автореферат диссертации по радиотехнике и связи, 05.12.21, диссертация на тему:Исследование радиотехнических систем для определения рельефа технологических поверхностей

р \ {^осуВ^стпешгьш кодттег Российской Федерации по высшему образованию

2 9 МАЙ Ш5

КРАСНОЯРСКИЙ ГОСУДЛР СТВЕ11НЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

УДК 621.396+ 531.717 На правах рукописи

Коловскин Юрий Васильевич

Исследование радиотехнических систем для определения рельефа технологических поверхностей

Специальность 05.12.21- Радиотехнические системы специального назначения, включая технику СВЧ и технологию их производства

ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата технических наук в форме научного доклада

КРАСНОЯРСК - 1995

Работа выполнена на кзфодре "Конструирование и производство радиоаппаратуры" Красноярского государственного технического университета.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

ШаЕдуров Г.Я.

кандидат физико-математических наук Владимиров В .и.

Ведущая организация: НПО прпзиюдкой цзгскика,

г. ЗКелезвогорск

Задала состоится " ^^ " и^оЦЛ, 1995г. в часов иг заседании диссертационного - совета Д 064.54.03 Красноярской государственного технического университета по адресу: 660074 г. Красноярск, ул. Еврейского, 26, Красноярский государственны! технический университет.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МТУ.

Отзывы на диссертацию заверенные пэчатьв организации, просим направлять в адрес диссертационного совета.

Диссертация разослана 1995г.

УЧЕНЫЙ СЕКРЕТАРЬ даССЕРТШОННОГО СОВЕТА Д 064.54.03 кандидат технических наук, доцент

Ю.П. САЛШАТС

I. ОБЩАЯ ХАРАКТКШСЛИЛ РАБОТЫ J.I. ^^уолыюстъ теш

Развитие радиоэлектроники, связи, транспорта, стройиндустрш других сфер деятельности стимулирует интерес к изучению свойств даерхности изделий. Шероховатость и отклонение формы поверхности >И) определяют эффективность и надежность, как уникальных конс->укции и сооружений, так и миниатюрной продукции электронной, ггической и приборостроительной отраслей. Например, у параболи-*еких антенн СВЧ шаг и высота 02П доминируют при формировании знойных радг^техническта характеристик; коэффициента усиления, аринн диаграммы направленности, уровня и направления боковых эпестков.■ От названных параметров зависят помехоустойчивость, 5фективность, надежность, скрытнос ь радиотехнической системы. Ш несет достаточно полную информацию об используемом оборудовали и технологических режимах, формирующих поверхности изделий, то позволяет эффективно диагностировать и совершенствовать их роизводство.

Сложность и многогранность проблемы подтверждается многооб-¡азкем средств определения ОФП. Это - оптические, электронные, уннелыше и интерференционные Члжроскопы, эллипсометрн, рефлек-шетрн, - лрофялоиетри, многокоординатные измерительные машины !ШМ), лазерзо-теодолятные системы и пр. Область применения пере-гислеяннх приборов и систем ограничена диапазоном габаритных >азмеров, массой и конфигурацией исследуемых поверхностей, велх-пшой ОСП, набором определяем параметров.

Расширение потребностей производства делает актуальными соверзенствования систем определения рельефа поверхности (СОШ) за счет:

- повышения надежности и точности ряда показателей СОРП;

- рзсЕирешя Диапазона размеров и видов поверхностей;

- разработки методов определения ОФП, в том числе радиотегничес-

- комплекса мероприятий, обэсшчкващих достоверность полученной гпфорлащи;

- интерпретации теоретических методов решения сложных нелинейных задач спродэления О® в наглядные и физически легко тракту о-гаэ гзтодеак измерения и управления формой изделий.

Цсм Едйды

Цель работа - исследование методов, радиотехнических СОРП и функциональных устройств для расыирзяия видов ц габаритных размеров измеряемых объектов; повышения точности, достоверности и надежности получаемой информация.

Для обеспечения намечаемых исследований ставились задачи:

1. Разработка помехоустойчивых радиотехнических систем определения рельефа поверхности на основе когерентной оценки фазового сдвига, поворота вектора поляризации к амплитудных характеристик отраженных СЕЯ к оптически сигналов, генераторных и параметрических (емкостных, индуктивных и пр.) первичных преобразователей деромэдшз (П).

2. Разработка прикладных методов инхенэрного и машинного анализа и проектирование конкретных радиотехнических СОРП и П, а такге соответствующих программ расчетов, учитывамща специфические особенности работа па различных объектах.

3. Разработка алгоритмов обработки информации, методик анализа статических х: динамических характеристик радиотехнических СОРП и П различного класса, сахсдяг:жся под воздействием разнообразии: низкочастотных (управлепно, стз&утзция, модуляция) и высокочастотных (асивгрояпого, синхронного, 1/.ч<йяацхо»ак>г©. г^реотрокен-цого, пемехового) сигналов.

4. Совершенствование методов описания поверхности и система нормируемы:! параметров к характеристик.

5. Обеспечение единства определения параметров и характеристик ОФП.

Не^оЭн исслэдовемл

Для роиения поставленных задач используются:

- классические методы теории вероятности и ыатстатистики;

- численные методы спектрального и корреляционного анализа, фильтрации и синтеза функций нескольких переменных;

- нелинейное программирование и дискретный мишмаке;

- программное и физическое моделирование: радиотехнических систем специального назначения, агрегатных средств, алгоритмов обработки информации,- предусматриващеэ возможность введения и изучения влияния различных внешних воздействий, а также их разнообразных комбинаций.

- экспериментальные исследования новых структур, технических характеристик и предельных возможностей созданных образцов СОРП.

1.4. Нобирт, шуунся у прдгяшчесвая зндадглосгаъ работа

В совокупности работ соискателя разработана единая методология исследования нетодсв, радиотехнических систем к приборов, используемых для определения ОСП, новизна которых заключается в еде думцем:

- разработанн «одели пздкотезютеских СОРЯ на оснсвз разлгшыг комбинаций П и адекватные eil метода теоретического анализа и синтеза характеристик и параметров;

- поставлены и ревеян задача описания поверхности, огаташации методов к средств аттестации СОРИ;

- выработали рекомендация го гзяаперному расчету и провкгкрова-лхта узлов СОРИ, с зарскам исгояьзовзакем числояакс методов к вычисления на ЗЕМ.

