"Edge Support Calculator"

  • Hallo Leute
    In der US-emailliste hat jemand ein Onlineprogramm zum Berechnen der Störung durch die Auflage eines Newtonspiegels am Rand vorgestellt.
    Die Adresse ist http://www.cruxis.com/scope/mirroredgecalculator.htm Das Programm stammt von Robert Houdart. Das Programm kann drei verschiedene Randauflagesysteme berechnen: eine Schlingenlagerung in Höhe des Schwerpunktes, eine Zweipunkt 90°- und Vierpunkt 45°- Lagerung.
    Inwieweit es für uns aussagekräftig ist kann ich nicht sagen. Mir scheinen die Werte, die ich durchgerechnet habe zu optimistisch. Bei einem 250er 10 Zoll Spiegel in Schlingenlagerung kamen 1 nm RMS Deformation heraus, egal wie dick der Spiegel ist. Ich hab auch keine Ahnung auf welche Weise diese Werte errechnet werden.
    Grüße marty (z.zT Thailand)


    PS: Ich bin so glücklich! Endlich hab ich eine eigene DSL-Leitung und komme wieder in den Astrotreff rein! M.

  • <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: mkoch</i>
    <br />Hallo Marty,


    sehr interessant. Die Berechnung des Schwerpunktes stimmt schon mal, das habe ich an einigen Beispielen überprüft.


    Gruss
    Michael


    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Hallo Michael,
    Gut zu wissen, da kann man das Programm ja zumindest zur Berechnung des Schwerpunktes benutzen.
    Eine Aussage was man am besten für eine Lagerung benutzt und welchen Einfluss die auf das Bild hat, kann ich nicht erkennen. Die berechneten Werte sind alle so gut dass eine Schlingenlagerung bis 50cm Spiegeldurchmesser allemal reichen würde. Ich nehme an dass von der idealen Lage der Schlinge ausgegangen wird. Die Frage ist wie genau muss die optimale Position eingehalten werden?
    Grüße marty

  • Hallo Marty,


    Ich würde nicht genau den Schwerpunkt nehmen (der ist in der Praxis relativ schwer zu treffen) sondern würde die Berechnung bei + und -0,5 mm davon machen. Damit ergibt sich ein realistischeren Wert für die maximal zu erwartende Verformung.


    Wie Du schon sagst, basiert das Ganze auf der Arbeit vom Robert Houdart, welche eine sehr aktive Diskussion in dem „bigdob“ Yahoo group gestartet hat. Die haben verschiedene Konfigurationen durchgerechnet (es wurde eine freie FEM Software als Grundlage benutzt) und festgestellt, dass z.B die Wippe mit Kugellager – so lange die am Schwerpunkt eingesetzt wird – eine der besten Lösungen ist. Die haben sowohl eine gleicharmige Wippe als auch die Lösung vom Alois analysiert. Die gleicharmige war besser (habe die genaue Länge nicht parat). Erstaunlich gut war auch die Lösung mit zwei Punkte bei +-45°. Wichtig dabei war das Treffen des Schwerpunktes und die benutzung eines Supports ohne Kräfte entlang der Spiegelachse.


    Durchlesen der Group-Mails und Files lohnt sich auf alle Fälle.


    Viele Grüße
    Horia

  • Hallo Horia,


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Die haben verschiedene Konfigurationen durchgerechnet ...<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    gibt es ein ungefähres Datum wann die Jungs das berechnet haben? Mich würde nämlich brennend interessieren ob das vor oder nach unseren Diskussionen zur Latererallagerung größerer Spiegel war. Aber wie auch immer, schön zu wissen dass hier Theorie und Praxis der Rollenlagerung zusammenpassen. Bei Schlingenlagerung hab ich noch meine Zweifel ob man diese mechanisch so sauber hinbekommt wie die Theorie voraussetzt.


