автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.07, диссертация на тему:Исследование путей расширения диапазона измерения и повышения точности оптико-электронных автоколлиматоров

На правах рукописи

КРАЙЛЮК Анатолий Дмитриевич

ИССЛЕДОВАНИЕ ПУТЕЙ РАСШИРЕНИЯ ДИАПАЗОНА ИЗМЕРЕНИЯ И ПОВЫШЕНИЯ ТОЧНОСТИ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫХ АВТОКОЛЛИМАТОРОВ

Специальность: 05.11.07 - Оптические и оптико-электронные приборы

и комплексы

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт -Петербург 2004

Работа выполнена в Санкт-Петербургском Государственном университете информационных технологий, механики и оптики

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Э.Д. Панков

Официальные оппоненты доктор технических наук, профессор ...А.В. Демин, кандидат технических наук, доцент........В. В. Ефимов

Ведущая организация:...........ОАО ЛОМО

Защита диссертации состоится "......".............2004 г. в. . . . .ч. . . . мин.

на заседании специализированного совета Д 212.227.01 при Санкт-Петербургском Государственном университете информационных технологий, механики и оптики по адресу: 197101 г. Санкт-Петербург, ул. Саблин-ская, 14.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан

Ученый секретарь

специализированного совета Д 212.227.01

кандидат технических наук, доцент

В.М. Красавцев

I ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Решение многих измерительных задач в производстве и науке требует контрольно-измерительных действий по определению углового положения объектов контроля относительно базовых реперов.

Могут быть выделены следующие группы задач.

1. Измерения углов поворота малоразмерных объектов относительно их исходного положения, принимаемого за базу. Подобные измерения выполняются, например, при тестировании экспериментальных моделей судов, самолетов, гондол летательных и подводных аппаратов при их испытаниях в опытовых бассейнах, аэродинамических трубах, имитационных стендах.

2. Измерение взаимного углового положения кооперируемых объектов в процессе их сопряжения: рабочего органа робота и детали в процессе обработки, объектов при воздушной или космической стыковке, блоков и узлов при сборке и юстировке средств производства в машиностроении и приборостроении.

3. Измерение угловых поворотов элементов крупногабаритных конструкций под воздействием ветровых, весовых, температурных, инерционных нагрузок. В частности, такие измерения необходимы для коррекции профиля рефлектора телескопов, ввода поправок на разворот отдельных антенн радиотелескопа или зеркальных сегментов составного зеркала, учета взаимного рассогласования фрагментов научных физических установок в рабочем режиме.

4. Измерения угловых деформаций натурных образцов и специальных моделей при испытаниях новых материалов и изделии, исследованиях напряженных состояний и устойчивости элементов конструкций.

5. Сопровождение процесса сборки с контролем сопряжения и взаимного расположения в процессе монтажа и при работе

режиме компонентов оборудования в строительстве, энергетике, промышленности. Такая задача решается в процессе сборки авиационных и корабельных стапелей, координатных стендов, блоков токамаков и т.д..

Исходя из условий решаемых метрологических задач можно сформулировать ряд обших свойств, которыми должны обладать используемые угломерные системы. В частности, могут быть сформулированы две следующие совокупности свойств.

Свойства первой совокупности являются стандартными для измерительных устройств и включают: свойство измерения с требуемой точностью, свойство измерения в требуемом диапазоне углов и на требуемой рабочей дистанции до контролируемого объекта.

Для решения большинства указанных задач требуются измерения в диапазоне от десятков угловых минут до нескольких единиц угловых градусов при относительной погрешности от тысячных до сотых долей от диапазона измерения.

Свойства второй совокупности отражают специфику измерительной задачи и включают: свойство многокоординатности, которое заключается в возможности измерения углов поворота контролируемого объекта относительно более чем одной оси и свойство бесконтактности, под которым понимается возможность измерения без наличия механической или электрической (проводной) связи между базовыми реперами и контролируемым объектом.

При решении указанных задач в основном требуются двухкоорди-натные измерения поворотов относительно коллимационных осей, ортогональных линии визирования контролируемого объекта. По условиям измерений также возможны малые неизмеряемые углы поворота объекта относительно линии визирования (оси скручивания).

Свойством бесконтактности (в рассматриваемой трактовке) обладают угломерные системы на основе явлений геометрической оптики, реали-

зующис автоколлимационный метод измерения в соответствии с которым на объекте контроля, размещается пассивный отражатель- контрольный элемент (КЭ) автоколлиматора, а все активные компоненты — приемно-передающие блоки автоколлиматора—расположены на базовом репере.

Используемые в настоящее время оптико-электронные автоколлиматоры (ОЭАК) имеют достаточную точность для решения указанных задач, однако не обладают требуемым диапазоном измерения.

Известные широкодиапазонные ОЭАК в большинстве однокоорди-натные и реализованы в основном, в виде макетов и опытных образцов.

Отмеченные обстоятельства определяют актуальность темы диссертационного исследования, посвященного исследованию путей увеличения диапазона измерения и повышения точности оптико-электронных углоиз-мерительных автоколлиматоров.

Предметом диссертационного исследования являются схемы утло измерительных ОЭАК, соотношения между параметрами элементов, а также методы расчета их параметров и характеристик.

Целью диссертационного исследования является разработка принципов построения и методов расчета параметров и характеристик оптико-электронных автоколлимационных углоизмерительных систем, обеспечивающих расширение диапазона и увеличение точности измерений.

Для достижения указанной цели необходимо решить ряд задач.

При автоколлимационных измерениях мерой угла поворота контролируемого объекта является угол отклонения орта пучка, отраженного расположенным на нем контрольным элементом (КЭ). Угловое положение отражённого пучка определяется видом используемой матрицы преобразования координат при повороте и матрицей действия зеркально-призменной системы, образующей КЭ.

Эти обстоятельства определяют следующие общие задачи по иссле-

дованию действия отражающих зеркально-призменных систем:

- оптимизация вида матриц, описывающих поворот КЭ по точностному критерию;

- исследование закономерностей отклонения орта отражённого пучка при поворотах различных зеркально-призменных систем и оптимизацию их матрицы действия для измерения коллимационных углов.

Задачи по исследованию принципов построения автоколлимационных систем включают:

- анализ основных направлений расширения диапазона и увеличения точности измерения ОЭАК, следующих из рассматриваемых совокупностей свойств,

- разработку алгоритмов измерения при использовании оптимизированных отражающих зеркально-призменных систем;.

-исследование соотношений между параметрами оптических компонентов ОЭАК по критерию уменьшения погрешности и увеличения диапазона измерения.

В методической области в задачу входит разработка методик:

- расчёта параметров отражающих зеркально--призменных систем различных видов, используемых в качестве КЭ ОЭАК;

- габаритного расчета параметров оптических элементов схем ОЭАК.

В экспериментальной области ставится задача эмпирического подтверждения правильности разработанных методик синтеза КЭ для измерения коллимационных углов в расширенном диапазоне и алгоритмов измерения параметров формируемых изображений.

Методы исследования. В теоретической области предполагается использовать векторно-матричный метод расчёта и разработанные на его основе методики анализа и синтеза зеркально-призменных систем.

