автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.07, диссертация на тему:Исследование особенностей построения оптико-электронных систем с оптической равносигнальной зоной для контроля линейных смещений

Т5 Ой

- . САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ ТОЧНОЙ МЕХАНИКИ И ОПТИКИ (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

На правах рукописи

Ли Янь

ИССЛЕДОВАНИЕ ОСОВШЮС7ЕН ПОСТРОЕНИЯ

оптико-электронных глотш

С ОПТИЧЕСКОЙ РАВНОСНПШЫЮЙ зоной ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЛИНЕЙНЫХ СМЕ1$НИЙ

Специальность 05.11.07 Оптические и оптико-электронные приборы

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург 199-1

Работа шя&ан$на ъ Санкт-ПеЬрОургоком государст^-нком институте. точной механики и оитикн (текккч-.-ском уаиь-:рс.итет«?> и университете ЦинХуа (КНР)

Научные руководители ,

- доктор технических наук, ^сФессор

Э. Д. ПАНКОВ

- кандидат технических наук. и. н. с.

А. Н. ТИМОФЕЕВ

Официальные оппоненты

- доктор технических наук, профессор

С. И. ЛАТЫКВ

- кандидат .технических наук .

О. А. ВОЛКОВ

Ведущее предприятие

АО ЛОНО

Защита диссертации состоится ¿0 сентября 1934 года ь /б* часов 2,0 минут на заседании специализироьанного совета Д'053,26.01 "Ояткчёские и • оптш»-&л*ктроннке приборы" при Санкт-Петербургском государственном институте точной механики и оптики .(тех,.ическом; университете) по адресу:

197101, Санкт-Петербург, СаОдинскал чл. ,"д'Л'4т "С диссертацией можно ознакомиться ь библиотеке Института. Автореферат разослан." о{ сентября 1994 года. Саши отзывы -и еамечания по .автореферату (б двух экбеыплярах.». заверенные пе-чтью, просим направлять ь адрес Института: 197101, Санкт-Петербург, Саблинская ул., д. 14, секретарю специализированного совета.

Ученый секретарь - ■ .ц

специализированного совета Д 053.25.01. у^

Г

кандидат те^ркч^склх нау;;, доцент В. М. КРАСАВЦЕВ

Актуальность проблвяи

В ряде промышленных отраслей одной из актуарных задач является проблема активного контроля прямолинейности, плоскостности и соосности элементов крупногабаритных-конструкций, а также определения взаимного положения узлов и блоков таких конструкций б процессе их сборки.

В подавляющей болыаинстзе случаев решение этих проблем з указанных отраслях необходимо на дистанциях не более 50 м, при этом инструментальная средня« квадратическая 'погрешность с каждом из измеряемых направлений должна быть не более 0.02 км.

Одной из перспективных оптико-электронных систем, предназначенных для реаения упомянутых задач, является опткко-электронная система с оптической равносигнальной зоной (ОЭСКС с ОРСЗ). Оптика-электронные систем« для контроля положения объектов относительно базовой плоскости, основанные на использовании оптической равносигнальной плоскости известны достаточно хорошо , однако для создания аналогичных систем, предназначенных для днухко-ордикатного контроля, необходимо провести дополнительные исследования и решить ряды новых вопросов.

Наряду с актуальностью и трудностью рассматриваемой заггчи, в последние год;:' появилась тенденция использования систем автоматизированного проектирования (САПР) в приборостроении, что дает 'возможности проанализировать большое число различных схемных и конструктивных решений за достаточно короткий интервал времени; использовать уточненные математические методы для расчета И' проектирования ОЭСКС; создавать схемы , оптимально отвечающие предъявляемым к ним техническим требованиям.

Все зто послужило причиной выбора направления диссертационной работы, а именно, исследование особенностей опт'ККО-электронных систем для одновременного контроля двух вза!шноперп-;:-.дйку-лярных смещений относительно линейной измерительной базы, реализованной оптической равносигнальной зоной.