    Gruß Kurt

  • Hallo,


    weiss jemand den Zusammenhang zwischen RMS und PV bei Astigmatismus? Dann könnte man anhand des Round-Robin Spiegels mal überprüfen ob die Grössenordnung stimmt.
    Ich hatte damals 0.11 waves PV Teststand-Astigmatismus gemessen, bezogen auf die Wellenfront, bei 633nm. Also 0.055 waves PV bezogen auf die Spiegeloberfläche.
    Mechanischer Durchmesser: 304.8mm
    Dicke an Rand: 24.5mm
    Öffnungsverhältnis: 5


    Gruss
    Michael

  • <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">
    gibt es ein ungefähres Datum wann die Jungs das berechnet haben?
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Hallo Kurt,


    Der Robert Houdart hat sein 43,3” Teleskop-Projekt Anfang 2007 angekündigt. Die ersten FEM Ergebnisse hat er im Oktober 2007 veröffentlicht und seitdem immer weiter entwickelt.


    Viele Grüße
    Horia

  • Hallo,


    so, ich habe das jetzt mal für den Round-Robin Spiegel ausgerechnet.
    Die gegebenen Daten sind:
    Mechanischer Durchmesser: 304.8mm
    Dicke an Rand: 24.5mm
    Öffnungsverhältnis: 5
    Ich habe "90° edge bearings" angeklickt, das entspricht zwar nicht ganz meiner Lagerung, kommt der Sache aber am nächsten.


    Das Programm von Robert Houdart errechnet 0.8 nm RMS bezogen auf die Spiegeloberfläche.


    Für den Umrechnungsfaktor von RMS nach PV habe ich 4.9 gefunden, das ergibt also 3.92 nm PV bezogen auf die Spiegeloberfläche, oder 7.84 nm bezogen auf die Wellenfront.


    Gemessen hatte ich 0.11 waves PV bezogen auf die Wellenfront, bei 633nm. Das entspricht 70 nm PV.


    Also ein Faktor 9 zuviel. Irgendwas kann da nicht stimmen, entweder bei der Berechnung oder bei meiner Messung.


    Gruss
    Michael

  • Hallo Michael,


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Also ein Faktor 9 zuviel. Irgendwas kann da nicht stimmen, entweder bei der Berechnung oder bei meiner Messung.
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    lt. meinen Messungen zumm RR Versuch hatte der 12"- Spiegel 1,3 lambda wave Asti, von der Lagerung unabhängig. Das wurde doch durch Deine Messungen sowie durch die von Alois ziemlich gut bestätigt. Ein derart verbogenes Exemplar kann man doch schlecht zur praktischen Nachprüfung eines Rechenergebnisses zur Laderungsdeformation heranziehen. Oder hab ich etwas völlig falsch verstanden?


    Gruß Kurt

  • Hallo Horia,<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Horia</i>
    <br /><blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">
    gibt es ein ungefähres Datum wann die Jungs das berechnet haben?
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Hallo Kurt,


    Der Robert Houdart hat sein 43,3” Teleskop-Projekt Anfang 2007 angekündigt. Die ersten FEM Ergebnisse hat er im Oktober 2007 veröffentlicht und seitdem immer weiter entwickelt.


    Viele Grüße
    Horia


    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    vielen Dank für diese interessante Info. Ich muß dem Robert großen Respekt zollen für seine theoretische Ausarbeitung. Mir hat es bereits gereicht, dass man die Verbesserung bezüglich Asti. durch Anwendung der lateralen Rollenlagerung an einem 24" Spiegel sowie an kleineren Exemplaren praktisch messen konnte.


    Gruß Kurt

  • <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Horia</i>
    <br />
    Wie Du schon sagst, basiert das Ganze auf der Arbeit vom Robert Houdart, welche eine sehr aktive Diskussion in dem „bigdob“ Yahoo group gestartet hat.