Экспериментальные исследования макета ОЭАК реализуются на основе геодезических средств задания референтного направления. Обработка

результатов экспериментов проводится по стандартным методикам.

Новые научные результаты и основные положения, выносимые на защиту.

1. Принципы увеличения диапазона измеряемых углов при автоколлимационных измерениях.

1.1. Для реализации широкодиапазонного ОЭАК необходимо использование КЭ, величина коэффициента преобразования которого может иметь заранее установленную величину, определяемую диапазоном измерения коллимационных углов.

1.2. Зеркально-призменными системами, реализующими заранее установленную величину коэффициента преобразования КЭ по коллимационным углам являются:

- зеркальный триэдр, три угла между зеркалами которого имеют определенные отклонения от прямого;

- стеклянный тетраэдр, два угла между отражающими гранями которого имеют отклонения от прямого, а на преломляющей поверхности установлен оптический клин;

- зеркальный триэдр, одна из граней которого выполнена в виде фрагмента конической поверхности.

2. Принцип построения контрольных элементов (КЭ) для двухкоор-динатных измерений коллимационных углов (при наличии неизмеряемого поворота на угол скручивания):

- КЭ для параллельного пучка лучей должен быть эквивалентен зеркальной системе с тремя отражениями — зеркальному триэдру, причём матрица действия эквивалентной зеркальной системы должна иметь канонический вид в системе координат, связанной с КЭ.

3. Принципы минимизации составляющей погрешности измерения коллимационных углов вследствие влияния неизмеряемого поворота на угол скручивания.

-83.1. По ориентации основного неизменного направления КЭ — для независимого измерения коллимационных углов необходимо, чтобы основное неизменное направление эквивалентной зеркальной системы КЭ было бы расположено ортогонально двум коллимационным осям и являлось бы единственным неизменным направлением системы.

32. По принципу задания угловой ориентации контролируемого объекта — необходимо, чтобы угловые координаты объекта задавались как углы Эйлера-Крылова, причем первый и второй углы Эйлера-Крылова являлись бы коллимационными углами, а третий угол (неизмеряемый угол скручивания) определялся бы как поворот относительно основного неизменного направления эквивалентной зеркальной системы КЭ.

4. Принцип минимизации составляющей погрешности измерения коллимационных углов вследствие их взаимного влияния.

— необходимо, чтобы орты падающего и отражённого пучков определялись относительно неподвижной системы координат, повёрнутой относительно основного неизменного направления КЭ на угол, численно равный половине коэффициента преобразования КЭ по коллимационным углам.

5. Принцип измерения одного коллимационного угла при использовании КЭ, эквивалентного триэдру с отражающей гранью в виде конической поверхности:

- измерение угловой координаты выполняется в результате анализа автоколлимационного изображения в виде полного эллипса по величине изменения его малой полуоси;

6. Необходимые условия уменьшения составляющей погрешности измерения вследствие виньетирования пучка оптическими элементами ОЭАК при измерении коллимационных углов.

6.1. Входным зрачком приемного канала ОЭАК должна является непосредственно оправа КЭ, при этом объектив автоколлиматора не должен

ограничивать пучок, формирующий автоколлимационное изображение марки в плоскости анализа;

- необходимо, чтобы КЭ располагался в зоне постоянной облученности пучка, сформированной излучающим каналом ОЭАК.

Также защищаются разработанные автором:

- методика параметрического синтеза КЭ с плоскими отражающими гранями, обладающих требуемыми метрологическими свойствами для построения широкодиапазонного ОЭАК;

- методика параметрического синтеза КЭ в виде зеркального триэдра с конической отражающей гранью;

- методики габаритного расчета параметров элементов оптической схемы ОЭАК;

- алгоритм измерения параметров изображения при использовании КЭ с конической отражающей гранью, обеспечивающий измерение малой полуоси эллиптического изображения;

- результаты экспериментального исследования макета ОЭАК с КЭ в виде стеклянного тетраэдра с плоскими отражающими гранями и триэдра с конической отражающей гранью.

Практическая ценность работы.

1. Разработаны следующие методики расчета:

-параметров КЭ с плоскими отражающими гранями в виде зеркальных триэдров и стеклянных тетраэдров, обладающих требуемыми метрологическими свойствами для построения широкодиапазонного ОЭАК;

- параметров КЭ,одна из отражающих граней которого выполнена в виде фрагмента конической поверхности для измерения коллимационного угла поворота в расширенном диапазоне;

- габаритов оптических элементов ОЭАК, определяющих условие минимизации составляющей погрешности измерения вследствие виньетирования рабочего пучка при использовании триэдрических и тетраэдриче-

ских КЭ,

2. Разработаны экспериментальные методики и алгоритмы:

-исследования ОЭАК, позволяющая определять параметры статической характеристики автоколлиматора при измерении поворотов относительно двух коллимационных осей при наличии неизмеряемого поворота на малый угол относительно оси скручивания;

- определения параметров эллиптического изображения в плоскости анализа ОЭАК при использовании КЭ с конической отражающей гранью.

3. Получены экспериментальные данные по ОЭАК при использовании двух видов КЭ: тетраэдрического с плоскими гранями и триэдрическо-го КЭ с конической отражающей гранью.

Внедрение результатов работы отражено двумя актами внедрения методик расчета параметров оптико-электронных автоколлиматоров в отраслевой лаборатории кафедры Оптико-электронных приборов и систем ГУ ИТМО, а также в учебном процессе ГУ ИТМО.

Апробация работы. Результаты работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях и семинарах:

- VII Всероссийской научно-практической конференции "Современные технологии в машиностроении", декабрь 2003 г., Пенза;

- XXXII научной и учебно-методической конференции СПб ГИТМО (ТУ), февраль 2003 г., Санкт-Петербург;

- международной конференции иОптика-2003", Санкт-Петербург, октябрь 2003 г.;

- научно-технических семинары кафедры оптико-электронных приборов и систем ГУ ИТМО.

Публикации. Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 10 статьях и тезисах докладов.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из вве-

дения, пяти глав, заключения, библиографического списка и приложения Работа содержит 134 страницы, включая 4 Таблицы, 54 рисунка; библиографический список включает 76 наименований.

П КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во Введении обосновывается актуальность работы. Указываются контрольно-измерительные задачи, средства решения которых составляют область научных исследований, определяются требуемые совокупности свойств Формулируются цель и задачи диссертационного исследования.

В Главе 1 на основе анализа известных схем ОЭАК рассмотрены перспективные способы увеличения диапазона измеряемых углов и увеличения точности измерения.

Установлено, что наиболее перспективными способами повышения точности измерения являются:

- уменьшение случайной составляющей погрешности вследствие нестабильности амплитуды принимаемого сигнала как в оптической, так и в электронной части ОЭАК; возможный способ уменьшения погрешности -использование матричных приемников оптического излучения в качестве анализатора приемного канала;

- уменьшение систематической составляющей погрешности вследствие виньетирования принимаемого пучка апертурой объектива ОЭАК;

- уменьшение систематических погрешностей измерения вследствие взаимного влияния измеряемых коллимационных углов 0[,©2 друг

Рис.1.

на друга, а также вследствие влияния возможного неизмеряемого поворота КЭ на угол скручивания (рис. 1).