Цель и задачи работы

Целью диссертационной работы является исследование особенностей оптико-электронных систем для одновременного кс^роля двух взашюперпендикулярных смешений относительно линейной из-

верительной базы, реализованной оптической равноскгнальной зоной.

Поставленная цель определила следующие задачи исследований: систематизацию и анализ существующих материалов по опти-ко-элеотронным методам и устройствам для контроля линейных сме-щенйй с целью выбора и разработки принципов построения требуемых ОЭСКС; -

- исследование особенностей построения обобщенной схемы 030К0, использующей в качестве измерительной базы ОРСЗ;

- разработку методик и математических моделей для анализа н исследования характеристик ОЭСКС с помощью ЭВМ;

. - создание прикладных программ расчета на ПЭВМ параметров опютеской системы;

- разработку оптических и электронных схем ОЭСКС.с ОРСЗ;

- теоретический анализ и экспериментальное исследование факторов, влиятеи на точность ОЭСКС с ОРСЗ.

Нсследэзазп-т

В процессе выполнения работы применялись аналитические и акспериментальнье методы, а также метод имитационного моделирования на ЭВМ.

Аналитические методы базировались на общей теории физического и изтематкческого моделирования. Для подтвервдения полученных результатов были использованы методы имитации на ЭВМ и экс-периментальнче исследования в лабораторных условиях.

Наткал позвана рабош

В диссертации впервые: исследованы характеристики энергетического распределения в ОРСЗ и методика энергетического расчета оптической системы ОЗСКС при наличии аберрации объектива задат-чика базового направления (ЗБН) на основе уточненной модели с помощью ЭВМ; реализовано программное обеспечение, которое позволяет определять энергетические характеристики в ОРСЗ, проводить энергетические расчеты и анализировать влияние воздушного тракта на погрешность измерений; предложены схемные решения оптико-электронной сисТеШ для контроля двух взажшоперлеидикуларних смещений оУНосктелоНо линейной измерительной базой, реализованной оптической равносигнаяьной зоной; проведен анализ погревнос-тей »кспергЫентбДьш« образцов.

- Б -

Защищаемые положения

- целесообразность использования ОРСЗ в ОЭСКС;

- особенности построения обобщенной схемы ОЭСКС с ОРСЭ и математические модели исследуемой системы;

- аналитическое исследование распределения облученности й ее градиента в ОРСЭ;

- особы определения положения ОРСЗ с ломощью Фотоприемной части;

- методика и программа анализа и расчета параметров и характеристик энергетического распределения в двух координатах ОРСЭ с помощью ЭВМ при наличии влияющих факторов; аналитическое исследование влиянии аберрации на распределение энергии в ОРСО;

- анализ особенностей построения оптических и электронных схем ОЭСКС с ОРСЗ;

- исследование влияний источников погрешностей на точность ОЭСКС с ОРСЗ;

Практическая ценность работа

- предложены принципы построения оптико-электронных систем для одновременно контроля двух перпендикулярных смещений;

- разработаны методика анализа энергетических характеристик в ОРСЗ;

- создано программное обеспечение для расчета основных оптических параметров ОЭСКС;

- предложена оптическая и электронная схема, {юалязукйдзй контроль одновременно в двух перпендикулярных направлениях;

- на основании анализа погрешностей оценена степень влияний влияющих факторов на Точность ОЭСКС, предложена способы для уменьшения наиболее существенного влияния, оказываемого рефракцией воздушного тракта;

- результаты работы использованы для выполнения ряда научно-исследовательских работ, выполняемых в СПГИТМО(ТУ).

Реализация результатов рабом

Результаты диссертационной работы внедрены в СПГИТМО(ТУ) в научно-производственной лаборатории "Оптико-электронные системы".

Апробация работа

Результаты работы обсуждены на научном семинаре кафедры "Оптико-электронные приборы и системы" СПГИТШ(ТУ).

- б -

Публнкацш!