Бклтойшгв з д;:^;артзци» результата полутени при непосредственном участии и под руководством автора диссертации в процсссэ исполнения HitP по задания:,! прошилекяоета, российским и региональным программам и грантам, в ходе которых разработаны: комплекс радпозлектроншшх средств контроля геометрических параметров для КСПО г. Коломна и ПО "Кр.Сормово" г. Н.-Новгород, фаговые интерференционные системы определения параметров шероховатости для ПО KPI3 и ПО "Искра" г. Красноярск, микроволновая интерференционная СОРП параболических рефлекторов для КНИПРС г. Красноярск, СОРП сфзр большого диаметра для ШО "Центр" г. Минск; пакет прикладных программ по методам и средствам аттестации СОРП для ВНИКМС г. Москва; радиокптерфэромэтр для НПО "Исток" г. Фрязино; методика определения ОСП сетчатых рефлекторов для НПО ПМ г. Красноярск. Прикладные метода исследования, алгоритмы и программ, средства аттестации и поверки, конкретные схемные решения и экспериментальные макета COPII и П вяздреяхг па различных предприятиях радиоэлектронного, машиностроительного, металлургического и строительного комплексов.

Результата работы используются в учебном процессе на радиотехническом факультете КГТУ ( в базовых курсах лекций, в лабораторных установках, при курсовом и дипломном проектировании, в НИРС и УИРС). Для продолжения исследования на основании реиепкя Президиума КЦ МАВШ создана межвузовская учебно-исследовательская лаборатория "Управляемые конструкции и оболочки."

ШйШШШ и спробауид ШЭЙ^ьгашюб роЗсггы

Научные и практические результата отражены в 40 публикациях.

из которых 6 авторские свидетельства на изобретения; 2 стандарта предприятия на метода измерения и поверки; 23 статьи в центральных научных журналах и сборниках трудов, 9 отчетов по НИР, выполненных по заказам различных ведомств и по госбвдхету. Результаты работа докладывались и обсуждались: в г. Риге на Всесоюзном семинаре молодых специалистов Госкомитета стандартов в 1973 году; в г. Минске на 3-й Всесоюзной конференции "Совершенствование процессов финишной обработки в метростроении" в 1975 году; в г. Москва на Всесоюзных конференциях "^Фотометрия и ее метрологическое обеспечение" ВНИИОФИ в 1988 г. и межвузовских конференциях в МГТУ им. Н.Э. Баумана в 1975 и 1994 г; в г. Ленинграде на семинаре "Опыт внедрения прогрессивных методов и средств размерного контроля" в 1977 г.; в г. Барнаула на Всесоюзных и Международна конференциях "ИКАЕП" АлтГТУ в 1982, 1989, 1993, 1994 гг. Всего по теме работы сделано пятнадцать докладов.

Полностью работа докладывалась Еа кафедре "Конструирование н производство радиоаппаратуры" КГТУ в 1994 году и ка ыеакафедраль-ном научной семинаре в 1925 году.

1. Общая методика анализа и синтеза структуры радиотехнических СОРИ на основе п&рвягшз: преобразователей различных классов, Еклшащая исследование к получение гарактериста:-; и параметров СОРИ; областей применимости конкретных структур.

2. Схемы и алгоритмы определения рельефа при воздействии синхронных и асинхронных помех; методы отображения и структура пара-петров и характеристик ОШ.

3. Метода системного исследования первичных генераторных и .параметрических преобразователей, а такко интерференционных в СВЧ и спшесхоа дкапозонах. Рекомендации по расшроалэ сферы применения систем к агрегатных средств, входящих в их состав.

4. Критерии оптимизации параметров образцового рельефа. Методы и средства позерки ССлП к агрегатных средств. -

5. Разработки радиотехнически СОРП и узлов. Метода г.;:спср:'_.:о::-талышх исследований.

ь. Прикладные программы для расчета: отвального ролье£з образцов СФП; обработки ¿шторм .щи об ОФ-П; "разностных" измерителей.

2. СОДЕРЕДНПЕ РЛЕО'Ш ■

2 Л^ ¿'еггоОы и сиояз^а вяя дпусве.тша Определенно геометрической 1£ориа поворлносп: г.здол2Ы

промышленности стало важным разделом технической физики. Современное состояние теория и практики определения ОФП, включая шероховатость в значительной мере обусловлено вкладом, который внесли в решение этой проблемы А.Н. Аидулов. Б.Я. Вертотуров, В.В. Леонов, B.C. Лукьянов. К.А. Обрадовал. B.C. Чпхэлов. За рубежом аналогичные задачи реиали: Chetwjnci D.O., liljcztiki К Reason R.E., Ruäsit L.A., Siüáall G.Y., Spragg B.C., WhíteTiouse D.Y., Wiener A.. Witzbe Р.Я., и др.

Радом международных и .государственных нормативных актов регламентированы осяовнке понятия и определения, пзратотрн и характеристики ОФП. Вся совокупность параметров, аналогично амплитудным к частот® характеристикам сигналов з радиоэлектронике, делится из две группн описывающих высоту и иаг неровностей поверхности. До настоящего времени ведется активная полемика о структуре, информативности, надежности к т.д. параметров ОФП.

Анализ отечественных и зарубежных разработок по проблеме проведен па основе предложенной автором классификации И,73 с учетом способа отобракения результатов, области применения, диапазона, точности определения параметров, перспектив совершенствования. Детальному анализу подверглись СОРИ, используемые на про-тнвопологннх границах диапазона размеров поверхностей: с одной стороны, для определения шероховатости сверхгладких поверхностей, применяемых в нано- и микроэлектронике» оптике, рентгенотехнике 1293; с другой - для определения ОФП крупногабаритных поверхностей, включая стрситэлышэ конструкции и оболочки 118,323. Принцип, пологепнЕй в основу классификации, обеспечил исчерпывающую полноту анализа известил средств и позволил выявить не только неизвестные в пргхтнке, но и теоретически возможные СОРИ, сочетающие различнее свойства (рис. I.).

Обеспечения необходимых требований по точности можно добиться 23 счет пошгаения универсальности СОШ, оптимального сочетания различных схем определения ОФП для использования их достоинства. Подобная система решает цеянй ряд вопросов, в частности, измерение ОФП практически любого размера и конфигурации, что очень важно для удовлетворения потребностей производства; повышается надежность работа и достоверность получаешх результатов за счет информационной избыточности, самоаттестащет системы и др. Под информационной избыточностью понимается дополнительный обьйм результатов, получавши при совместных и совокупных измерениях, позволяющий оценить и уменьшить влияние синхронных и асинхронных

1 • 1

2

л

1.2

a ö

10

10

ю

10 [M]

1.3

!

-ti,'j- роалкйоггсэ

Pne. 1

(I.I) упрощенные ijsoäpasx-иил схем опрадзлишпя OSÎI: С яспальэуэди» образцовую гзюмзкуг-очиую базу (I) и зюсаодысо парвячнах преобразователей пэрекзщ^нка (п); б - "i^Baownius", а которые бзгои"отсчо'А'а явтяотся-кс¿¿»¿уог^ш кд^ргхдасть (2); 0 -коорджатагю, содержащие несколько ycTpoIlovn (ü) jiTjioBuz и jaEtoönax парекещешЯ:; s - :jxí->rpasi ааз - в^ъашз» roj;orpsrí;ríec3c:ü, рофлэктсметрагссмка п пр.; (1-Й) - разрошаэдел способность схем опрадмгеша G'Zïl; (I.U) - о-ххосгггедыгйн сухарная погрешность С0И1.