Установлено, что эффективным способом увеличения диапазона автоколлимационных измерений является использование КЭ с заранее заданной величиной коэффициента передачи между углом поворота КЭ и углом 0 отклонения отраженного пучка, определяемого как:

Сформулированы конкретные задачи диссертационного исследования.

В Главе 2 исследуются основные компоненты алгоритма автоколлимационных измерений — матрицы задания углов поворота и матрицы действия зеркально-призменной системы, на основе которой синтезирован КЭ. Доказывается, что оптимальной зеркальной системой для КЭ, реализующего увеличенный диапазон измерения является стеклянный тетраэдр (или эквивалентный ему зеркальный триэдр), двугранные углы между отражающими гранями 1,2,3 (рис. 1) которого соответственно имеют малые отклонения 81,82,83 от 90°.

Найдены соотношения между отклонениями двугранных углов вида:

(где - коэффициенты, - малая величина) при которых реализуется измерение коллимационных углов независимо от возможных поворотов на угол скручивания. Синтезированы три типа КЭ для измерения коллимационных углов в увеличенном диапазоне в виде зеркального три-

в =Кв»0

0)

81 = Лг8,

82 = Л2-5,

8з =Л3-8. (2)

У,

эдра или стеклянного тетраэдра.

1. Зеркальный триэдр или стеклянный тетраэдр с параметрами

X,

Коэффициент преобразования по коллимационным углам

Рис. 2

2, 3. Стеклянный тетраэдр на половине преломляющей грани которо-

го расположен оптический клин с углом \3 ' / (п0 - . где п, п« -показатель преломления стекла тетраэдра и клина соответственно (рис. 2) При этом для второго типа КЭ параметры Л| = 0, Лг = 1, Лз = 1, для третьего типа Л| = 1, Л^ = 0, Аз = 0. Соответствующие коэффициенты преобразования по углам ©1,02 равны: ] 2 =4~ 5(1-8)икв1_2

В плоскости анализа ОЭАК рассмотренными КЭ формируются два изображения 1 и 2 марки, в исходном состоянии совпадающие с центром углового поля - рис. 2. При наличии углов поворота, изображения смещаются на величины, определяемые измеряемыми углами в соответствии с выражением (1) : по оси ОХ -пропорционально углу ©1, по оси ОУ — ©2 (положение 1',2' на рис. 3)

Недостатком КЭ первого типа является сравнительно низкая энергетическая эффективность, поскольку им формируется еще две пары отраженных пучков 3,4 и 5,6, расположенных вне углового поля Д ОЭАК. КЭ второго типа формирует одну пару дополнительных пучков - 3,4; КЭ третьего типа формирует только полезно используемые изображения 1,2. В то же время КЭ первого типа при одинаковой величине К© имеет наименьшую методическую погрешность вследствие принятых приближений при расчете параметров матриц действия по сравнению с КЭ типа 2 и 3.

-14В Главе 3 рассматривается КЭ для автоколлимационных измерений в расширенном диапазоне углов с одной отражающей гранью в виде конической поверхности.

Таким КЭ формируется ленточный пучок, элементарные пучки которого расположены в некоторой конической поверхности, исходящей из вершины триэдра.

По разработанной методике синтезирован КЭ для независимого измерения одного коллимационного угла поворота объекта (например, ©1 относительно коллимационной оси ОХ1 ) при наличии неизмеряемого второ-

за ОЭАК формируется изображение в виде полного эллипса 1 (см. рис. 4), полуоси которого определяются углом

При повороте КЭ на коллимационный угол малая полуось эллиптического изображения изменится в раз по сравнению с исходной — изображение 1 на рис. 4:

а01(Р) "Ка@|-а(р)о Ка@1 = (зш^© | + со8(01))о (3)

После измерения отношения из выражения (3) может быть

определен коллимационный угол

При повороте КЭ на второй коллимационный угол а также на

угол скручивания 0з эллиптическое изображение повернется на угол у относительно центра углового поля. Полуоси эллиптического изображения не изменятся, что определяет принципиальную возможность использования рассмотренного КЭ для измерения одного коллимационного угла при наличии двух других нсизмеряемых углов поворота объекта.

В Главе 4 исследуются соотношения между параметрами элементов оптической схемы при которых устраняется погрешность измерения вследствие виньетирования пучка, формирующего изображение в плоскости анализа ОЭАК.

Причина возникновения погрешности в нарушении симметрии облученности изображения вследствие неодинакового виньетирования элементарных пучков, формирующих изображение. В результате определяемое анализатором ОЭАК положение энергетического центра изображения не совпадает с положением его геометрического центра, что приводит к относительной погрешности измерения до десятков процентов. Для устранения возникающей погрешности измерения необходимо исключить возможное виньетирование пучка при поворотах и смещении КЭ, что достигается при определенных габаритных соотношениях между элементами оптической схемы ОЭАК.

Анализировались возможные вариантов построения оптической схемы ОЭАК по расположению апертурной диафрагмы относительно точки формирования излучаемого пучка, а также варианты реализации апертур-ной диафрагмы различными компонентами оптической схемы.

Установлено, что только при расположении апертурной диафрагмы до точки формирования пучка возможные линейные смещения КЭ не будут приводить к погрешности измерения. Также, особенности отражения пучка от тетраэдрических КЭ определяют необходимость реализации апертурной диафрагмы оптической системы непосредственно апертурой КЭ.

Определены соотношения между оптическими компонентами ОЭАК

для указанных вариантов

В Главе 5 рассмотрены результаты вопросы экспериментальной проверки достоверности полученных теоретических результатов. По разработанным методикам спроектирован и реализован макет ОЭАК с анализатором на основе ПЗС, сопряженной с ПЭВМ, а также два образца КЭ — первый, в виде стеклянного тетраэдра с плоскими гранями и второй - виде зеркального триэдра с одной конической гранью.

Разработан алгоритм быстрого анализа эллиптического изображения для КЭ второго типа. Уменьшение трудоемкости алгоритма по сравнению с известными достигнуто заменой расчета параметров эллипса измерением линейного смещения эллиптической дуги как меры информативного параметра - изменения малой полуоси.

При экспериментах использовалась разработанная методика определения параметров статической характеристики ОЭАК при наличии как измеряемых коллимационных углов, так и поворота на угол скручивания.

Основные результаты экспериментов приведены в Таблице.

Используемый контрольный элемент Погрешность и чувствительность в диапазоне измерения 4° Коэфф влияния

Погрешность изм Коэфф преобразования между холл углами неизмеряемого угла скручивания ез

0, ©2 ке! »2

Тетраэдр иче ский КЭ 25" 20" 0.15 0.015 0.02

КЭ конической гранью 35" — 0.14 0.01 001

Погрешности измерения указаны с доверительной вероятностью 0,997. Эксперименты выполнялись при рабочей дистанции — 0,5 м.

Экспериментально полученные значения коэффициентов преобразования КЭ хорошо согласуются с теоретическими — Кв1 = К©2 =0,153 для первого и Кв1 = 0,141 - для второго КЭ. Результаты экспериментов подтвердили правильность разработанных принципов построения ОЭАК.

III ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Рассмотрены основные тенденции развития автоколлимационных углоизмерительных систем, выявлены группы требований к ним.