    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Hallo,
    Ich bin zwar bei Bigdob angemeldet, verfolge die Diskussionen aber nicht engmaschig. Das rächt sich natürlich, aber ich kann auch nicht sämtliche ATM-Gruppen verfolgen, dann komme ich selbst zu gar nichts mehr[:)]
    Es wäre gut wenn das Programm verifizierbare Werte liefern würde und dabei auch die Toleranz der Auflagepunkte berechnet werden. Es nutzt ja nichts wenn ich ein ausreichendes Ergebnis bei der Berechnung erhalte aber eine Abweichung von 0,1 mm in der Realität am Himmel kein brauchbares Bild liefert.
    Grüße marty

  • Hallo Kurt,


    &gt; lt. meinen Messungen zumm RR Versuch hatte der 12"- Spiegel 1,3 lambda wave Asti, von der Lagerung unabhängig. Das wurde doch durch Deine Messungen sowie durch die von Alois ziemlich gut bestätigt. Ein derart verbogenes Exemplar kann man doch schlecht zur praktischen Nachprüfung eines Rechenergebnisses zur Laderungsdeformation heranziehen. Oder hab ich etwas völlig falsch verstanden?



    Ich hatte zwei Messungen gemacht, wobei der Spiegel um 90 Grad gedreht wurde, und dann hatte ich den gesamten Astigmatismus rechnerisch in zwei Anteile zerlegt: Der Astigmatismus des Spiegels (Grössenordnung ungefähr so wie du geschrieben hast), und der durch den Teststand hervorgerufene Astigmatismus.
    Letzterer war 0.11 waves PV in der Wellenfrant bei 633nm.


    Siehe Testbericht, ganz unten:
    http://www.astro-electronic.de/mir_r_r.htm


    Ich würde diesen Test gerne noch mal mit einem besseren (und dünneren) Spiegel wiederholen, um das Programm von Robert zu überprüfen. Ich habe aber im Moment keinen geeigneten Spiegel. Er sollte möglichst gross und dünn sein, aber der Krümmungsradius muss kleiner als 4m sein, sonst passt er nicht auf meinen Tisch.


    Gruss
    Michael

  • <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Also ein Faktor 9 zuviel. Irgendwas kann da nicht stimmen, entweder bei der Berechnung oder bei meiner Messung.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    Ich hätte folgende Erklärungsversuche:


    1. Schaut mal die Rechnungen von Mauro Da Lio. Die ersten beiden Beispiele zeigen an einem 16" Spiegel von 40,5 mm Dicke, dass eine Verlagerung des Auflagerpunktes vom Schwerpunkt aus von 1 mm nach vorne, bereits die RMS Deformation mehr als verdoppelt (von 0,85 auf 2,2 nm RMS). Der Effekt dürfte bei dem viel dünnerem MRR- Spiegel noch höher sein. Wie sicher bist du, dass du bei deiner Messung genau im Schwerpunkt gelagert hattest?


    2. Da die Deformation sehr lokal ausgeprägt ist, ist der Umrechnungsfaktor von RMS auf PV wahrscheinlich höher als bei Astigmatismus erster Ordnung, also wohl höher als der von dir angenommene Faktor 4.9.


    3. Wurde von Kurt bereits beschrieben.


    4. Kann man eine Deformation von 2x0,8= 1,6 nm RMS Wellefront mit einem Interferometer überhaupt genau genug ausmessen?


    Vielen Dank an Robert Houdart für sein Rechenprogramm. Man müste sich tiefer durch die Yahoo bigdob Beiträge wühlen. Zusammen mit den Rechnungen von Mauro Da Lio zeigt es mit aber jetzt schon, dass es bei der radialen Lagerung nicht auf die theoretisch beste Lagerung (Schlinge) ankommt, sondern auf die in der Praxis beste, sprich darauf, wie gut man die Bautoleranzen einhalten kann und wie verzeihlich sich die Konstruktion bei Abweichungen vom Ideal benimmt ("robust Design"). In dieser Hinsicht ist die Rollenlagerung überlegen, was wir ja aus Praxistests bereits wissen. Dabei scheint es gar nicht sooo entscheident wichtig, mit weiviel Punkten man lagert und wie diese angeordnet sind, sondern, dass sie möglichst am Spiegelschwerpunkt angreifen und in Richtung senkrecht zur Spiegelebene möglichst reibungsfrei sind.