îï произвольная

Q 3 сфс-ротеская

с к конусообра зыяя

F о грхллцдричоская

Ix л

z IS плоская

Í; цргйвдлгшойигл

с б 6 с

помех, случайных и. систематических погрешностей. При этом методики определения характеристик ОФЛ должны отвечать следующим требованиям: способности отражать реальные эксплуатационные свойства поверхности; возможности получения однозначной оценки, параметров отклонении; простоты определения, наглядности и информативности представления.

2.2. ТесреяшнесниЕ исследования методов определения ОФй

ПоЕыаеша точности определения ОМ1 - это комплекс мероприятий, проводимых в процессе разработки и создания СОРП. Существующие в настоящее время аппаратные средства по своей структуре являются сложными информационло-измэрэтельшми системами, а потому традиционно рассматриваемая задача передачи размера единицы параметра отклонения формы от специального эталона, если таковой судествуэт, к образцовым и далее рабочим средствам, как правило, нз вызывает затруднений. Доминируют при этом:

теоретическая погрешность, под которой понимают неадекватность системы параметров и характеристик реальным задачам и условиям;

- методическая погрешность (неолткмальность алгоритма, ограниченность времени и дискретизация процесса сбора информации о рельефе и т.п.);

- аппаратурные погрешности.

При решении задачи иетрологического обеспечении определения Форш к основным направлениям следует отнести:

выбор рациональных способов вйрагения полной погрепности, решение задачи анализа соответствующих погрешностей, разработка алгоритма поверки системы;

- рациональное распределение полной погрешности меэду подсистемами;

- нахождение допустимых условий эксплуатации яри заданных требованиях к точности.

При исследовании СОРП и агрегатных средств, вошедших в ее состав, применено математическое моделирование [2,11,14,17,203. Разработаны модели объекта и системы, позволившие изучить взаимодействия типа обьект-система, внешняя среда - система, система' оператор и т.п. Модели построены по принципу сравнения реальных структур и взаимодействий с идеальными. Было создано несколько универсальных программных модулей для анализа: рельефа поверхности различной конфигурации; первичных преобразователей различных классов; вторичных преобразователей; алгоритмов обработки и отображения информации; специальные теста для проверки надежности

создаваемых математических моделей и программ.

Основная погрешность определения ОСП обусловлена неопределенностью положения исследуемой поверхности относительно первичных преобразователей. Соотношение между габаритными размерами объекта и его ОФГЕ имеет величину порядка 10*-10е и 'прямое измерение координат точек на поверхности предполагает относительную погрешность II С=Ю~*° По этой причине применение универсальных ШМ для исследования ОСП ограничено. Отклонение Форш плоской и цилиндрической поверхности определяется с помощью специализированных ШМ, воспроизводящих прямолугольную или цилиндрическую систему координат. При этом рабочий диапазон П уменьшается на несколько порядков, а точность линейного и углового позиционирования П обеспечивается за счет прецизионных механических узлов и конструкций. Если поверхность имеет иную форму, использование координатных СОГО возможно после оптимизации схемы. Разработана методика определения ОФП параболоида вращения [22,31-333. Процедура измерения может бнть ре ткзована по одной из схем, представленных на рис.2. Были получены внракенния, позволянцие согоста-

Схема Расчетные параметры

измеряемые постоянные

I б ,е4 Ь

Vе. Ь

3 Ь ,н4

4 вг,еа н

5 ь,я

6 н е2,ь

7 ь ,н в1 «еа

Вю.З

вить основные метрологические характеристики различных координатных схем определения ОФП. Для достижения требуемой результирующей погрешности О ошибки при определении основных характеристик поверхности Я и в не должны прэвыаать граничных значений

б

где Од и Ов - коэффициенты влияния соответствующих параметров.

определяемые согласно условию

«.а

где 3 - поверхность пэрзболоидэ, ч - текущее значение коэффициента влияния в точке и.

Для параболоидов с фокальным отношением / = (0.1...1.0) рассмотрено в [32,371 поведение (?л к Оа при изменении Л. Результаты этих вычислений приведены в табл. I.

Таблица I

Коэффициенты Ся, С?а и граничные погрешности ая, а0

Геометрическая схема Г 0,1 0.25 0,5 0,75 1,0

1. П = 0 0.111 0.10 .0.047 0.024 о.ои

0.30 0.32 0.46 0.64 0.85

% /1>г 0.59 0.28 0.255 0.251 0.250

3" 4" 4" 4" 4"

4. Л = Н 1

Н/Р 5.97 2.7 2.18 2.08 2.05

0.04 0.003 2*10'* 8*10"5 2*10

10" 33" 2'26" 3'51" в '53"

Из рассмотренных координатных схем определения ОФП чаще используется 1-я, допускавдая наименьшую точность измерения К. К тому не размещение СОРП вблизи вершши рефлектора вызывает обычно кеныпв технических сложностей. Главная проб тема - это очень точное определение угла 0, которое требует использования сложных прецизионных угломерных устройств. Схема 4 допускает самую большую погрешность в определении угла 0 в то время, как точность измерепкя Я остается прежней.

Схемы, использующие образцовую прокенуточнуэ базу, применены для контроля профилей поминально круглого сечения [4-,51. Если контролируемое изделие цилиндрической форта с центральным отверстием (рис. 3,а), в котором расположена аттестованная поверхность и возможно совмещение двух преобразователей (П) вдоль линии измерения, то функция отклонения формы профиля определяется по формуле

где Л1 (yj- перемещение периферии •• контролируемого изделия; Яг(<р) ~ Функция, характеризующая непостоянство положения .оси вращения изделия в даном сечении. Методическая погрешность в общем случае кмет вид

^rVrlS^tS^)' (2)

где j ^-погрешность, возникающая из-за отклонения от условий

о о '

эквидистантности аттестованной и исследуемой поверхностей; ^аэтЧБ ) ~ аттестованной поверхности.

Л

Методика компенсации погрешности ¿2(g ) рассмотрена в работах £4-6,8-10,15,193. При совмещении на одной линии трех №) функция ОФП описывается уравнением

RoW%z) = R^z) " \ [ ~ <3)

где Ä2f(p zj -непостоянство положения оси в контролируемом сечении; R'((pz) ~ та 20 ФУ^Ция* определяемая П, установленным с • противоположной стороны аттестованной поверхности.