2. По результатам исследований сформулированы основные принципы построения оптико-электронных автоколлиматоров с расширенным (до нескольких угловых градусов) диапазоном углов.

3. Разработана группа методик расчета:

- параметров конфигурации КЭ для измерения коллимационных углов, позволяющих минимизировать погрешности измерения вследствие взаимного влияния измеряемых коллимационных углов, а также влияния неизмеряемого поворота на угол скручивания;

- синтеза КЭ для измерения коллимационных углов на основе стеклянных тетраэдров и зеркальных триэдров с заданным коэффициентом преобразования;

- синтеза КЭ для измерения коллимационных углов на основе стеклянных тетраэдров со специальной преломляющей гранью, обладающих повышенной энергетической эффективностью;

— параметров матриц действия КЭ в виде зеркальных триэдров и стеклянных тетраэдров с конической отражающей гранью для однокоор-динатных угловых измерений;

- габаритного расчета параметров элементов оптической схемы ОЭАК, определяющих условие минимизации составляющей погрешности измерения вследствие виньетирования рабочего пучка.

4. Разработан алгоритм измерения координат эллиптического изображения для КЭ в виде триэдра с конической отражающей гранью

5. Для проверки достоверности полученных результатов спроектирован макет ОЭАК, экспериментальное исследование которого подтвердило правильность теоретических разработок.

Результаты диссертации отражены в следующих публикациях.

-181. Крайлюк А.Д, Мусяков В.Л., Панков Э Д. и др. Широкодиапазонные оптико-электронные автоколлиматоры на основе использования оптической равносигнальной зоны //Известия ВУЗов "Приборостроение".- 2003, т.46, N8, с. 55-58.

2. Крайлюк А.Д., Краснящих А. В , Мусяков В.Л., Тимофеев А.Н., Ярышев СИ. Оптико-электронная система контроля положения центра корпусных деталей турбоагрегатов относительно оптической оси // Известия ВУЗов "Приборостроение".- 2003, Т.46^8,е. 61-64.

3. Крайлюк АД, Панков ЭД. Широкодиапазонный оптико-электронный автоколлиматор //Тезисы ХХХШ научной и учебно-методической конференции ИТМО (ТУ), СПб, ИТМО, 2003.

4. Крайлюк А.Д, Панков Э.Д Способы повышения точности и расширения диапазона измерений оптико-электронных автоколлиматоров //Тезисы ХХХШ научной и учебно-методической конференции ИТМО (ТУ), СПб, ИТМО, 2003.

5. Крайлюк А.Д., Панков Э.Д., Коняхин И.А. Контрольные элементы для автоколлимационных измерений // Известия ВУЗов "Приборостроение".—2004, т.47, N.2.

6. Крайлюк А.Д., Шифан Ли. Оптико-электронная система стыковки кооперируемых объектов //Материалы международной конф. "Оптика - 2003", СПб, 2003.

7. Крайлюк А.Д., Панков Э.Д., Шифан Ли, Румянцев Д М. Следящая оптико-электронная система //Материалы международной конференции "Геодезия, картография, кадастр на службе России", Москва, МИИГА и К, 2004.

8. Крайлюк А.Д, Панков Э.Д, Прокофьев А В., Тимофеев А.Н. Особенности построения автоколлимационной оптико-электронной системы контроля положения турбоагрегатов // Научно-технический вестник ИТМО (ТУ), СПб, N5,2002, с. 135-138.

9. Крайлюк АД Широкодиапазонные автоколлиматоры для использования в технологических . процессах машиностроения //Тр. VII Всероссийской научно-практической конф. "Современные технологии в машиностроении", Пенза, 2003.

10. Крайлюк А.Д. Пути повышения точности измерения оптико-электронными автоколлиматорами -//Труды • VII Всероссийской научно-практической конференции "Современные технологии в машиностроении", Пенза, 2003.

Тиражирование и брошюровка выполнены в Центре "Университетские телекоммуникации". Санкт-Петербург, Саблинская ул., 14. Тел (812) 233-46-69. Тираж 100 экз.

$" 4 58 6

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОСНОВНЫЕ ПУТИ РАСШИРЕНИЯ ДИАПАЗОНА ИЗМЕРЕНИЯ И ПОВЫШЕНИЯ ТОЧНОСТИ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫХ АВТОКОЛЛИМАТОРОВ 16 1.1. Обобщенная структурная схема оптико-электронного автоколлиматора

1.2. Обзор способов увеличения точности измерения

1.2.1. Структура результирующей погрешности измерения 19 1.2.2 Способ уменьшения погрешности измерения посредством увеличения коэффициента преобразования чувствительного элемента

1.2.3. Уменьшение первичных инструментальных погрешностей ОЭАК при использовании помехоустойчивых видов модуляции

1.2.4. Специфические систематические погрешности измерения ОЭАК

1.2.5. Выводы по результатам анализа погрешностей ОЭАК

1.3. Основные методы увеличения диапазона измерения ОЭАК

1.3.1. Факторы, определяющие диапазон измерения и рабочую дистанцию

1.3.2. Схемы ОЭАК с активной компенсацией отклонения пучка

1.3.3. Схемы ОЭАК с рабочим поли-пучком

1.4. Схемы ОЭАК со специальными контрольными элементами для трехкоординатных измерений

1.51 Направления и задачи диссертационного исследования

Глава 2. АНАЛИЗ СВОЙСТВ КОНТРОЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ШИРОКОДИАПАЗОННЫХ АВТОКОЛЛИМАТОРОВ НА ОСНОВЕ ЗЕРКАЛЬНО-ПРИЗМЕННЫХ СИСТЕМ С ПЛОСКИМИ ГРАНЯМИ

2.1. Общий алгоритм автоколлимационных измерений; формулировка задачи исследований

2.2. Выбор способа задания матрицы преобразования координат. Углы Эйлера-Крылова как параметры угловой ориентации

2.3. Выбор вида компонентов алгоритма автоколлимационного метода измерения

2.3.1. Обобщённый вид матрицы преобразования координат

2.3.2. Структура выражения для орта отражённого пучка

2.3.3. Вид выражения для матрицы действия контрольного элемента

2.4. Анализ основных видов контрольных элементов для автоколлимационных измерений

2.4.1. Выбор классов анализируемых зеркально-призменных систем

2.4.2. Параметры эквивалентных зеркально-призменных систем для измерения коллимационных углов

2.4.3. Методика компенсации погрешности вследствие взаимного влияния угловых координат

2.4.4. Обзор результатов анализа эквивалентных зеркальных систем

2.5. Разработка методики расчёта параметров матрицы действия КЭ в виде системы зеркал

2.5.1. Общий вид матрицы действия зеркального триэдра

2.5.2. Методика расчёта матрицы действия зеркального триэдра

2.6. Методика расчёта матрицы действия КЭ в виде призмы

2.7. Синтез КЭ с заданными метрологическими свойствами

2.7.1. Выражение для орта отражённого пучка

2.7.2. Разработка методики синтеза КЭ для измерения коллимационных углов.