    p.s. Alte Beiträge zum Thema:
    - Schlingenlagerung bei dünnen Spiegeln
    - laterale Spiegellagerung
    - Spiegel auf Zelle kleben?
    - Round Robin Bericht

  • Hallo Stathis,


    &gt; 1. Schaut mal die Rechnungen von Mauro Da Lio.


    Ah, das ist interessant. Was meint er denn mit "piano wire"? Wörtlich übersetzt heisst das "Stahldraht", aber aus dem Zusammenhang scheint hervorzugehen dass feste Auflager an bestimmten Stellen gemeint sein müssen.



    &gt; Die ersten beiden Beispiele zeigen an einem 16" Spiegel von 40,5 mm Dicke, dass eine Verlagerung des Auflagerpunktes vom Schwerpunkt aus von 1 mm nach vorne, bereits die RMS Deformation mehr als verdoppelt (von 0,85 auf 2,2 nm RMS). Der Effekt dürfte bei dem viel dünnerem MRR- Spiegel noch höher sein. Wie sicher bist du, dass du bei deiner Messung genau im Schwerpunkt gelagert hattest?


    Er hat einfach mit der vollen Dicke auf zwei Holzkanten aufgelegen. Die Rückseite war kräftefrei. Das ist leider keine exakt definierte Auflage. Nächstes mal mache ich es besser, man lernt ja dazu...
    Der Winkel war nicht +-45 Grad sondern nur +-20 Grad.



    &gt; 2. Da die Deformation sehr lokal ausgeprägt ist, ist der Umrechnungsfaktor von RMS auf PV wahrscheinlich höher als bei Astigmatismus erster Ordnung, also wohl höher als der von dir angenommene Faktor 4.9.


    Das stimmt, hat aber keinen Einfluss auf den Vergleich weil ich ja nur den PV-Wert des Astigmatismus 1. Ordnung betrachtet habe, und nicht den PV-Wert von allen Fehlern zusammen.



    &gt; 4. Kann man eine Deformation von 2x0,8= 1,6 nm RMS Wellefront mit einem Interferometer überhaupt genau genug ausmessen?


    Das ist so an der Grenze des Machbaren. Bei Zygo wird die "Repeatability of RMS" mit lambda/10000 angegeben:
    http://www.zygo.com/products/gpi/gpi_xp-d_can_spec.pdf
    Dem steht aber die Genauigkeit der Transmission-Sphäre gegenüber, und die hat "nur" lambda/40 PV.


    1.6nm Asti RMS in der Wellenfront entspricht 1.6nm * 2 * sqrt(6) = 7.84nm PV, das entspricht lambda/81. Da kommt man nicht drum herum, den Fehler der Transmissions-Sphäre vorher per 2-Sphären-Test zu ermitteln und dann zu subtrahieren.


    Gruss
    Michael

  • Dear friends,
    (my apologies for replying in English)


    Great to find you discussing this topic! We're very much interested in any test results that can validate or invalidate the FE analyses on which the calculator is based. The main difficulty in comparing analysis and test lies in accurately controlling the test conditions.


    For Michael's test of the 305x25.4mm f/5 mirror, putting the mirror on wooden pegs at 20° from vertical is far from ideal. I have tried to simulate this situation in the analysis.


    First I've run a FE analysis for the 20° edge bearings exactly at the center of gravity (COG), and find the following error:
    - RMS: 2.1 nm
    - P-V: 10.4 nm
    The error is nearly entirely astigmatism (and this also confirms the factor 4.9 between P-V and RMS).