т

Л

У- г—.i 1 ©

Ra

К

«MS-

R'

Й.1

•gj—А —А

а; \\\\\ч\\\ч\\\ч б; ч\\\чч\чч\\\\

в) шш

Рис. 3

Несложно показать, что в этом случае •яепрямолшейность и непараллельность перемещения трех П, укрепленных на общей базе, а также непостоянство диаметра и изогнутость геометрической оси аттестованной поверхности исключаются. Компенсация некруглоста сечения аттастованной поверхности могет быть выполнена, в частности, "разностным" методом.

Для осуществления компенсации погрешности в 0<5цеа

случав (рис. 3,6) необходимо произвести оценку угла наклона .(прецессии) .оси вращения.

Эта задача ыогет быть решенс поиощыо трех П согласно выражению

й,

где

:сф(ф) - R*(<?J - RZ«?) [ Й*(с?Г ^«pj'

(4)

непостоянство положения оси на рзсстояшш Н от коет-

! '

'.¡олируемого сечения; - то-же на расстоянии Ь.. При измерения

искрило стп коничоских поверхностей, дополнительно, необходимо учитывать глиянке осевого биения дэталх. Аос = К • К (у)* ГД9 ® " конусность поверхности; - осевое биеяко.

Обобщенное выражение определения ОЭЛ, учитывая (3) и (4), 'запишется следущш образом:

^ЦСфлГ^ГФ/Г г[Дг<ргГ ^'Сф^;]^ ^[¡ЛГФ^Г [К(%г) ~ «З'гф*;]]" е£спа1п<* "V - К(%г) +-

- «¿«р^] - -[«эГф^Г - е2опз£гг^ - (5)

рассмотренята cxej.ni измерения позволяют исключить погрешность Д^^ „^ , но трэоуют одновременного использования несколь-

зиях первичных преобразователей. Из-за необходимости предварительного совмещения аттестованной и исследуемой поверхностей суздст-вояно возрастают затрата времени на определение.ОФЛ.

Известен "разностный" метод определения отклонений, не трэ-бушдй прецизионного взаимного позиционирования П и исследуемой поверхности, а тзкяэ образцовых поверхностей, но искажающий функции ОФП. Автором била выполнены исследования, результаты который рассмотрены в работах 11,3,12,16,21]. При разностном методе измерительные приспособления (Ш) имеющие разнообразное конструзс-тивное исполнение (рис. 4) устанавливаются на исследуемую поверхность и выполняет • функций опорного устройства несущего на сзбе первичная преобразователь перемещений. Метрологическим аналогом

подобии конструкции ИП являются системы, в которых частота или полщахъъ ягхатпеасив агоры зае,гн&сы на Н, в том числе бесконтактно. Все преобразователи, при этом, долгнн иметь гесткую и стабильную пространственную связь. Часто ИП имеет одну опору (рис. ^ например, оптические автоколлиматора.- Наибольшее

распространение получила двухопорная схема (рис. 4,6), являющаяся своеобразным "поверхностным фильтром" с передаточной характеристикой:

> <6>

где

зтрк] 51п[2&-) Соз[^) Созр_») Соз[^)

Соз

Соз(^] Ссз(^] Соз[^В] Соз р5-5]

X - размер профиля (поверхности), для плоскости Ъ ~ X - длина волны неровности; 2а - расстояние между точками опоры (размещения П); а - расстояние от центра .»поры до П. Для частного случая замкнутого контура, если а=О, выражение (6) принимает вид

Соз р=-=1

Хг = 1--Я:-. <6' )

Соз

1 ^ ^

Если опора имеет поверхностный контакт на площади, ограниченной размером 2т, а преобразователь расположен в центре (рис. 4,в), передаточная характеристика имеет Едд

X БСпГ^З]

ЙА = 1--. (6* • )

I ЯСпр-Н]

Полагая, что профиль 2(в) имеет спектральную функцию

г а,^) = / г(х) ехр [/ —]<£:. (7)

О

Разностная функция, регистрируемая П, описывается выракением

л Э (Х.Ъ) , 2-я1 . Рп(г)= - р ехри —хШ., (8)

^ -со X X '

где ¿/х,ъ) * к(к,1)

Для обеспечения однозначности получаемых результатов, передаточная характеристика тракта, воспринимающего и преобразующего информацию о рельефе, должна соответствовать стандартизованному фильтру с передаточной характеристикой двухзвенной ЙС-цепи:

ъм - ттрхрехр [■' • (9)

где - грашгшая для дзнного фильтра длина волны.

Функция образцового рельефа на выходе стандартного фильтра

оо 2 Т*

2(х>» - ¿X 3(Х,1)Кгга),вхр[) —х]<2>1. (9*)

-СО , ,,

Сопоставление выражений (6),(6 ) и (6 ), с одной стороны, с выражением (9) указывает на их существенное отличие. Для восстановления функции рельефа необходимо наполнить преобразование

00

их) = / 5ра,ъ) а. ао)

-00

Ввиду сложности реализации в полном обьеме алгоритма и аппаратными, и программными средствами была предпринята попытка упростить процесс воспроизведения 'функций отклонения формы профиля. Для этого использованы математические иоде ли: рельефа поверхности; взаимодействия П с поверхностью; стандартного преобразования информации об ОФП; "разностной" схемы определения ОФП; алгоритма воспроизведения функции рельефа в соответствии с выражением (10); корректирующей схемы на основе упрощенного алгоритма; алгоритмы обработки результата.

Модель рельефа поверхности, кроме сбьявленной цели, использовалась для оптимизации конструкции образцовой меры параметра

<хш.

Модель взаимодействия исследуемой поверхности с чувствительным сферхлесккм элементом первичного преобразователя воспроизводит траекторию движения последнего, в вице эквидиставты поверхности. По Г0СТ17353-89 сферическая поверхность чувствительного элемента должна иметь номинальное значение радиуса. При контактном взаимодействии поверхностей изделия и П имеет место нелинейное преобразование отклонения профиля исследуемой поверхности в перемещение чувствительного элемента П.

Образцовый тракт преобразования воспроизведен в соответствии

с выражением (9). Сочетание трех перечисленных фрагментов модели, обеспечивает получение "эталонного" результата необходимого для исследования характеристик реальной СОРП. Исследование передаточных функций (6), (6') к (6") позволило -минимизировать алгоритм "разностного" определения рельефа. Перечисленные выражения пос^э разложения в ряд Маклорена, отбрасывая члены ряда второго порядка малости, моано аппроксимировать простейшей функцией вида

К(\) « К £ - Ш)

Используя известное свойство тригонометрических функций

JSin^ - sjliz =■ - Cos [ilj + с,

упрощенный алгоритм воспроизведения "первообразной" функции ОФП задиаем следующим обрззом: 1й

1. FJx) = - Г Pn(x)dxi AR = KoFp; р X р

(12)

1 ь - 1 ** г. У(х) = - ГСР Сх)- Р^йз; У = - Г 7(х)0х Г ° Р Р г •'

-'о о

1 1' - • - 1и 3. 2(х) = - Г г/- - г ;

£ 1 % г.