По материалам диссертации опубликованы 2 печатных работы.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, пя-'и глав, заключения, 2 приложений и библиографического списка иэ 81 наименования, содержат 137 страниц основного текста, 68 рисунков и 12 таблиц.

•Крагксв содорздаяа раооти

Во зводеюш показана актуальность работы, сформулированы ее цель, задачи и основные, положения, выносимые на защиту.

В первой главе- исходя из технологических и производственных требований к изделиям машиностроения, показано, что разрабатываемые ОХ'КС должны обеспечивать среднеквадратическую погрешность не более 0,02 км в диапазоне измеряемых величин ¿10 мм'., диапазоне дистанций от 3 до 50 м. и времени измерений до 1-5 сек..

ОЭСКС по схемам'измерения подразделяются на коллимационные, автоколлимационные и створные системы и классифицируются на системы, определяющие положение энергетического центра оптического пучка, системы, используквде волновые свойства света, и система, использующие информационную окраску частей пучка.

Многие достоинства и недостатки являются характерными для гоупп е целом и гриведены в таблице 1.

В силу высокой чувствительности и сравнительно большого диапазона регистрируемых смещений и дистанции контроля перспективным является применение ОЗСКС коллимационного типа, в которых в качестве измерительной базы используется равноси.'нальная зона пучка лучей оптического диапазона.

Во второй глазе приведены выражения, описывающие энергетические характеристики в ОГСЗ, Показано, что распределение облученности ь пределах общей переходной вони ОРСЭ может быть представлено постоянной'составляющей Ео и переменными составляющими Ех и Еу, причем, переменные составляющие Ех, Еу облученности прямо пропорциональны плоаади выходного зрачка, интегральному пропусканию т' и амплитуде модуляции яркости 1/х. Ь'у и обратно пропорциональны квадрату дистанции г.

Теоретически доказано, что при круглом выходном зрачке ва-'датчика базового направления (ЗБН) ОРСЗ всегда является прямой пространственной линией и может являться базой для измерений.

Табл. 1.

I Группа ——------------ --------------...............-г--------------- '" ■.------- ■■] Достоинства Недостатки !

| По схемам измерения j

|Коллимационные ¡Автокодлимаци-joiiHHbie | Створные Однонаправленность распространения оптического излучения Отсутствие электрических связей КЭ Снижение погрешности ьлияния атмосферы Элеетрическке связи контрольного элемента (КЭ) | Двунанрзвдеяность распространения оптического излучения Усдожекные связи КЭ

По принципам использования оптического излучения

¡Энергетический i центр IВолновые iсвойства Информационная ¡окраска Относительно простые схемные решения Высокая потенциальная точность Более высокая,чем в первом случае, точность при сопоставимых затратах Чувствительность к внешним влияниям Малки диапазон,высокая сложность.чувствительность к рнс-ш-ним влияниям Более сл:хные схемные (в 1 ,'М числе и алгоритмические),чем у перього, решения

По принципам анализа оптической информации

Движущиеся ¡анализаторы ¡Пространственно- зависимые i параметры i ¡Кадровые ана-1Лизаторы Устранение влияния низкочастотного шума Простые схемные решения Высокая точность Вибрации, износ, движущиеся детали Низкая точность Сравнительно высокая сложность

Выделяя на выходном зрачке объектива GEH элементарные зоны на некотором радиусе и считая, что сферическая аберрация внутри данной зоны является величиной постоянной, получено, что облученность E(x,y,z) в точке пространства изображения с координатами (х,у,г) при дистанции фокусировки го, радиусе R выходного прачка ЗБН будет

exr'Li t E(x,y,z) * Jhdh

2 о

ZitX'Lz p 2t'p y2oh + •—5— hdh - —r h arccos-dh (L2-L4) ,

sr. J h|Zol,-Z|

u ûhy

где Li- яркость источника в i-ом канале излучения (i=l,£,3,4); Zoh - дальность фокусировки излучающей полуплоскости элементарной кольцевой зоной радиуса h объектива ЗБН; ûhx-|X2Qh/(20h-2) Lin; AhylyZ0h^(Z0h-2) Uin-

Поскольку в реальном случае сферическая аберрация часто задается графически или числовыми величинами только в нескольких относительных координатах по зрачку h, то для расчета облученности следует использовать численные методы и вести их численным методом по формуле

f ' 1 E(x.y,z)---j L&h îj - (lhi + lhi+i).