    Next, if we assume that the wooden pegs act on the geometrical center of the mirror which lies 1 mm above the COG, one obtains the following:
    - RMS: 3.7 nm
    - P-V: 20.0 nm
    Mainly astigmatism but also some coma appears. Clearly we're getting a lot closer to the 35 nm P-V surface error measured by Michael!


    Remember that the ideal 45° edge bearings exactly at the COG produce the following results:
    - RMS: 0.7 nm
    - P-V: 7.0 nm
    No astigmatism, just trefoil, tetrafoil and primary spherical.


    This shows the major impact of the test conditions on the results reported by Michael.


    Kind regards,
    Robert Houdart

  • Hallo Robert,


    &gt; Remember that the ideal 45° edge bearings exactly at the COG produce the following results:
    - RMS: 0.7 nm
    - P-V: 7.0 nm
    No astigmatism, just trefoil, tetrafoil and primary spherical.



    Aha, da ist also gar kein Astigmatismus wenn die Lagerung bei +-45 Grad im Schwerpunkt erfolgt. Das erklärt natürlich die unterschiedlichen Ergebnisse. Ich muss mir unbedingt eine neue Spiegel-Halterung nach den neusten Erkenntnissen bauen. Und wenn der Tag 36 Stunden hätte, dann wäre das schon längst geschehen :)


    Gruss
    Michael

  • Hallo Laterallagerer,
    Michael: eine Piano-Wire-Lagerung ist eine Lagerung des Spiegels auf den Spitzen von zwei in radialer Richtung stehenden Drähten. Der Spiegel steht dann wie auf den Spitzen von 2 Zahnstochern.


    Alois hat die Veränderung der Auflager bereits einmal am Round-Robin-Spiegel experimentell interferometrisch gemessen. Die Spiegelfehler aus Knickastigmatismus (und Knickkoma) waren in allen Fällen ein Mehrfaches von den bei cruxis berechneten Fehlern:


    Meine eigenen Messungen des Knickastigmatimus an 300/19mmf4.8 und Alois Messungen an meinem 535/25mmf4.2 zeigen ebenso viel höhere Werte, wohlgemerkt bei definierter Wippenlagerung im Teststand! Ich zweifle damit die Resultate des Calculators dahingehend an, dass ich der Meinung bin, dass das Einknickverhalten der Spiegel nicht abgebildet wird. Dargestellt wird bei perfekter Schwerpunktlagerung die Verformung infolge Krafeinleitung und bei exzentrischer Lagerung die Verbiegung des Spiegels infolge Exzentrizität der Lagerkraft, welche ein Moment und damit Biegung erzeugt.
    Auf den Darstellungen von Mauro ist bei perfekter Schwerpunktlagerung kein Astigmatismus und keine Koma vorhanden. Das ist bei Hohlspiegeln auch aus theoretischer Sicht kein plausibler Wert. Eine hohle Form fällt unter Eigengewicht immer in sich zusammen!



    Der Knickasti und die Knickkoma wird in den Berechnungen also nicht berücksichtigt und muss noch hinzugefügt werden. Mir scheint, dass die Differenz der Messungen und der Berechnungen genau dieser Knickasti/Knickkoma ist.


    Bei perfekter Schwerpunktlagerung ist der Einfluss der Lagerung vernachlässigbar, die Kräfte wirken in der extrem steifen Ebene der Scheibe. Das hat Stathis übrigens bei der letzten Diskussion bereits gemutmasst.


    Jede Abweichung von der perfekten Schwerpunktlagerung wird mit üblen Verformungen bestraft, auch Kräfte senkrecht zur Scheibenebene wirken desaströs auf das Bild.


    Fazit: Genau wie Stathis schon gesagt hat, robust konstruieren, reibungsfreie Auflager (Kugeln/Rollen, KEIN Gleitlager)!
    Wichtig weiter: Die Auflagerwippen/Auflagerpunkte MÜSSEN sich mit Kollimation mitbewegen oder bei einer festen "Schraube" auf deren Kippaxe liegen. Ansonsten kann bereits eine Kollimierumdrehung der M8-Kollimier-Schraube zu grässlichsten Bildverschlechterungen führen.