2.7.3. Синтез КЭ с заданной величиной коэффициента преобразования по коллимационным углам 0i,

2.7.4. Синтез КЭ для широкодиапазонного ОЭАК на основе стеклянного тетраэдра со специальным выполнением преломляющей грани

2.7.5. Оценка погрешности величины коэффициентов передачи из-за приближения расчетных матриц действия

2.8 Выводы по главе

Глава 3. СИНТЕЗ КОНТРОЛЬНОГО ЭЛЕМЕНТА ДЛЯ ШИРОКОДИАПАЗОННЫХ ОЭАК ОСНОВЕ ЗЕРКАЛЬНО-ПРИЗМЕННОЙ СИСТЕМЫ С НЕПЛОСКИМИ ГРАНЯМИ

3.1 .Обоснование выбора объекта исследования

3.2. Общий вид матрицы действия КЭ с неплоской гранью

3.3. Анализ свойств основного неизменного направления

3.4. Расчет орта отраженного пучка 82 3.5 Синтез КЭ на основе зеркального триэдра с отражающей гранью в виде фрагмента конической поверхности

3.5.1. Конфигурация зеркального триэдра

3.5.2. Вид формируемого изображения в плоскости анализа ИОЭП

3.5.3. Анализ действия КЭ при поворотах

3.6. Алгоритмы однокоординатных измерений при использовании КЭ с конической гранью. Выводы по главе

Глава 4. АНАЛИЗ СООТНОШЕНИЙ МЕЖДУ ГАБАРИТАМИ ОПТИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ ШИРОКОДИАПАЗОННОГО АВТОКОЛЛИМАТОРА

4.1. Определение задач исследования 91:

4.2. Основные понятия и определения

4.2.1 Обобщённая оптическая схема АОЭК

4.2.2. Используемые допущения и приближения

4.2.3. Структура пучка коллиматора

4.2.4. Общий метод уменьшения погрешности. Конкретизация задачи исследования

4.3. Габаритные соотношения при использовании КЭ на основе зеркально-призменных систем

4.3.]. Особенности зеркально-призменых КЭ

4.3.2. Автоколлимационная схема канала измерения коллимационных углов

4.3.3. Особенности авторефлексионной схемы канала измерения

4.4. Габаритные соотношения при поворотах и смещении КЭ

4.5. Выводы по материалам главы

Глава 5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ АВТОКОЛЛИМАТОРОВ С РАСШИРЕННЫМ ДИАПАЗОНОМ ИЗМЕРЕНИЯ 108 5.1 Разработка алгоритмов измерения параметров изображения марки

5.2. Выбор общей методики экспериментальных исследований

5.3. Выбор метрологических параметров , описывающих качество объектов исследования и методики их оценки

5.4. Методика обработки результатов эксперимента

5.5. Последовательность исследования ОЭАК; разработка методики аттестации

5.6. Состав макета ОЭАК

5.7. Результаты экспериментального исследования макета ОЭАК 121 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 124 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 127 Приложение 1. Акты внедрения

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

АЦП - аналого-цифровой преобразователь ИОЭП- измерительный оптико-электронный преобразователь

КЭ - контрольный элемент

МФПЗС -матричный фотоприемник на основе прибора с зарядовой связью основное неизменное направление оптико-электронный автоколлиматор позиционно-чувствйтельная регистрирующая система формирующий канал чувствительный элемент электронный тракт преобразования

ПЧРС

ФК -ЧЭ -ЭТП

Определение области диссертационного исследования

Решение многих измерительных задач в производстве и научной деятельности требует контрольно-измерительных действий, по определению углового пространственного положения объектов контроля относительно некоторой базы.

В частности, может быть сформулирована следующая группа задач.

1. Измерения углов поворота малоразмерных объектов относительно их исходного положения, принимаемого за базу. Подобные измерения выполняются, например, при тестировании экспериментальных моделей судов, самолетов, гондол летательных и подводных аппаратов при их испытаниях в опытовых бассейнах, аэродинамических трубах, имитационных стендах /34/.

2. Измерение взаимного углового положения кооперируемых объектов в процессе их сопряжения: рабочего органа робота и детали в процессе обработки, объектов при воздушной или космической стыковке, блоков и узлов при сборке и юстировке средств производства в машиностроении и приборостроении /12,28,72 ,69/.

3. Измерение угловых поворотов элементов крупногабаритных конструкций под воздействием ветровых, весовых, температурных, инерционных нагрузок. В частности, такие измерения необходимы для коррекции профиля рефлектора телескопа, ввода поправок на разворот отдельных антенн радиотелескопа или зеркальных сегментов составного зеркала, учета взаимного рассогласования фрагментов научных физических установок в рабочем режиме /28,45 ,63,74/.

4. Контроль угловых уходов относительно некоторой жесткой базы частей и блоков систем навигации, астроориентации, передачи референтного направления с целью повышения точности их работы. В частности, необходимы измерения угловых уходов гироплатформ /36 ,69 ,71 /, солнечных и звездных датчиков /26,74/, учет разворота оптических элементов в перископах и системах передачи направления на разные горизонты /9,65 / и т.д.

5. Измерения угловых деформаций натурных образцов и специальных моделей при испытаниях новых материалов и изделий, исследованиях напряженных состояний и устойчивости элементов конструкций, экспериментальных исследованиях в области технической механики. /30,66 /.

6. Контроль точности сопряжения и взаимного расположения частей и блоков в процессе монтажа и при работе в технологическом режиме оборудования и агрегатов в строительстве, энергетике, промышленных производствах. Такая задача решается в процессе монтажа авиационных и корабельных стапелей, координатных стендов, наземных радиотелескопов, блоков токама-ков и т.д. /5 ,13,25,27,40,41/.

Область диссертационного исследования составляют огггако-электронные углоизмерительные системы для решения рассмотренной группы задач. Из углоизмерительных систем, основанных на различных физических принципах, в область исследования включены угломеры на основе явлений геометрической оптики, поскольку интерференционные и поляризационные системы имеют малый диапазон измерения (не более единиц угловых минут), а также нестабильны при изменении температурных условий измерения.

Определение области научных исследований. Актуальность научной работы

Исходя из условий решаемых метрологических задач можно сформулировать ряд общих свойств, которыми должны обладать рассматриваемые углоизмерительные системы. В частности, могут быть сформулированы следующие совокупности свойств.

Свойства первой совокупности определяют являются стандартными для измерительных устройств и включают: свойство измерения с требуемой точностью, свойство измерения в требуемом диапазоне углов и на требуемой рабочей дистанции до контролируемого объекта.

Свойства второй совокупности отражают специфику измерительной задачи и включают: свойство многокоординатности, которое заключается в возможности измерять углы поворота контролируемого объекта относительно более чем одной оси и свойство бесконтактности, под которым подразумевается возможность измерения без наличия механической или электрической (проводной) связи между базой и контролируемым объектом.

Рассмотрим подробнее свойства второй совокупности .

При решении указанных задач с углоизмерительной системой, установленной на жесткой базе или некотором базовом объекте, связана неподвижная система координат XYZ, а с контролируемым объектом — система координат X1Y1Z1 (подвижная), оси которой в исходном состоянии параллельны соответствующим осям неподвижной системы координат (рис. 1).