о о

3. 2(х) = - 2 + ЛИ . .

Моделирование идеальной и "разностной" структур. СОРП позволило определить значения и допустимые отклонения основных параметров элементов системы. Степень приближения, достигнутая по результатам моделирования", иллюстрируется рис. 5,а, на котором показана зависимость максимума ворьшрованнной взаимной функции • корреляции ,хг) двух функций рельефа от параметров а а и,

опорного устройства "разностной" СОРЕ. \

Основнш параметром ОФП ПО ГОСТ 17353-80 является максимальное отклонение рельефа от базовой прилегающей поверхности. Точность определения основного параметра иллюстрирует семейство характеристик на рис. 5,6. Приведенные зависимости пог-азывагг/г, что оптимальное, относительное расстояние коэду тачочшш опоражз 3,0-3,2% от базовой длины профиля; при стой относительное отклонение параметра Д^^ от образцового не превышает ±52.

Было установлено, что стандартизованное определение пар-щ.:~?-ра Йгоах неоднозначно. Выявлена зависимость названного параметру от направления сканирования асимметричная, относительно в

ножвальясЛ поверхности, элементов рельефа. Разброс значений при моделнровснш составил 34К, причина разброса - ФЧХ стандартизованного 2ПС -фильтра.

ш1=(ш+а)1000/1.

Е2«(т-а)1000/Х / |________|.......;..]..

24//1;

иазгр^Х, ,Х2) 0.997

0.595

12 т2

0.9ЭЗ

0.991- -

а)

т1+в2 / 64 256

б)

Построение топографа: поверхности, по результатам разностных профилных измерений,, требует дополнительной информации о пространственном положении каждого профиля. Это радиус и эксцентриситет сечения реальной поверхности вращения, либо расстояние и наклон сечения реальной плоскости.

Разработана методика и алгоритм выбора пространственного положения профилей, которые формируют пространственную структуру ("конструкцию"),, обеспечиваэдую - однозначность местоположения каждого профиля из-за "жесткости" пространственной "конструкции" и минимум "зазоров" в местах пересечения различных профилей.

На примере определения ОФП сферической поверхности продолжим рассмотрение алгоритма. "Жесткая" пространственная структура может быть получена пересечением профилей с образованием решетки, содержащей сферические треугольники. Расположение профилей в каждом конкретном случае определяется: размером поверхности; формой поверхности (полная сфера, сектор, кольцо...); способ перемещения П по поверхности (рис. 6).

Координата точек пересечения каадой пара профилей в а сфере определеяются системой уравнений

+ * -Я*=0 , 1 (13)

'..♦»«и =

где Яв - ношнальнШ радиус сферы: Р4 - расстояние менду центроа сферы и плоскостью сечения сферы, на которой расположен 1-й цро-$Ш1ь; * ; t - направляпщие косинусы для отрезка Р.

Решая систему (13). определяем исходные, номинальные координата точек пересечения профилей K^J(i,y,z) в декартовой системе, значения углов tpl'J в сферической системе; а также углов

tp^'l в полярных системах, совмещенных с центрами соответствующих сечений и полюсами

В общем случае измеряемой профиль - это линия пересечения исследуемой сферической поверхности с конусом, вершина, которого, сошешена с центром сферы. Отклонение формы профиля í-ro сечения определяется в направлении нормали к номинальной поверхности и описывается выражением

«V «у

где rtf«j>,l a zjty) - функция отклонения'формы профиля, определяемая "разностным", методом; Ы£- отклонение среднего радиуса i-ro профиля от номинальзого среднего радиуса Д. сферы; С\- - величина и угловое направление поворота í-ro профиля относительно остальных 1-1 профилей. В исходном положении профилей, значения параметров kit, <?t, ф^ не определены и приравнены к нулю. По этой причине в точках пересечения профилей, как правило

где: к * (1,2) - порядковый номер точки пересечения 1-го с J-m профилем; 1.3 *■ (t,,..,I) - текущий номер сечения; А=■ - Ыл.г, Ákjj = О. Вся совокупность точек пересечения профилей позволяет сформировать матрицу невязок вида

Мч ... ¿ш ... Дш Дги . .. &2il ... Aiíx

A.

A»ii . •. A»ji. •.. A»jx • • • Atjv ... A¿jx

<15)

Ai» . ■ ■ A»ií •.. A»« Am . ■. Azn • ■ ■ Аги Связь между неизвестными параметрами t-ro профиля к t-й строкой

матрицы Дг устанавливается расчетами формулами:

¿k*t

(16)

с»- RT^T.

* ъ

arete ^

4 V *

где а « 2 X А..Ч, саа(4? h btl=S S АatnXC^.b

Е » -: - весовой коэффициент, пропорциональный

' 4%

длине ¿-го отрезка профиля.

Уравнения в системе (16) принято называть условными, так как из-за погрешности измерения нельзя найти такие значения параметров ЛЯ1; ££; ф^, при которых все элемента матрица Д. обращались в нуль.

Для минимизации матрицы невязок , Дг был применен модифицированный метод групповой релаксации, отвечающий кратера» наибольшего правдоподобия и . ускоряющий сходимость итерационного ¡процесса вычислений. Учитывая специфику решаемой задачи, отмечаем, что (а) каждой профиль в процессе построения топограма

не изменяет величины г (ф); (б) происходит перемещение профиля только по поверхности соответствующего секущего конуса- На каздом шаге (Б] итерации определяются значенном критерия

С - ^ ^ л- *Mi>

а?)

Наибольшее ззачешге Я^1 указывает нз колер пэреязцзэиого

»is- 1)

профиля. далее в матрице невязок Дг корректируются í-я строка и ¿Г-e столбцы и формируется матрица Количество -итераций

обычно ограничено интервалом I < S < 21.

Интегральные катоды определения характеристик ОСП рассмотрены в работах 123,24,25,293. Наиболее эффективны, указанные метода при исследовании шкронеровностей (иероховатости) поверхности. СОРП регистрирует суммарный эффект взаимодействия падащей волны и отракаэдей поверхности с рельефом Z(x). Упрощений! алгоритм, шшострирущий с известнши ограничениями, характер взатаодей-ствия излучения и поверхности имеет взд:

их

Z(x) = 2 Сп • еХп, (18)

fi'-CO

где Сп - амплитуда п -й гармоники регулярного рельефз; Хг, » £ -длина волны п -а гармониш.

Будем полагать, что каздой гармонике рада (18) соответствует дифракционная решетка с синусоида..ьаш профилем и шагом* полос Ал. Согласно уравнения дифракции

atn a t sin вя = и (1Э)

где Ü, Сп - углы падения и отражения енота; к - длила еолны

излучения; N - порядок дифракции ( для решетки с синусоидальным профилем Я = I.