где ЛЬ- шаг интегрирования; п- число элементарных кольцевых зон. Предполагается по графику сферический аберрации определять аналитическое выражение угловой сферической аберрации в соответственных элементарных кольцах методом параболической интерполяции по формуле Лагранжа. Чтобы найти многочлены в формуле Лагранжа применен метод исключения (метод Гаусса) для решения системы уравнений, найдены выражения интерполяции угловой сферической аберрации,

7!ля нахождения размера переходной зоны, который удобно использовать 8 инженерных расчетах при определении энергетической чувствительности, предложено линейное приближение по методу наименьших кЕадрзтов (рис.1),

Проведен анализ влияния разбаланса яркости в каналах излучения и неравномерности яркости источников аадатчика базового направления на положение ОРСБ, получены выражения для оценки этого влияния.

рассмотренные зависимости определения положения 0PCG с помощью приемной части показали, что при малых смещениях поток

л .я . ■ гх'г xzoh

—5- h arccos-dh (L1-L3) +

2 !. h|20h-z| ûhx

рассогласования фотоприемника, вызываемый смещениями йх, Ду, прямо пропорционален величине смещений, площади входного зрачка приемной части (ПЧ). диаметру выходного ерачка GEH и амплитуде модуляции яркости. Зависимости градиента облученности от дистанции, полученные с помощь» ЭВМ (рис.2), показали, что в процессе контроля с изменением расстояния мезду GEH и ПЧ, происходит значительнее изменение чувствительности системы к поперечным смещениям. Это требует при проектировании электронной схемы обеспечивать регулировку коэффициента усиления в диапазоне Ю-6.

Рассмотренная методика габаритно-энергетического расчета при наличии излучающего фона и реализованная программа вычисления на персональном компьютере показали, что для того чтобы найти численное решение, необходимо применять методы последовательных приближений итераций и деления пополам. Последний метод позволяет оценить погрешность вычислений размера выходного зрачка.

Проведенные расчеты для двадцати двух теоретически возможных объективов с типичными графиками угловой сферич.е:.;«й аберрации с помощью программы вычисления, позволяющей более точно получать распределение облученности и зависимость градиента облученности от дистанции ОРСЭ при наличии аберрации объектива 31!I, показали:

1. При положительной сферической аберрации объектива ра^мор переходной зоны увеличивается и, соответственно, градиент облученности в ОРСЗ снижается.

2. Для объективов, имеющих одинаковую форму графиков аберрации, чем больше величина аберрации, тем'Сольшв_раамер переходной зоны 1д на рассматриваем' й дистанции.

3. Величина размера переходной зоны на дистанции з при фокусировке на дистанцию 2о может быть выражена "классической" формулой

1л»0 (20-Z)/Z0+ kßfcjZ,

где D- диаметр выходного зрачка ЗЕН; - максимальное значение угловой сферической аберрации; к--коэффициент, Однако коэФЬици-ент к сильно зависит от Форш распределения аберрации по относительной координате объектива ЗЁН.

4. При Фокусировке объектива на максимальную дистанцию работы (2o=2max/ Y> наличии отрицательной аберрации градиент сбаг/-ченности может «two уменьшаться и даже изменяет знак из-sa

———|.-в6— к Л С ' з V 2 1 гя

\ /

А

4

Г /г тг/г^ //7- А

■г /

25 - ¿0 - 15 - 10 . .-5 С 1 я - и 1 5 2 0 2

РисД. Аппроксимация распределения облученности в переходной зоне, (крива! 1) и расчетные значений облученности для сферической. аберрации б'р^бО" (кривая 2) и Йф3*0 (крива, 3) при дистанция 00 м.

