen sorgt für den Gewichtsausgleich.
Die verbleibenden zwei Ecken sind mit großen Wälzlager-Kugel bestückt.

Prinzipiell ist der Test auf Asti mit diesem Gerät ein Nulltest - wenn der Zeiger in allen Positionen auf Null steht, dann ist kein Asti drin. Es geht also auch ohne Programm, aber mit ist es irgendwie schöner [:)]
Voraussetzung: der Rohling liegt überall im Gleichgewicht, sprich auf einer Spiegelzelle!

In Ermangelung einer Zelle liegt der 1,20m Rohling nur auf einem Autoreifen.
Trotzdem ist der Asti-Geruch selbst durch geschlossene Türen hindurch deutlich zu vernehmen.

In Michaels Programm stellt sich das so dar.
Meine Frage wäre konkret was Zernike = 46 bedeutet.
Die Ablesung am Feinzeiger wäre +/-100µm (was in diesem Fall extrapoliert ist, weil der Anzeigebereich nicht ausreicht)

Ich bin der Meinung, dass der Asti in diesem Fall +/-50µm beträgt, oder 100µm PV Surface.

Wie gesagt, im Moment alles unter dem Autoreifen-Vorbehalt.
Sollte sich der Asti in dieser Größenordnung bestätigen, war es gut den Spiegel zwischenzeitlich ruhen zu lassen.
Dann heisst es nämlich: Karbo quälen mit gröberen Korn!

Viele Grüße
Kai

[:)][;)]

Hallo Michael,

danke für die Erläuterungen.
Habe meinen Denkfehler dank Deiner Formel gefunden:
Der Faktor zwischen der Ablese-Differenz und dem Asti-PV (surface) beträgt 4 für ein Full-size Sphärometer.
Bei mir ist es Faktor 3.45x. (entsprechend der Quadrate der Durchmesser)

Damit ist die Methode ziemlich genau, wenn man auf 1-2µm Messfehler kommen kann!

(==>)Andi:
Ja, es verbiegt sich alles, auf leichten Fingerdruck, gnadenlos[;)]
Allerdings kompensiert sich ein Teil oder sogar alles, habe da noch einen Knoten im Hirn.
Und: Carbon und Glas sind beide ideal-elastisch. Carbon hat thermisch fast Null-Ausdehnung.

Das Blei ist das (Teil-)Ausgleich zu dem relativ schweren Feinzeiger (140g), anders geht das nicht.
Das Carbon Gestell wiegt 450g.
Bei der Reproduzierbarkeit bin ich zuversichtlich, im Moment so +/-2µm!
Und da ist sicher noch etwas mehr, bzw weniger drin.

Viele Grüße
Kai

Guten Morgen,

(==>)Martin:
Gestern habe ich die Unterlage getestet, die hat auch Asti.
Etwas mehr als der Spiegel selbst.

(==>)Andi:
Gute Idee, den Hut als Sphärometer zu benutzen!
Aber:
- die Empfindlichkeit wächst quadratisch mit dem Durchmesser, nahezu Spiegeldurchmesser ist also viel besser.
- das aktuelle Design verwendet nur reine Zug/Druck Elemente. Verdammt steif! Da kann ein Hut nicht mithalten.

Trotzdem, wenn der 1,20'er Hut schon fertig gewesen wäre, dann wäre das eine verlockende Option!

(==>)Alois:
Freut mich, wenn es gefällt!
Mit Feinoptik hat das weniger zu tun, das ist im Moment eher Groboptik[:D]

(==>)Otto:
Es kommt im Moment noch nicht auf's letzte Gramm an. Es wird sich später zeigen, was die begrenzenden Faktoren sind.
Was man schon sagen kann: sehr geringe Reibung innerhalb der Messuhr ist wichtig!

(==>)all:
Wer der Bau eines solchen Sphärometers für einen sehr dünnen(!) Spiegel plant, sollte sich die Messuhr genau anschauen!
Der Feinzeiger (obere Bilder, mit gelber Skala) basiert auf einem Hebel-Mechanismus.
Die Hysterese ist sehr gering, damit kann man arbeiten.
Der geringe Messbereich von +/-50µm ist völlig ausreichend, außer, wie bei mir nach dem ersten Schliff.

Die Messuhr im nächsten Bild, Messbereich 1mm, Auflösung 1µm, China, verwendet sicherlich Zahnräder.

