Выверка прямолинейности в основном относится к работам по установке и контролю положения технологического оборудования. При этом имеется в виду установка в заданном створе фиксированных на оборудовании точек, совпадающих с геометрическими и технологическими осями.

К широко известным способам выверки прямолинейности — струнному и оптическому — относят также коллиматорный, автоколлимационный, дифракционный и лучевой способы.

Коллиматорный способ применяют в основном при выверке прямолинейности направляющих путей и конвейерных линий большой протяженности или при установке оборудования в проектное положение по базовым точкам.

В автоколлимационном способе зрительная труба совмещена с коллиматором, образуя единый автоколлимационный прибор. Автоколлимационные приборы изготовляют в основном на базе серийных теодолитов и нивелиров с добавлением специального автоколлимационного окуляра, формирующего изображение светящейся сетки нитей. Примером может служить выпускаемый в России автоколлимационный теодолит ЗТ2А. Снабжены также автоколлимационным окуляром специальные алиниометры.

Принцип способа автоколлимации основан на получении изображения, образованного световым пучком, вышедшим из автоколлиматора и отраженным от отражателя, установленного на выверяемом оборудовании. Если в качестве отражателя использу. ют хорошо шлифованное плоское зеркало, а трубу автоколлиматора фокусируют на бесконечность, то получают автоколлимацию параллельного светового пучка, при сферическом отражателе — автоколлимацию сходящегося светового пучка. В зависимости от этого выверка прямолинейности может осуществляться двумя способами.

1. В параллельном пучке угол отклонения изображения, отраженного от плоского отражателя, измеряется оптическим микрометром автоколлимационной трубы. Схема автоколлимационного способа аналогична коллиматорной схеме, с той лишь разницей, что чувствительность автоколлимации вдвое выше, так как при повороте отражателя на некоторый угол автоколлимационное изображение отклоняется на двойной угол. Отсюда, при одинаковых условиях погрешность автоколлимационного способа вдвое меньше погрешности коллиматорного.

2. В сходящемся пучке труба фокусируется на зеркально-линзовый отражатель (ЗЛО), состоящий из плоского зеркала /, помещенного в фокусе объектива 3, и защитного стекла 2. Эта система чувствительна к линейному смещению отражателя перпендикулярно створу. Величина смещения измеряется непосредственно окулярным микрометром трубы или при помощи от-счетного устройства, если им снабжен отражатель.

К недостатку автоколлимационного способа выверки прямолинейности следует отнести возрастающие потери яркости изображения с увеличением расстояний до отражателя. Применение лазеров увеличивает дальность действия способа.

Помимо выверки прямолинейности, автоколлимацию с успехом используют для точной передачи азимутов (дирекционных углов) в ходах с очень короткими сторонами, равными нескольким метрам. Такие ходы могут прокладываться в закрытых помещениях для эталонирования гироскопов, галереях гидростанций, шахтах различного назначения и т. д. В качестве визирных целей в таких ходах применяют плоские зеркала; угловые измерения выполняют автоколлимационным теодолитом.

Дифракционный способ основан на известном интерференционном опыте Юнга с дифракцией от двух щелей. При монохроматическом пучке света наблюдатель видит одноцветную картину, состоящую из параллельных светлых полос, разделенных темными промежутками. Центральная полоса является самой яркой. Если интерференционная картина создается белым светом, то все полосы, кроме центральной, окрашены в различные цвета спектра.

Центр одиночной щели, оси симметрии спектральной марки и интерференционной картины всегда находится на одной прямой. Это свойство и используется для выверки прямолинейности. При поперечном створу смещении спектральной марки соответственно смещается центр интерференционной картины. Если спектральная марка снабжена отсчетным устройством, то, совмещая центр интерференционной картины с биссектором сетки нитей приемника света при двух, отличающихся на 180°, положениях спектральной марки и производя при этом отсчеты, можно определить величину отклонения от створа. Марка с одиночной щелью и приемник света устанавливаются на знаках закрепления монтажной оси, спектральная марка — на оборудовании.

Размеры щелей обеих марок и расстояние между щелями спектральной марки рассчитывают, исходя из условия получения резкой интерференционной картины и необходимой ширины ее полосы.

Приборная точность дифракционного способа характеризуется средней квадратической погрешностью 0,05...0,10 мм на 100 м. Способ очень чувствителен к внешним условиям.

Увеличение дальности дифракционного способа и автоматизация процесса измерений при сохранении высокой точности стали возможны с появлением лазерных интерференционных створо-фиксаторов (ЛИСТ). В этих приборах в качестве источника излучения большой мощности и высокой когерентности используется лазер, а интерференционное изображение формируется специальными дифракционными линзами, называемыми зонными пластинками. В качестве приемных используются фотоэлектронные регистрирующие устройства (ФЭРУ) различного вида.

В практике выверки прямолинейности широкое распространение получил так называемый лучевой способ. Он основан на применении узкого лазерного пучка, задающего положение опорной прямой. Для этого используют различные лазерные визиры и указатели направлений. Положение контролируемых точек определяется с помощью фотоэлектронных регистрирующих устройств.