    Ausblick: Wie könnte man den Knickastigmatismus mit der Lagerung "korrigieren"? Ich denke, dass Rechenwerkzeug von Mauro könnte hier helfen.


    Grüsse
    Max

  • Hallo Max,


    &gt; Eine hohle Form fällt unter Eigengewicht immer in sich zusammen!


    Das kann man so nicht sagen. Wenn die Lagerpunkte bei +-45 Grad sind, dann wird der Spiegel auch in der Breite zusammengedrückt, und dadurch wird der Astigmatismus (zumindest teilweise) kompensiert.


    Gruss
    Michael

  • Hallo Miteinander,


    eine kleine Anmerkumg zur Fehlerdiskussion:


    1. Lt. Mirror Edge Support Calculator" sind die Deformatinswerte für einen Spiegel wie unser RR (D= 300, d= 25) so gering, dass man sie nach meiner Einschätzung kaum noch sicher zu kann.


    2.Eine der wichtigsten Störgrößen wird schlicht vergessen. Das ist der vertikale Temperaturgradient der Luft in der Prüfstrecke. Bei früheren Versuchen zur Reproduzierbarkeit der Interferometermessung hab ich bemerkt, dass selbst bei einen nur 250 mm großem und 43 mm dicken Zerodurspiegel scheinbar Prüfstandsasti in der Größenordnung von 1/10 lambda PtV sichtbar wurde.
    Siehe auch:
    http://www.astrotreff.de/topic.asp?ARCHIVE=true&TOPIC_ID=17200&SearchTerms=zufällige+Fehler
    http://www.astrotreff.de/topic…hTerms=Astigmatismus+kann


    2. Aus 1. und 2. folgt, dass man zur Überprüfung der Theorie
    a) einen großen dünnen Spiegel bräuchte, wie Michael bereits gesagt hat, aber
    b) Messungen wären nur in einem klimatisierten Prüfraum erfolgversprechend mit vertikalen Tk der Luft von &lt;0,1°C/m.
    Ich wage zu bezweifeln ob man das in unseren "Prüfbunken" erreicht.


    Gruß Kurt

  • Hallo Kurt,


    &gt; 1. Lt. Mirror Edge Support Calculator" sind die Deformatinswerte für einen Spiegel wie unser RR (D= 300, d= 25) so gering, dass man sie nach meiner Einschätzung kaum noch sicher ...


    Dem stimme ich zu. Um die Berechnung messtechnisch zu verifizieren brauchen wir einen Spiegel, der möglichst gross und dünn ist, und noch dazu mit kurzer Brennweite. Und möglichst wenig Eigen-Astigmatismus.



    &gt; 2.Eine der wichtigsten Störgrößen wird schlicht vergessen. Das ist der vertikale Temperaturgradient der Luft in der Prüfstrecke. Bei früheren Versuchen zur Reproduzierbarkeit der Interferometermessung hab ich bemerkt, dass selbst bei einen nur 250 mm großem und 43 mm dicken Zerodurspiegel scheinbar Prüfstandsasti in der Größenordnung von 1/10 lambda PtV sichtbar wurde.


    Dazu gibt es aber unterschiedliche Meinungen. In diesem Thread ab Seite 4:
    http://www.astrotreff.de/topic…OPIC_ID=45598&whichpage=4
    sind wir (Hans-Jürgen Busack und ich) zu der Erkenntnis gelangt, dass die Temperaturschichtung keine Rolle spielen dürfte, vorausgesetzt es handelt sich um eine lineare Temperaturverteilung (mit anderen Worten: ein gleichmässiger Gradient).
    In dem Thread fehlt am Ende noch der Hinweis, dass ich die Berechnung von Hans-Jürgen nachvollziehen konnte.