Игаа'^/тЗ)

100 к (

в

---. --- т

\

Ч. ----- --- 1 "т~

ч

/

10 - ч 1 2 А 3 У1

в- ——

б 10 14 13 72 26 30 34 38 42 46 50

Рис.2. Графики распределения градиента облученности по оси яри изменением дистанции для объектива 8БН без аберрации (кривая 1) и с сферической аберрацией 5'?3=СЮ" (кривая 2) и 5ф3»60" (кривая 3)

возникновения "смешения сигнальных зон".

5. При использовании объектива ЗВН с положительной сферической аберрацией фокусировка должна осуществляться на максимальную дистанцию, в тс время как при использовании объектива ЗЕК с отрицательной сферической аберрацией - на отрицательную (с расходимостью).

1? третьей глазе на основе- сравнения специфики двух схем рекомендована схема, в которой с помощью высококачественных разделительных прием создается высокий градиент облученности а ОРСЗ, что даег возможность обеспечить высокую чувствительность и, следовательно, точность работы системы.

Теоретические и экспериментальный исследования характеристик излучения светодиодов (типа АЛ107Б, АЛ115, АЛ119) показали, что яркость светодиодов лишь в небольшом телесном угле является постоянной, поэтому предложено разбивать телесный апертурпый угол на необходимое число элементарных конических телесных углов, ь пределах каждого из которых считать яркость посгз?*чой и при расчетах яркости Ь по выражению I = 4КР/я2с12зхг12ип. (где Р - мощность излучения, ип - значение апертурного угла излучения светодиода для уровня силы излучения равной 50% от мак-.о симальиой, с! - размер излучающей площади светодиода.) необходимо вводить коррекционный множитель К, значение которого может достигать 0,7.

Основываясь на указанных, обоснованиях и методике выбора и расчета объектива и конденсора ЗБН, на ЭВМ с использованием программ вычислений "ОПАЛ" были получены параметры и оптические характеристики объективов и конденсоров. С учетом удобства технической реализации предложено в схемах ЗБН использовать компенсатор сдвига изображения в виде плосчопараллеланой илаотимки, у которого с целью линеаризации функции преобразования используется тангенсний механизм.

Предложены обшяе .принципы построения оптических схемы ЛЧ. Указано, что в некоторых случаях из-за ограничения геометрических раз>"зров контролируемого объекта предложенные схемы не могут обеспечить совпадение плоскости входного зрачка с контролируемой плоскостью, что приводит к погрешности из-за отступления от принципа дбб*. ¡1£'& этом предлагается применять схему, а которой

еа объектиЕЭм расположена апертурная диафрагма, установленна$ перед задней фокальной плоскости объектива, мнимое изображение которой является входным зрачком схемы, что обеспечивает требуемый вынос входного зрачка ПЧ.

Рассмотренные особенности формирования и обработки электрических сигналов в ОЭСКС показали, что для ослабления влияния вначительного изменения чувствительности от дистанции между 3Bf и ПЧ в схему обработки необходимо ввести усилитель с cncTeMoi автоматического регулирования коэффициента усиления (АРУ). Предложен способ осуществления АРУ по неполкой высокочастотной модуляцией и рациональное соотношение глубины модуляции высокочастотным сигналом.

Сделан вывод, что расфазировка каналов одного направления не только вызывает погрешность регистрации положения ОРСЗ в данном направлении, но и приводит к ошибке регистрации положения ОРСЗ в другом, перпендикулярном направлении и последнее значительно сильнее, чем влияние, обусловленное расфозировкой каналов самого направления.

Расчеты по формулам вычислений взаимной нестабильности токов, скважности й фазы модуляции питания светодиодов показали, что для обеспечения погрешности, обусловленной нестабильностью характеристик модуляции ш?аанкя, менее 0.008 мм при '¿о " 50 м, Enun а 6 м, D - РО мм, должно быть обеспечено Л1Л/ 1д < 0,1%, ДО < 1,82, ß 4 0,05°, где Д1д/1д, ÄQ, В - взаимная нестабильность токов, скважности и фа^ы модуляции.