При этом обычно неподвижная система координат ориентирована так, что одна из осей (например, ось OZ) параллельна линии, соединяющей базовый и контролируемый объекты. Фактически система координат XYZ определяется углоизмерительной системой, её ось OZ непосредственно совпадает с референтным направлением углоизмерительной системы (обычно - оптической осью центрированной системы объектив — анализатор), а начало О — с передней узловой точкой объектива.

Ось OZ] системы координат XjYjZi, в исходном состоянии параллельна линии, соединяющей контролируемый объект и углоизмерительную систему и называется осью скручивания, а две другие оси — ОХ] и OYi, перпендикулярные этой линии — коллимационными осями.

При угловом повороте объекта нарушается параллельность соответствующих осей рассматриваемых систем координат. Угловую пространственную ориентацию объекта удобно описывать тремя угловыми координатами 01, 02, 0з объекта, т.е. величинами трех последовательных поворотов системы координат XiYjZi относительно собственных осей, в результате которых оси этой системы из исходного переместятся в текущее после углового рассогласование положение

Повороты на углы 0ь ©2, выполняемые относительно осей OiXi,OiYi называются коллимационными углами /21/, а поворот на угол ©з относительно оси O1Z1 называется углом скручивания /16/.

Свойство многокоординатности заключается в способности углоизме

Референтное направление

Углоизмерительная система

Отражающий Yi элемент у |э г

X,

Контролируемый объеюг

Линия, соединяющая объекты

Рис.1. рительной системы измерять более чем одну из перечисленных угловых координат ©ь ©2, ©з объекта.

Далее, возможны два основных варианта структуры углоизмерительной системы. По одному из них, "активные" блоки системы, содержащие излучающие и приемные каналы расположены как на базовом, так и на контролируемом объектах. По второму варианту, на контролируемом объекте расположена только "пассивная" отражающая система не требующая электропитания.

Соответственно, свойство бесконтактности определяет построение углоизмерительной системы по второму варианту при отсутствии механической или проводной связи между базовым и контролируемым объектами.

Конкретизируем свойства измерительных систем предназначенных для решения вышеизложенной группы задач 1.6.

-11

По первой совокупности свойств.

1. Диапазон и погрешность измерения: указанные метрологические задачи требуют реализации измерений в диапазоне от десятков угловых минут до нескольких единиц угловых градусов при относительной погрешности от тысячных до сотых долей от диапазона измерения.

2. Дистанция измерения -от десятков сантиметров до нескольких метров.

По второй совокупности свойств.

3. Для решения указанной группы задач обычно требуются двухкоор-динатные измерения, при которых измеряются два коллимационных угла 01,02, при этом может присутствовать неизмеряемый поворот относительно оси скручивания на угол 0з.

4. В большинстве случаев на контролируемом объекте возможно размещение только отражающей системы при расположении всех активных блоков на базовом объекте. В этом случае система реализует автоколлимационный метод измерения, в соответствии с которым на базовом объекте устанавливается блок с каналами излучения и приема - автоколлиматор, а на контролируемом объекте располагается пассивный отражатель - контрольный элемент.

По результатам проведенного рассмотрения можно сформулировать объект диссертационного исследования: широкодиапазонные оптико-электронные автоколлимационные угломеры с диапазоном измерения до нескольких угловых градусов, выполняющих точные измерения с относительной погрешностью 0.001.0.01 от диапазона измерения и реализующих двух-координатные измерения при возможных неизмеряемых поворотах относительно третьей оси скручивания.

Используемые в настоящее время углоизмерительные автоколлиматоры имеют достаточную точность для решения указанных задач, однако, не обладают требуемым диапазоном измерения.

Известные широкодиапазонные двухкоординатные оптако-электронные системы реализованы в основном, в виде макетов и опытных образцов.

Отмеченные обстоятельства определяют актуальность темы диссертационного исследования, посвященного оптико-электронным широкодиапазонным автоколлиматорам.

Предмет и цель диссертационного исследования. Основные задачи и методы исследования

Предметом диссертационного исследования являются схемы ОЭАК, соотношения между параметрами их компонентов, принципы построения и методы расчета параметров и характеристик.

Целью диссертационного исследования являются разработка принципов построения и методов расчета параметров и характеристик оптико-электронных автоколлимационных углоизмерительных систем, обеспечивающих расширение диапазона и увеличение точности измерений.

Рассмотрим задачи, которые необходимо решить для достижения указанной цели.

Как ранее указывалось, в ОЭАК мерой угла поворота контролируемого объекта является угол отклонения орта пучка, отраженного контрольным элементом (КЭ) /24/.

Угловое положение отражённого пучка определяется видом используемой матрицы преобразования координат, матрицей действия зеркально-призменной системы, образующей КЭ, а также координатами орта падающего пучка в осях неподвижной системы координат /54 ,46 ,47 /. Это определяет следующие общие задачи по исследованию зеркально-призменных систем:

- оптимизировать вид матрицы преобразования координат по точностному критерию;

- исследовать закономерности отклонения орта отражённого пучка при угловых поворотах различных зеркально-призменных систем, используемых в качестве КЭ и оптимизировать их матрицы действия.

Задачи по исследованию автоколлимационных систем вцелом включают:

- анализ основных направлений расширения диапазона и увеличения точности измерения развития ОЭАК, следующих из сформулированной совокупности свойств;

- разработку алгоритмов измерения при использовании оптимизированных отражающих зеркально-призменных систем.

В расчётно-методической области в задачу входит разработка методик:

- расчёта параметров отражающих зеркально-призменных систем различных видов, используемых в качестве КЭ ОЭАК;

- габаритного расчета параметров оптических элементов схем ОЭАК.

В экспериментальной области ставится задача эмпирического подтверждения правильности разработанных методик синтеза КЭ и алгоритмов обработки изображения.

Методы исследования. В теоретической области предполагается использовал. векторно-матричный метод расчёта и разработанные на его основе методики исследования свойств зеркально-призменных систем.

В экспериментальной области при тестировании разработанных алгоритмов измерения смещения изображения в плоскости анализа используется метод статистических испытаний (метод Монте-Карло) имитационных моделей функциональных элементов приемной системы ОЭАК. Модели реализованы на основе системы программирования Delphy.

Экспериментальные исследования макета ОЭАК реализуются на основе геодезических методов оценки точности определения направления по разработанной автором методике измерения параметров статической характеристики. Обработка и оценка результатов экспериментов проводятся по общепринятым методикам.

Структура диссертационной работы

Диссертационная работа включает введение, пять глав и заключение.

Основные результаты экспериментальных исследований ОЭАК приведены в Таблице 5.1.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Рассмотрены основные тенденции развития автоколлимационных уг-лоизмерительных систем, выявлены группы требований к ним.

2. По результатам исследований сформулированы основные принципы построения оптико-электронных автоколлиматоров с расширенным (до нескольких угловых градусов) диапазоном углов.