    Gruss
    Michael

  • Hallo Max,


    Thank you for these interesting test results.
    I assume that we are talking about the whiffletree design with support points at 14° and 45° from the vertical.
    First of all, it's good to underline that according to the FE analyses, the ideal positions for a whiffletree are 22.5° and 67.5° - in other words 4 points separated by 45° on the bottom of the mirror. Deviating from these values removes all the advantages of using 4 contact points instead of 2. The results computed for the 14°/45° whiffletree are worse than for two simple 90° edge rollers.


    I have run the FE analyses for the test configurations on the 350x33 mm, f=1582 mm mirror with the 14/45° whiffletree.
    Here are the analysis results for the 4 offsets (nm on the surface, waves on the wavefront):
    - Abweichung -2 mm: 11.1 nm or 0.042 wave (test result: 0.063 wave)
    - Abweichung 0 mm: 8.2 nm or 0.031 wave (test result: 0.048 wave)
    - Abweichung +2 mm: 22.5 nm or 0.085 wave (test result: 0.218 wave)
    - Abweichung +4 mm: 37.5 nm or 0.151 wave (test result: 0.337 wave)


    Qualitatively the test results correspond reasonably well with the FE analysis. For example, the asymmetry of the error with respect to the COG: the case below the COG (Abweichung -2 mm) is a lot better than above (Abweichung +2 mm).


    Quantitatively, there remains a factor of about 2 between the FEA results and the tests. This might come from an incorrect model for the back support which is important for the case with an offset from the COG.


    Anyway, I would never claim that these FE analyses are perfect, but I hope that at least in a qualitative way they can be used to show which configurations will work well and which will not.


    Grüsse,
    Robert Houdart

  • Hallo Michael,
    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Das kann man so nicht sagen. Wenn die Lagerpunkte bei +-45 Grad sind, dann wird der Spiegel auch in der Breite zusammengedrückt, und dadurch wird der Astigmatismus (zumindest teilweise) kompensiert.
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Das wird in den Foren so herumgereicht, eine wirkliche Herleitung habe ich bislang noch nicht gefunden. In den Berechnungen von Mauro sind die verbleibenden Oberflächenfehler derart gering, dass ich nicht glauben kann, dass sich hier Knickasti (mit hohem Betrag!) und Einklemmung bei 45 Grad gerade schön bis auf einige Nanometer kompensieren.


    Ich lasse mir natürlich gerne das Gegenteil zeigen!


    Leider habe ich selber keinen Zugriff auf ein echtes 3D-FEM mit geeigneten Finiten Elementen.


    Grüsse Max

  • Hallo Max,


    &gt; eine wirkliche Herleitung habe ich bislang noch nicht gefunden.


    Dann möchte ich das mal versuchen.


    1. Wenn das gesamte Gewicht des Spiegels unten auf einem einzigen Punkt lastet, dann entsteht zweifellos Astigmatismus. In der horizontalen Ebene wird der Krümmungsradius grösser, und in der vertikalen Ebene wird er kleiner.


    2. Jetzt nehmen wir mal an, dass wir zwei Lagerpunkte haben, die sich fast an den Seiten des Spiegels befinden, also bei etwas weniger als +-90 Grad. Der Spiegel wird regelrecht eingeklemmt, und die radialen Kräfte werden sehr gross. Bei exakt 90 Grad sogar unendlich gross!
    Wenn die seitlichen Kräfte wesentlich grösser sind als das Eigengewicht in Fall 1, dann muss logischwerweise der Astigmatismus jetzt anders rum sein, also der horizontale Krümmungsradius wird kleiner, und der vertikale wird grösser.


    3. Und nun ist klar dass es irgendwo in dem Bereich dazwischen (ungefähr bei +-45 Grad) zwei ideale Lagerpunkte geben muss, wo sich die beiden Effekte genau kompensieren, so dass der Astigmatismus 1. Ordnung genau Null wird. Ob dieser ideale Punkt genau bei +-45 Grad liegt oder nur irgendwo in der Nähe, das weiss ich nicht.