Четвертая глава посвящена анализу и оценке погрешности ОЭСКС с ОРСЗ. На основании теоретических исследований оценивается степень влияний на точность ОЭСКС с ОРСЗ, оказываемых различными источниками погрешностей. Особое внимание уделено наиболее сильно влиявшим факторам - регулярной рефракции и турбулентности атмосферы.

Теоретический анализ показал, что среди всех систематических погрешностей наиболее существительное влияние оказывается рефракцией воздушного тракта. Показано, что предварительная ориентация ВЕК по крайним рег.срным точкам рабочего диапазона позволяет в несколько раз уменьшить влияние регулярной рефракции на точность рассматриваемой системы. Указано, что для отыскания направления ориентации ЗБН необходимо в конечном пункте устано-

вить торцевую 114, с помощью Которой регистрировало смэпшшш 0FC3 унах на дистанции zq. По ыетоду накмеиьвих квадратоз подучено уравнение направления ориентации ЗБП

y=ksfy0, где k= Утах^о; Уо= "Утах/б.

Рассмотрены способы уменьшения влияния рефракции fia точность работы прибора. Одним из реальных споссбов у?.!э;!ьз-эни.!' влияния рефракции является метод введения попрвзся по положение ОРСЭ в момент измерений.

Указано, что среди всех погрешностей, косящих:случайный характер, наиболее существенное влияние на точность CSCK0 скликает погрешность, обусловленная флуктуации пжг.азате/.я преломле.'п»^ воздушного тракта. Проанализированы зависимости этого &здяякя о? диаметров выходного зрачка GEH и входного зрачка ПЧ. Показано, что увеличение диаметра входного зрачка ПЧ выгодно, для уиеньсо-ния этого влияния.

В таблице 2 приведены рассмотренные в работе источники погрешностей и их численные оценки.

Табл. 2.

Но Источники погрешностей характер проявления численные оцегаш

1 Методическая погрешность систематический 5м= 0.013 мы

2 Регулярная рефракция систематический 5р= 0.02 им

3 Температурная деформация корпуса ЗБН систематический Зд= 1, EQ WO"1: w

4 Расбаланс яркости каналов излучения систематичес ¡ой о.ооа мм

5 Деградация светодиодов систематический 51д=0,С01)й

6 Внутренние шумы фотоприемника случайный 6a=3,5*iO-0 Ш

7 Инструментарные случайный 0;ш-0.0я4 Vi

8 Нестабильность параметров модуляции питания светодиодов случайный бп» О.ШЗ-i мы

9 Эксплуатациокнье, носящие слупШ/А характер случайный б:,» 0.08 Ж

При введении'регулируемых элементов в электрическую схему погрешности, оСу:гловленные источниками 4,5,3 (табл.2) могут быть значительно уменьшены и их численное значение приведено с учетом работы канала автоматической -регулировки яркости.

■Теоретически определена граница суммарной погрешности ОЭСКС Дсо.95)= 0.16 мм при доверительной вероятности Р=0.95.

Предложена методика аттестации метрологической характеристики систем.

В пятой газве опксан.ы состав и устройство экспериментального образца системы. Приведены результаты исследований экспериментального образца, в результате которых получены номинальная статическа.-. характеристика и средняя квадратическая погрешность определения смещений ПЧ.

Эксперимеиталь ные исследования образца позволили определить воспроизводимость базового направлении, нестабильность положения базового направления с течением времени, порог энергетической чувствительности, номинальную статическую характеристику экспе-римегалыюго образца и влияние расбаланса яркости каналов излу-че: :я на' положения СРСЗ. Получен^, что в лабораторных условиях средняя квздратическая погрешность измерения с доверительностью 0.- -^ находится в пределах ¿0.087 мм на дистанции 6 м., а зависимость смещении ОРСЗ 5у (мм) от расбаланса тою питания Д1 (мА) аппроксимируется прямой

6у=0.048Ш+0.0С31

Обработка результатов экспериментов подтвердила правильность и пригодность принципов реализации технического варианта образца системы в качестве исходной для постановки кзделкя на производство.