3. Разработана группа методик расчёта:

- параметров конфигурации КЭ для измерения коллимационных углов, позволяющих минимизировать погрешности измерения вследствие взаимного влияния измеряемых коллимационных углов, а также влияния неизмеряемого поворота на угол скручивания;

- синтеза КЭ для измерения коллимационных углов на основе стеклянных тетраэдров и зеркальных триэдров с заданным коэффициентом преобразования;

- синтеза КЭ для измерения коллимационных углов на основе стеклянных тетраэдров со специальной преломляющей гранью, обладающих повышенной энергетической эффективностью;

- параметров матриц действия КЭ в виде зеркальных триэдров и стеклянных тетраэдров с конической отражающей гранью для однокоординатных угловых измерений;

- габаритного расчёта параметров элементов оптической схемы ОЭАК, определяющих условие минимизации составляющей погрешности измерения вследствие виньетирования рабочего пучка.

4. Разработан алгоритм измерения координат изображения в виде эллиптической дуги при использовании КЭ в виде триэдра с конической отражающей гранью.

5. Для проверки достоверности полученных результатов спроектированы макет ОЭАК, укомплектованного двумя КЭ - тетраэдрического с отклонениями трех двугранных углов между отражающими гранями от прямого и триэдрического с неплоской отражающей гранью и выполнены его и выполнены экспериментальные исследования.

Полученные экспериментальные данные подтвердили правильность теоретических разработок принципов построения ОЭАК с увеличенным диапазоном и точностью.

Результаты диссертации отражены в следующих публикациях.

1. Крайлюк А.Д., Мусяков В.Л., Панков Э.Д., Тимофеев А.Н., Шифан Ли. Широкодиапазонные оптико-электронные автоколлиматоры на основе использования оптической равносигнальной зоны //Известия ВУЗов "Приборостроение".- 2003, т.46, N8, с. 55-58.

2. Крайлюк А.Д., Краснящих А. В., Мусяков В.Л., Тимофеев А.Н., Ярышев С.Н. Оптико-электронная система контроля положения центра корпусных деталей турбоагрегатов относительно оптической оси // Известия ВУЗов "Приборостроение".- 2003, т.46, N8, с. 61-64.

3. Крайлюк А. Д., Панков Э.Д. Широкодиапазонный оптико-электронный автоколлиматор //Тезисы XXXIII научной и учебно-методической конференции ИТМО (ТУ), СПб, ИТМО, 2003.

4. Крайлюк А.Д., Панков Э.Д. Способы повышения точности и расширения диапазона измерений оптико-электронных автоколлиматоров //Тезисы XXXIII научной и учебно-методической конференции ИТМО (ТУ), СПб, ИТМО, 2003.

5. Крайлюк А.Д., Панков Э.Д., Коняхин И.А. Контрольные элементы для автоколлимационных измерений // Известия ВУЗов "Приборостроение".— 2003, т. 47, N2.

6. Крайлюк А.Д., Шифан Ли. Оптико-электронная система стыковки кооперируемых объектов //Материалы международной конференции "Оптика -2003", СПб, 2003.

7. Крайлюк А.Д., Панков Э.Д., Шифан Ли, Румянцев Д.М. Следящая оптико-электронная система //Материалы международной конференции "Геодезия, картография, кадастр на службе России", Москва, МИИГА и К, 2004.

8. Крайлюк А.Д., Панков Э.Д., Прокофьев А.В., Тимофеев А.Н. Особенности построения автоколлимационной оптико-электронной системы контроля положения турбоагрегатов // Научно-технический вестник ИТМО (ТУ), СПб, N5,2002, с. 135-138.

9. Крайлюк А.Д. Широкодиапазонные автоколлиматоры для использования в технологических процессах машиностроения //Труды VII Всероссийской научно-практической конференции "Современные технологии в машиностроении", Пенза, 2003.

10. Крайлюк А.Д. Пути повышения точности измерения оптико-электронными автоколлиматорами //Труды VII Всероссийской научно-практической конференции "Современные технологии в машиностроении", Пенза, 2003.

Разработанные методики внедрены в отраслевой лаборатории кафедры оптико-электронных приборов и систем ГУ ИТМО, учебном процессе ГУ ИТМО.

Материалы диссертационного исследования могут использоваться в научно-исследовательских, конструкторских и проектных организациях при разработке оптических и оптико-электронных угломеров, реализующих автоколлимационный метод измерения.

1. Ананьев Ю.Ф. Гироскопические приборы и навигационные системы-М.: Недра, 1971, ч. 1.

2. Андреев А.Л., Коняхин И.А., Нужин А.В. и др. Трёхкоординатный датчик взаимных угловых рассогласований//Оптико-электронные приборы в контрольно-измерительной технике/под ред. Л.Ф. Порфирьева. -Л.: ЛИТМО, 1983.-(Тр. ЛИТМО).

3. Андреев А.Л., Нужин А.В., Пвнков Э.Д. О повышении точности по-зиционно-чувствительного датчика на ПЗС// Изв. ВУЗов — Приборостроение, 1984., №4, с. 70-77.

4. Баран П.И. Геодезические работы при монтаже и эксплуатации оборудования. М.:Недра, 1990. - 233 с.:ил.

5. Бреенков Г.В. Панков Э.Д. Тимофеев А.Н. Некоторые вопросы построения двухкоординатного датчика угловых отклонений/Труды ЛИТМО. — Л, 1975.

6. Бондаренко И.Д. Принципы построения фотоэлектрических авто-коллиматоров.Минск: Изд-во Университетское, 1984 г.- с. 190.

7. А.с. N208291 (СССР). Устройство для измерения угла поворота изделия/ П.А. Бочарников; опубл. в Б.И. 1968, №3.

8. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике для инженеров и учащихся ВУЗов. — М: Наука, 1986. -976 с.

9. Вагнер Е.Т., Митрофанов В.Н., Барков В.Н. Лазерные и оптические методы контроля в самолетостроении. М.: Машиностроение, 1977 -176 с.

10. Васютинский И.Ю., Рязанцев Г.Е., Ямбаев Х.К. Геодезические приборы при строительно-монтажных работах. М:Недра,1982.

11. А.С. 170707(СССР). Фотоэлектрическая автоколлимационная труба /Г.Е.Виноградов, Г.Н.Заводов, и др.; опубл. в Б.И., 1965,№ 9.

12. Воднев Математический словарь высшей школы -Мн.:Выш. ппе., 1984.-527 е., ил.

13. Высокоточные угловые измерения/Д.А. Аникст, К.М. Константинович, И.В. Меськин, Э.Д. Панков. Под ред. Ю.Г. Якушенкова, М.: Машиностроение, 1987 480 с.

14. Вычислительная оптика: Справочник/ М.М. Русинов, А.П. Грамма-тин, П.Д. Иванов и др. Под общ. ред. М.М. Русинова. — Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1984.

15. Голубовский Ю.М., Пивоварова Л.Н. Фотоэлектрические автоколлиматоры.// Оптический журнал. 1992. N 9.

16. ГОСТ 8009-84. Нормируемые метрологические характеристики средств измерений Государственный комитет СССР по стандартам, М: Издательство стандартов, 1985.

17. ГОСТ16263-70. Метрология. Термины и определения .-Государственный комитет СССР по стандартам, М: Издательство стандартов, 1984.

18. Гукайло М.Я. Автоколлимация. -Москва-Киев: Машгиз, 1963.-108 с.

19. Деденко Л. Г., Керженцев В. В. Математическая обработка и оформление результатов эксперимента. М.: изд-во МГУ, 1977.