Hier ist eine deutliche Hysterese (3-5µm) zu bemerken.
Ein kleinerer oder dickerer Spiegel hat eine größere Rückstellkraft, bisher konnte ich damit reproduzierbar unter 1µm messen.
Und es gibt elektronische Messuhren, da kenne ich das Prinzip nicht, ich bleibe dennoch beim Feinzeiger.

Die nächsten Schritte sind klar:
Obwohl die Rückseite sicher ebenfalls Asti hat, kann man die Randdicke zur Messung des Abtrags auf der Vorderseite verwenden. Wenn der Asti der Vorderseite auf ein sinnvolles Maß (gemessen an der Körnung!) reduziert ist, kann man sich um die Rückseite kümmern indem der Rand umlaufend die gleiche Dicke bekommt.

Viele Grüße
Kai

Hallo Kalle,

die Anpresskraft des Feinzeigers entspricht etwa 100g (=1N).
Aber darum geht es gar nicht.
Es geht um die Kraft, die zum Verstellen um einen minimalen Betrag (zB 1µm) gebraucht wird.
Muss man gar nicht messen, man sieht es ja sofort.
Wenn der Zeiger im beschriebenen Sphärometer-Setup (im Rahmen der Messgenauigkeit) in die Ausgangstellung zurückgeht, dann ist alles gut.
Wollte mit meinem Hinweis nur vermeiden, dass jemand eine Messuhr für den Zweck kauft, wenn ein Feinzeiger besser geeignet ist.
Wobei der Vergleich einer Chinesen Messuhr (ca 39€ neu) mit einem hochwertigem Feinzeiger (jenseits 200€ neu, 50-80€ gebraucht) nicht ganz fair ist.

Viele Grüße
Kai

Hallo,

langsam nährt sich das Eichhörnchen, deshalb fast pünktlich zum Jahrestag dieses Threads ein kleines Update.[;)]

Das 4-Punkt Sphärometer hat sich bewährt, es ist sogar unverzichtbar beim Schleifen geworden.
Selbstverständlich braucht es für eine Messung eine neutrale Lage des Spiegels.
Während das Glas auf der Schleifunterlage liegt kann man unmöglich etwas sinnvolles messen.
Wie sieht das in der Praxis aus?

Für eine Messung mit dem Sphärometer muss der Spiegel mittels eines Saughebers etwas gelupft werden...

... von Hand ist es nicht möglich etwas gegen diese Scheibe auszurichten, selbst wenn sie wesentlich leichter wäre.
Da sind die Arme einfach zu kurz.[xx(]

Mit dieser Art "Kran" und passenden Gegengewichten geht es ganz gut.

Jetzt wird dem Glas eine Art Spiegelzelle untergeschoben.
Konkret ist es eine kugelgelagerte 18-Punkt Zelle aus Alu, Holz, Multiplex und Carbon.
Für das Teleskop wird es eine 54-Punkt Zelle werden, aber für diese Art Messung reichen 18 Punkte völlig aus.

Jetzt kann die Messung beginnen.
Gemessen wird der Unterschied bei schrittweiser Verdrehung des Sphärometers.
Damit kann Höhe und Richtung des Asti sicher bestimmt werden.
Die höchsten Stellen des Spiegels werden dann auf die höchsten Stellen der Schleifunterlage gedreht.
Letztere hat ebenfalls einen bekannten Asti hat und der den Asti im Spiegel tendenziell reduziert.

Mittlerweile beträgt der Asti noch wenige Mikrometer PV.

Viele Grüße
Kai

Hallo Dirk und Martin,

ja, eine gewisse Erwartungshaltung bezüglich einiger Objekte habe ich schon. [8D]

Die Bilder sind schon etwas älter, inzwischen steht die Scheibe wieder in der Ecke.
Das Schleifen geht unerwartet gut, *wenn* man denn mal loslegen kann. Die Betonung liegt leider auf dem "wenn", denn es fallen immer wieder nervige Nebenarbeiten an.

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Ab welchem Oberflächenfehler kannst/musst Du optisch weiter messen?<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
Ein paar Mikrometer, vorzugsweise unter 2, sind ok.

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">...oder geht's schon beim Feinschliff Richtung Parabel?<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
Da wäre aber noch ein kleineres Sphärometer fällig.
Mal schauen ob sich das lohnt.
Michaels Programm gibt es aber grundsätzlich her, die Sache messtechnisch zu betreuen.

Viele Grüße
Kai