Основные результаты работы заключается в следующем.

1. Пркзеден анализ . существующих методов и огпнко-электронных устройств для г жтроля линейных смещений и сделан вывод о целесообразности построения системы, использушей в качестве ба-еовой прямой оптическую равкосигнальную зону.

2. Сформулированы основные особенности построения оптико-электронной сйстеыы для одновременного контроля линейных смолений относительно базовой линии по ум взаимно перпендикулярным ишфавяепйям и получены шражения, описываюаде пространс-

твенное распределение основного информативного параметра - пере-; меннои составляющей облученности при четырех каналах излучения ЗБН.

0. Предложена методика анализа и расчета параметров и характеристик энергетического распределения в двух координатах ОРСЗ при наличии аберрации объектива ЗБН.

4. Разработаны программы вычисления на позволяющие получать распределение облученности.в ОРСЗ,.находить зависимости градиента облученности в ОРСЗ от дистанции и от смещений на определенной дистанции, производить энергетические расчеты системы и проводить анализ влияний регулярной рефракции и турбулентной флуктуации воздушного тракта на точность измерений системы.

5. Оценено влияние расбаланса и неравномерности яркости источников в каналах излучения ЗБН на положение дзухкоординатной ОРСЗ.

6. Рассмотрены особенности определения положения ОРСЗ с помощью фотоприемной части и получены зависимости энергетической чувствительности системы от дистанции при наличии аберрации объектива ЗБН.

?. Разработаны методика и программа вычисления при энергетических расчетах системы с учетом факторов, влияющих- на энергетическую чувствительность системы..

3. Рс.смотрены оптические схемы, позволяющие формировать ОРСЗ и осуществлять нулевой метод измерений с помощью оптического компенсатора.

9. Проведены экспериментальные исследования характеристики излучения и получены коэффициенты коррекции для расчета яркости серийно выпускаемых светодиодов,

10. С учетом особенностей рассматриваемой системы предложена электронная схема обработки кнформацио: ых сигналов. Показано, что для ослабления изменения чувствительности к поперечный смещениям с дистанцией необходимо ввести в схему обработки АРУ по неполной высокочастотной модуляции. На основе анализа влияния параметров и характеристик модуляции источников на положение ОРСВ разработаны требования к блоку питания светодйодов ЗБН.

11. Анализ погрешностей ОЭСКС с ОРСЗ показал, что основными факторами, ск^-.-.н ••лзими существенное влияние на. погрешность измерений систек». являются регулярная рефракция и турОулейность-

Воздушного тракта. Предложенные методы коррекции регулярной реф ршации и другие методические решения позволяют значительна уменьшить суммарную погрешность системы.

12. Разработана методика испытания экспериментального об разцз системы, экспериментально определена случайная погрешност: образца системы в лабораторных условиях на дистанциях до 6 м исследованы номинальная статическая характеристика и зависимост; положения ОРСЭ от расбаланса яркости каналов излучения.

По теие диссертации опубликованы следующие работы:

1. Ли Янь', Чж> ЗОЙ, Хуа Голян, Новая лазерная система с< скан&тором для ИБиерекия соосности элементов. Всекитайский межвузовский сборнкк научных трудов "Точные измерения". -Сиань 1990.

В. Ли Янь, Разработка лазерного прибора для контроля соосности отверстий крупногабаритных конструкций.. Тез. докл. науч но-тех. конференции по точным измерениям. -Харбин, 1882.

'Подписано.к печати 31.08.94 г. Заказ 132 Тираж 100 экз.

Объём I п.л. Бесплатно

Ротаярант. ИХУО. 190000, Санкт-Петербург, пер.Гривцова, 14