Первичный фотометрический преобразователь воспринимает диффузную компоненту отраженной волны в телесном угле

а = 9

6п,

где д - количество дифракционных максимумов, воздействуют« на первичный преобразователь. Из выражения (19) и (20) находам

з1п(вп + а)

I 1 •

н —

- я .

(20) одновременно

(21)

Суммарное воздействие на преобразователь

к*!

(22)

гдз 71 - весовая функция, учитывающая интенсивность дифракционного максимума.

Отличительная особенность ютогральямх СОРП - несоответствие опрэдедяемцх характеристик стандартизованным параметрам, что затрудняет сопоставление результатов, полученных различным:! ССРП. • Решению задачи обеспечения единства измерения посвящены работы гвтора Г24,2б,2Э].

Другим вахта! аспектом является достижение однозначности в определении стандартизованных параметров. По определению, основной параметр Ш1, Пых - наибольпэе расстояние точек реальной поверхности от базовой, прилегающей (рис. 7).

а) НОЦ

в) ПКЗ

Автором разработаны методика и алгоритм построения базовых поверхностей различной конфигурации. Разработанный алгоритм рассмотрим на примере построения прилегающего цилиндра:

Будем полагать i^ii,,.; yk.; Zkí) есть i - тая точка й-го сечения цилиндрической поверхности С € I); (1 « ft í К) в некоторой система прямоугольных координат X,Y,Z.

Требуется, исходя из этих данных найти наименьший описанный цилиндр (НОЦ).

Уравнение оси 1=1(a,b,j,u) н.о.ц. будем искать в параметрическом ввде, тогда »

х - а + t cos íip; sin (j),

y = b + t sin. (ф), (23)

Z - t eos Сф) соз ф. Учитывая, что фи j малы, получим х = а + zf, I у = b v- z. J

Пусть параметры с»&, 7,ф,2 пробегают конечное множество значений: off а4...а^..а¿J; Ъ е (Ь^...Ъв...Ъд);'

7 е f71...7ff...70J; Ф е —— ■ (24)

z е (zA...zk...zK).

Для фиксированных значений а = a., b = bs, 7=7в. ф « фч величина

— ff { r [ V VV ]} (25) есть радиус наименьшего описанного цялиндра, имеющего ось

где

есть расстояние от точки i до оси I.

Далее, приникая во внимание (23 н 24),

R

ain { Щаybsj ) }

(27)

есть радиус НОЦ, полученного из заданного набора точек и множеств (24). Пусть а , Ъ . 7 . ф есть те значения параметров а,ь,7,ф из множеств (24), при которых радиус достигает шнямаль-

лого значения. Тогда

х = а+ у = Ы- 2ф

есть уравнение оси НОЦ.

В случав, если полученное решение не единственное, окончательное положение оси определяется из условия

^ лог _ тЫ | ^ ^/а.Ь^ф^ (28)

где ^ - есть радиус наибольшего вписанного цилиндра (НВЦ) соосного НОЦ. _1усть а,Ь,7,ф есть те значения параметров

из множеств (24), при которых достигает наибольшего значения. Тогда

х = а + г « 7,

(29)

У = Ь + 2 * ф есть уравнение оси НОЦ, а

отклонений Форш реального тела относительно НОЦ.

Решение задачи нахождения НВЦ

Если профиль или поверхность имеют отрицательную кривизну, приведенная . алгоритм не гарантирует построение базовой прилегающей поверхности. При определении НВЦ для устранения неоднозначности, необходимо выполнить инверсию ОФП. Значения

нассйва ^ 4 преобразуются следующим образом: * " 1

В* - Й +-г (31)

^ Ъ.Г " • Преобразование в соответствии с (31) сопровождается иасштабнва эф$эктоа, искагаюдкм рельеф. Установлено, что при выполнении условия

5 = Р» = ^ « 0.05 Д. (32)

погрешность, обусловленная масатабным эффектом, не превышает I®.

Для множества точек инверсной поверхности находим НОЦ по приведенному йше алгоритму.

Радение задачи, нахождений наименьшей кольцевой зоны (НКЗ)

По аналогии с прэдцдуцкм составил алгоритм нахождения HKS:

Пусть а , Ь , у , 4> есть те значения а,й,7»Ф 113 множеств (24), п. и которых выражение, стоящее в квадратных скобках, достигает минимального значения. Тогда

S = а, Ь, 7. ф ) - nmiJ а, Ъ, 7, (34)

есть.размер кольцевой зоны.

2.3. Разработка и исследование агрегашаа: средств СОРП

Руководствуясь результатами, полученными при теоретических исследованиях методов и алгоритмов определения ОСП, проводилась разработка агрегатных средств, реализующих основные вывода аналитических исследований.

Одна из схем измерения отклонений форм по' образцовой поверхности приведена на рис. I. Данная схема (151 применена в СОРП АРП-1м. Результирующая функция Р^ получается при помощи аналогового решащего устройства. Остаточный эксцентриситет из-за неточ-1 ности установки образцовой оправки могет достигать йОцкм. В С0И1 Ш1-1м обеспечивается ©го частичная компенсация в соответствии с алгоритмом

Т, ч

К = — [ + ' (35)

" J"l ~ <3б>

а начальный фазовый угол

<t>l'Z ЕФ^Ф.' <37>

N i«*

где ф. при А0 - • О.

Структурная схема, реализованная в СОРП, АРП-1м устройства компенсации эксцентриситета показана на рис, 8. Величина эксцентриситета после компенсации, как правило, Ев превышает величины некруглосги, что было доказано теоретически и подтверждено в результате экспериментальной проверки. Анализ погрешности СОРП ДИЫм показал, что общая погрешность измерения отклонений от круглости не превышает 0,8мкм. При этой погрешность из-за прецес-

сии оси вращения $1%. Следовательно, СОРЯ иохао тыстл ч 3-му классу точности по этому параметру на основании трео'оваиЛ ГОСТ 17353-89, по остальным параметрам - к СОРП 2-го класса.

Pire. 8

D СОРП ЛТП-2 реализована схокз ;п.:срг.;г::л склсгсзгя от цалкнярктпос'л; в соотсзтстекя с гчрэгеглом (ГО £13,153. Пса ь,.и~ водении лз:,:оро;:ш выполняется елвдувпэя ксслздокательлось: ко время порист .3-3 оборотов деталей npc.nsso?:a ветел ¡жпосяаа шдпевсация зксцонтрысотото образцового цкгдздра с шаоцш устройства хошзнсецшг, построенного на бззэ даффзреяцизльнсго анализатора, а затем аналогов:.?.! решавшим устройстройством опреде-ляшея: некруглоста, полозения геометрического центра и отклонения диаметра в нескольких сечениях.

Погрешность компенсации эксцентриситета не превыжэет 22, а полная погрешность система оценивается выражением

à^^ = 3-1СГЛВ + 10-"(D + 37, (38)

где В - диепозоц измерения перемещений; D - диаметр детали; U - шеота дотали.