20. Ефимов М.В. Прицеливание баллистических ракет. М.: Воениздат, 1968-120 с.

21. Зацаринный А.В. Автоматизация высокоточных инженерно-геодезических измерений. М. Недра, 1976.

22. Ивандиков Я.М. Оптико-электронные приборы для ориентации и навигации космических аппаратов .-М.: Машиностроение.-1971.

23. Карасев В.И., Монэс Д.С. Методы оптических измерений при монтаже турбоагрегатов. — Энергия,1983. 168 с.

24. Кирочкин Ю.И., Журавлев И.А., Мухин Б.Л., Уланов В.А. Общие принципы геодезического обеспечения сооружения ускорительно-накопительного комплекса (УНК).-М., типография Института Физики высоких энергий, 1991.

25. Коняхин И.А., Панков Э.Д. Трехкоодинатный автоколлиматор //Сб. тезисов докладов /Метрология в оптическом приборостроении.-М.: ЦНИИ информации.-1979.

26. Коняхин И. А. Панков Э. Д. Анализ и экспериментальное исследование погрешностей трёхкоординатного автоколлиматора//Оптико-меха-ническая промышленность, 1981, № 10, с. 40-42.

27. Джабиев А.Н., Коняхин И.А., Панков Э.Д. Автоколлимационные углоизмерительные средства мониторинга деформаций СПб.; СПБГИТМ(ТУ), 2000 . 197 с.

28. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников.: пер. с англ.- М., Наука, 1984. 832 с.

29. А.С. 523275(СССР). Оптический датчик углового положения ротора гироскопа/ В.Н.Лавров, Б.А. Делекторский, и др.; опубл. в Б.И. .,1976, № 28.

30. Лебедев И.В. О некоторых свойствах систем плоских зеркал // Труды института физики и математики АН БССР.-ВыпЛ.-Минск: АН БССР.-1956.-С.125-151.

31. Лурье А.И. Аналитическая механика- М.Издательство физико-математической литературы, 1961.

32. Методы и приборы высокоточных геодезических измерений в строительстве./Под ред. В.Д. Большакова. — М.: Недра, 1976.-335с.

33. Неумывакин Ю.К. Автоматизация геодезических измерений в мелиоративном строительстве.- М., Недра, 1984.

34. Новгородский М.А. Испытание материалов, изделий и конструк-ций.-М.: Высшая школа.-1971.

35. Оптические и инфракрасные телескопы 90-х годов: Пер. с англ./Ф.Джиллет,А Лабейри, Дж. Нельсон и др. Под ред. А.Хьюит/ М.:Мир, 1983.-296 с.

36. Пик Л.И. Исследование действия призменного отражателя // Геодезия и картография.-1965.-№10.-С.29-35.

37. Погарев Г.В. Юстировка оптических приборов. Л: Машиностроение, 1982, -128 с.

38. Ритынь Н.Э. О некоторых особенностях действия триппель-призмы // Записки по гидрографии.-1946.-№3 .-С. 125.

39. Ритынь Н.Э. Оптические свойства уголковых отражателей // Оптико-механическая промышленность.-l 967 .-№4-С. 1 -7.

40. Селиванов М.Н.,Фридман А.Э.ДСудряшова Ж.Ф. Качество измере-ний.Метрологическая справочная книга.-Л:Лениздат, 1987.- 295 е., ил.

41. Сивцов Г.П. О преобразовании векторов оптической системой из трех плоских зеркал //Оптико-механическая промышленность.-l977 -№1.

42. Справочник конструктора оптико-механических приборов/В .А. Панов, М.Я. Кругер и др. /Под ред. В.А. Панова. — Л.:Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1980,- 742 е., ил.

43. Тудоровский А.И. Теория оптических приборов.М.-Л. Изд-во АН СССР,1938.

44. Тудоровский А.И. Отражательные системы с тремя взаимно- перпендикулярными плоскостями в случае небольших отклонений углов от пря-мого/Тр. ГОИ, 112- 120, т. XIV, М.: Оборонгиз, 1941, с. 137- 147.

45. А.С. 427630 (СССР), датчик угла поворота /Л.П. Ульянов, А.К.Карелин ; опубл. в Б . И.,1976,№ 23

46. А.С. 544863 (СССР). Способ контроля углового положения свет отражающей поверхности/О.М. Федотов, Ю.О. Федотов; опубл. в Б. И.; 1977; №4.

47. Фельдман Г.А. Расчет и выбор оптических элементов геодезических светодалъномеров (оптимизация параметров)-М.: Наука.-1973 г.

48. Ханох Б. Ю., Бондаренко И. Д. Взаимная ориентация двух объектов при помощи тетраэдрического светового отражателя. — Вестник АН БССР, сер. физ.-мат. наук, 1975, № 6.

49. Ханох Б.Ю. Оптические отражатели тетраэдрического типа в активных системах. — Минск: Изд-во БГУ им. В.И. Ленина, 1982. с. 160 .

50. Хатунцев А.И., Крутилин В.Н., Марков А.Н., Фролов В.А. Фоточувствительные фотоприемные модули /Электронная промышленность,1992, №2, с.43—46.

51. Хуснутдинов P.M. Влияние ограничения световых пучков на погрешность измерения следящего фотоэлектрического автоколлиматора// Оп-тико-механическаяпромышленность-1989-№7.~с. 21-23.

52. Щеглов П.В. Проблемы оптической астрономии. М.: Наука, 1980.271 с.

53. А.с. 428209(СССР). Отражатель /Б.И.Шестопалов; опубл. в Б.И. .,1974, №18.

54. А.с. 623105 (СССР). Устройство для передачи направления на различные горизонты/Шторм В.В., Дуб И.С., опубл. в Б.И. 1978 г. ,№33.

55. Финк К., Рорбах X. Измерение напряжений и деформаций.-М., Машгиз, 1961 г., 535 с.

56. Якушенков Ю.Г. Теория и расчет оптико-электронных приборов. — М.: Машиностроение, 1989. 360 с.

57. Eckhardt H.D. simple model of corner reflector phenomehres .-Appl.Opt., 1971,vol 10,№7,p. 1559-1566.

58. Пат. 3990796(США). Optical measurement of the difference in alignment between reference frames/ Foltz J.V.-заявл . 23.05.75, №580255; опубл. 9.11.76;МКИ G01 В 11/26;НКИ 356 —Оптический измеритель рассогласования положения рам.

59. Пат. 4006356(США). Radiant energy tracking device/Johnson J.L. et al.-заявл .27.10.61,№ 148093;опубл. 1.02.77;МКИ G 01 J 1/20;НКИ 250-263.-Прибор для слежения за источником излучения.

60. Пат. 3966327 (США) Angular displacement measurement apparatus /Hanson R.A. Заявл. 21.04.75, №569839; Опубл. 29.06.76 ,МКИ. GOI b 11 / 26; НКИ кл 356/138. Аппаратура для измерения углового отклонения.

61. Melugin R.K., Hall J.M., Johnson D.F. A precision autocollimating solar sensor//Jornal of Spacecraft and Rockets, 1976, vol.4, №11.

62. Okjhian Howard J. Apparent rotational amplification in measurement system.-July 1975/vol. 14 № 4/optical engineering.