    Gruss
    Michael

  • Hallo Michael,


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Dazu gibt es aber unterschiedliche Meinungen. In diesem Thread ab Seite 4:
    http://www.astrotreff.de/topic…OPIC_ID=45598&whichpage=4
    sind wir (Hans-Jürgen Busack und ich) zu der Erkenntnis gelangt, dass die Temperaturschichtung keine Rolle spielen dürfte, vorausgesetzt es handelt sich um eine lineare Temperaturverteilung (mit anderen Worten: ein gleichmässiger Gradient).
    In dem Thread fehlt am Ende noch der Hinweis, dass ich die Berechnung von Hans-Jürgen nachvollziehen konnte.
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    ich hatte mehrfach beobachtet, dass bei Tk von im Bereich 0,1°C bis 0,3°C/Spiegeldurchmesser, gemessen unmittelbar vor dem Spiegel im Iso Tunnel scheinbarer Prüfstandsasti in der Größenordnung von 0,1 lambda ptv sichtbar wurde, aber auch Koma. Wie bereits gesagt war das an einem 250 mm Zerodurspiegel. Der wird duch das bisschen Temperaturdufferenz garantiert nicht astigmatisch werden. Dem ist es auch zienmlich egal ob er z. B. auf der Rückseite irregulär verteilt abgekühlt oder aufgeheizt wird. Anderseits waren die gemessenen Astibeträge nach Mittelung mehrerer Zernike- Sätze zu groß und immer verikal-horizontal orientiert. Deswegen halte ich zufällige Fehler für unwahrscheinlich. Da ich diesen Wert von Asti für praktisch unkritisch halte hab ich nicht weiter geforscht wie denn genau der Zusammehang zwischen Tk der Luft und Asti bzw. Koma im Prüfstand ist.


    Auf jeden Fall würde aber Untersuchungen an einem großen Pyrex- Spiegel in weniger gleichmäßig temperierter Raumluft zu Hausnummern statt Messresultaten führen, wenn man Asti in der Größenordnung von 1/10 lambda ptv messen will. Dazu reichen schon Temperaturdifferenzen von 0,1°C zwischen Vorderseite und Rückseite aus, sofern diese nicht radialsymmetrisch zur Spiegelachse verteilt sind. Mess mal die Wand- Decken- und Bodentemperaturen in Deinen Prüfraum zu dieser Jahreszeit! Kurz gesagt, ich würde keine Messresultate ohne die messtechnische Absicherung bezüglich Temperaturstörungen akzeptieren.

    Gruß Kurt

  • Hallo Kurt,


    &gt; ich hatte mehrfach beobachtet, dass bei Tk von im Bereich 0,1°C bis 0,3°C/Spiegeldurchmesser, ...


    Ich habe hier ziemlich reproduzierbar und unabhängig von der Jahreszeit 0.2K Gradient auf 50cm, und zwar linear.
    Ich messe mit 3 kalibrierten Thermometern mit 0.01K Auflösung, Höhe überm Tisch 2cm, 30cm, 58cm.
    Die Temperatur des mittleren Fühlers ist immer schön in der Mitte zwischen den beiden anderen.
    Zum Kalibrieren habe ich einen mit Styropor isolierten Kupferblock mit 3 Bohrungen, wo die Fühler reingesteckt werden. Und dann zeigen alle das gleiche an, mit maximal 0.02K Abweichung.



    &gt; Wie bereits gesagt war das an einem 250 mm Zerodurspiegel. Der wird duch das bisschen Temperaturdufferenz garantiert nicht astigmatisch werden.


    ganz bestimmt nicht.



    &gt; Mess mal die Wand- Decken- und Bodentemperaturen in Deinen Prüfraum zu dieser Jahreszeit!


    Fussboden 12.2°C
    Decke 12.8°C (der Raum oben drüber ist unbeheizt)
    Wird vielleicht noch gleichmässiger wenn ich die Tür zumache.


    Gruss
    Michael

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