В ст:ст-е;;а АРК-3 CI63» неказенной на рис.9, кспользу—ется Екуктаэшзй преобразователь, двухопорноо талеротельное приспособленка (4) и аяаяогозое устройство поетро'жвэдения фор;.та профиля по результате,*! "разностных" измерений. В процессе разработки данного устройспза бала 1:сслздовэна его математическая модель, s осясзу которой били полозонп внрвгения (6), СИ). (12). D кале.п ¿:vo f i'xso:

- гг^яяяе сглрзцка па П;

- влияние температура, влажности давления и пр.;

- влияние остаточного эксцентриситета детали (3);

- дрейф напряжений опорных источников питания:

- уровень квантования сигналов;

- погрешность аналоговых запоминающих устройств (ЗУ);

- погрешность аналоговых решающих устройств (интеграторов (/), сумматоров (£). аналоговых ключей (К) и т.д.).

Л>0|>;

з— яЦки *о,г] пг

П • 2иЛ /К

Опуская промежуточные преобразован^, окончательное ыражение, используемое для моделирования, запищем так:

A - X - X

p p p

n + ¿w + p r sí itoí к

rl I [«.-

* ЛЛ J l Í=2ÍW + AwJ+í

r

Я + &Л 1ИШ U+&N+K

1-['-t] L »d-^í'-vJI I ['«

i=¡ 2=)

ь.к

rl'-т) I '«]

fí+7J

sin - ; (34)

t-J

2tcí 2mí 2ii3i

y, = 1 * Asín-+ sin-+ A sin- , (35)

ff+ДЯ H+AJÍ Я +AN

Ax < Aa < 1, S > П,

где Лр - погрешность преобразования;

- результирующая функция на выходе устройства;

- результирующзя функция, полученная аналитически;

Н - показатель дискретизации функции;

te - погрешность дискретизации;

y¿ - исходная функция;

Ь - коэффициент, характеризующий погрешность ЗУ.

Моделирование осуществлялось по методу Монте-Карло. По результатам математического моделирования была произведена корректировка функциональной схемы устройства и уточнены параметры узлов, входящих в него.

Во всех приборах для регистрации линейных и угловых координат измеряемой поверхности, синхронного воспроизведения результатовизмерения, работы устройств компенсации эксцентриситета и преобразования сигналов использовались устройства синхронизации перемещения (рис.Ю). Было разработано и изготовлено три варианта подобных устройств: устройство синхронизации с вариатором и обкатным роликом, устройство с конусом Морзе для зубофрозерных станков и устройства с мультипликатором. Устройство с обкатным роликом является наиболее универсальным и может быть попользовано на станках любых моделей и габаритов. Синхронизация осуществляется за счет обкатывания ролика по кромке планшайбы. Суммарная погрешность данного устройства не превышает t 0,5%. Два Яругах варианта имеют только циклическую погрешность * ОД£, но не могут быть кспользо?гвы я раде случаев.

а) Устройство синхронизации с обкатным роликом

•-0 С.г

с,»

Сельсин Самопи-

приемник — сец

Редуктор

t=4í

Функц. потенц.

б) Кинематическое устройство синхронизации Рис. 10

Созданы осытшо образца оптических и ультразвуковых датчиковГ31,38,39), измеряющих указанные параметры в диапазоне от 0.1 tut до ICO jfjca. Проведены испытания микроволновых датчиков на диапазон от 1.0 xiut до 10 л. Разрабс. - тая радиотехническая С0И1 на их основе предназначена для определения точности выполнения поверхности параболических рефлекторов антенн СВЧ (рис.11).

Измерения выполняются на нескольких фиксированных частотах микроволновым интерференционным преобразователем (МИЛ), спабзешгом однонаправленной зеркальной антенной. Mlffl располагается вблизи от центра кривизны исследуемого параболоида, на спорно позоротноы ус-.ройстве (ОПУ), управляемом саговыми двигателями. Излучение фокусируется на измеряемую поверхность; положение преобразователя выбирается так, чтобы направленна распространения волна было близко к локальной нормали контролируемой nossr'~ocrar. S-аза отраженного от измеряемой поверхпоста сигнала 1!ропэрцио!ыдьна дишв проходимого км пути.

Функциональная схема радиоизмеритпелыюй системы

"БАЗА"

Подсистема обработки информации

ГГетля фамвой гзтоподстроГисл частоты

Блок усилителей. Блок форчирозатедаЗ

Блох АШТ-СЕТГМЗТер свгва Л09

Петля автоматической регулировки усиленна

Устройство Есгро-:п-

ЕОГО К01ЛГр0ЛЯ

Интерфейс

и Г*"** ,'¡>^'1'-!. г ■ ^......у****^"1

у^^да^р ... у.;.-.-: яга _ .

Опорно-поворотное

устройство

Оптический маркер

Устройство координирования

фокусирующее устройство

Уст}>о!1сткг) вспомогательных перемещений

Устройство базированы

РИС. II

неоднозначность отсчетов, отстоящих друг от друга на величину, преветащую К/2, где Л - длина волшг излучения.

Пространственное разрешение рассматриваемой радиотехнической .системы "База" определяется сиркяоа ее результирукдей (прием-передачэ) диаграмма направленности (ДНЕ). Концентрация электромагнитной энергии на небольшом участка поверхности достигзегся пгро-фокускрошсй излучения ентетгог, которая осуществляется зз счет

выдвижения облучателя из фокуса зеркала.

2.4. Нсследованив л&модоВ и средств поверки СОРП. .

В работах 17,13,20,26,28,30,401 рассмотрен комплекс вопросов по метрологическому обеспечению СОРП. Решены задачи:

- анализа способов аттестата! и поверки средств измерения отклонений формы цилиндров;

- реализации ветви поверочной схемы для средств измерения параметра' ОСП;

- разработки компаратора. для передачи единицы длины в области измерений параметра отклонения формы;

исследования методов определения систематических составляющих предельной погрешности измерения: меры с вкладышами; меры с уступом; дифракционной меры для рефлектометра;

- аттестации мер.

Созданные образцовые средства и измерительная оснастка позволили значительно повысить надежность и достоверность получаемой с помощью СОРП информации (рис.12).

Метрологическое обеспечение производства и эксплуатации промышленного оборудования и изделий .

Обрабатывающее оЗорудоз. Детали узлов Узлы Оборудов. изготовлен ное Образцы контрольные

Коетрожфуекда 1 к параметры 1

Положение оси врацэ-шгк прямолинейность изремацо-пкя > < Отклонение фора поверхности Взажетое ПОЛОЕСКЯП ' и пэремещеп. <• Полоз® нив оси вращения прямолинейность перемещения Отклонение форма иоворхнос- Т2

Ф 4 А * >

СОРП Рис. 12

2.5. Знсперииигкяныюэ наследованы::- харсихлзуиахак СОРП

С целью проверки результатов аналитических исследований была разработана методика экспериментальных исследований приборов.

Исследования проводились в лаборатории на специальных экспериментальных установках - имитаторе ."(рис.13) и стендах с аттестованными образцами, имеющими различную форму и величину

Рис.13

отклонений от круглости, а также в производственных условиях - на карусельных, карусельно-илифовальЕых и зубофрезерных станках. Были исследованы следующие метролопг'оские характеристики:

1. Точность регистрации отклонений формы - исключение погрепости из-за биения оси вращения, нецилиндричности образцовой оправки и непрямолинейности перемещения вдоль образующей.

2. Нелинейность амплитудной характеристики тракта усиления и преобразования сигнала.

3. Стабильность показаний.

■1. Влияние внешних воздействий (колебания коняизих напряжений, текпературп, вибраций и т.п.) на точность измерения.

5. Влияние скорости вращения на работу устройства синхронизации и точности измерения.

Яровзденнио экспериментальные исследования разработанных приборов, их производственные испытания и опыт промышленного использования позволяют рекомендовать области целесообразного применения различных схем измерения формы:

- схема измерения некруглости и нецилиндричности по образцовой поверхности когет использоваться упя легален с длиной образупзеП до 1м и практически неограниченным диаметром, при этом достигззтся достаточно высокая точность <Д„ -< 1ики ) и достоверность розулматоз;

- разностная схема намерения без устройства коррекции частстпоЗ характеристики обладает высокой чувствительностью и стабильностью в работе, практически неподвераепа воздействию различных дестабилизирующих факторов, но с целью исключения промахов при ручной обработке результатов измерения необходима ы'рнорпгя информация о доминирующих гарко-тачсских составляли*

отклонений форма. При работе с устройством коррекции потребность в подобной информации отпадает. Данная схема имеет неоспоримые Преимущества при измерении формы профилей и поверхностей различной конфигурации и размеров.'

Экспериментальные исследования радиотехнической системы "База" показали, что антенной ШП диаметром 300 т, на частоте 37 ГГц, распределение мощности в Е и Н плоскостях на удалении до трех метров от антенны формируется пятно размером 15 jta яа уровне 3 дБ.

Высокая степень концентрации энергии'устраняет влияние окру- ' жащих предметов, что позволяет определять ОФП зеркальных рефдек- , торов вне безэховвх камер. Управление элементами МИЛ и шаговыми двигателями (ИЩ) ОПУ, а также сбор измерительной информации осуществляется ГОШ с помощью специально разработанного интерфейса.,

Проверка эффективности метода и радиосистемы проводилась на сетчатой антенны диаметром 2.5 я с фокусным растоянием 0.85 я. Производилось многократное сканирование. поверхности и деформирование профиля. Сопоставление полученных при этом ; результатов показало, что погрешность определения топограмм поверхности не превышает 0.1л«.

Определение геометрических . параметров поверхностей, деформаций и вибраций элементов конструкций осуществляется В соответствии с Г0СТ8.296-78, Г0ОТ8.42О-81, Г0СТ8.474-82, Г0СТ17353-8Э и др.

2.5. Захмммшэ

Основные результаты работы состоя? в следующем:

1. Проведены систематические исследования радиотехнических, оптических и прочих систем определения рельефа технологически: поверхностей.

- Предложена методика анализа и синтеза структуры радиотехнической- СОРП на основе, первичных преобразователей различных классов.

- Определены характеристики и параметры, систем к агрегатных средств, уточнены области применения конкретных структурных exea.

- Показано, что значительное многообразие форм к размеров технологических поверхностей, а такге широкий спзктр параметров и характеристик рельефа может быть определен радиотехнической системой, предусматривающей адаптацию структуры к конкретному обьекту.

2. Разработаны схемы и алгоритмы определения характеристик и

"параметров рельефа при воздействии синхронных и асинхротшкх помех.' Показана эффективность методов оптимальной ф-.мьтрзцш сигналов в задачах определения рельефа поверхности [401.

Предложена методика повышения точности построения топограммы поверхности второго порядка за счет информационной избыточности.

Изучены метода отображения результатов определения ООП. Дана оценка полнота и информативности различных характеристик и параметров рельефа.

Использование предложенных методик может оказаться полезным при исследовании рада радиотехнических характеристик: коэффициента усиления антенн, диаграмм яаправлености, уровней и направлений б совых лепестков, определяющих в свою очередь помехоустойчивость, скрытность и эффзктивяость радиотехнических систем.

3. Бнполненн исследования СВЧ к оптических интерференционных пр8обрззотззтсл9й, гезеряторнпх и шранотрктесках (ппдуктхгнкх, з'гсостит^:, злектгснтпгх п др.) датчиков переведений, ш'брлцт,:'.* л

опт.

v:t;;:"i чнхггл оггттгавдтя точпостшк хпр'.кгс-р-согкк г)ле""1юв стр';:ст;/тц х;о кр'ггэрг^м ;гз-гролоптчоской ¿ocTovonrccni и па^с:::лосп; posy.^bViivoii опродолепил О .1. Шра^отска ро:;о;.:епдзш.л, пгзеотугз» разработать рад ::скл;т,-птольчо Г'нсокогколс^'гчнта: ращготйхютссхас СОГП.

t. Ог:ро,*7->леггч icpTixsp:-: рдткпкюда тошгоотяпг sapcxrcjzsmst п гт.р.с'отрогз образцового рег-о-^л. Аттробтао^ст:;. т-зтсг'аттлоекзя подоль рельефа, шзволагвяя разработать квогоэпачявз меры rtspaao-TJH53 сет. Продлог.:оя ссГфк'лгптпЛ способ форифооояяя процисгонкого образцового рельефа в даашгозв 10""-10"2 мэтра.

5. Р.".:-рйбОТГ;НМ .11 Швдропп 13 ПРОИЗВОДСТВО СОЕП. Систс^т плюлесгп согрзмоилом технической уровпз я осясдеян:

- ::с!'пло;стсм шаохостймьнпх порвкчяих преобразователей;

- 7.vc6:v:-:j п рэбото паяогабарягшя ai ¿сгаттг.гт средстпс-ш '•.зог.!.-гого говгцясязровгяь'г! сереттаях псосс'разователей U .гсслглусдаЯ погсрл.чост;:;

- :,:,poi,;u.7.',i:t сродства!.';* сяологовой п пг.'Тропой обработки (.•■'Гуолоб;

- «-tor-*..->,! евтскзг.г;ацп1 гж.к?р!г?*нта, аппзратауа основу которой

ПО?М :i cnr-ipx&z&spovrwiit ютер^эйс;

- КЮТр'.-.РППГЛ ОбОСПОЧОГТИСМ, бяягугскякм средства для сервисного о с "у г'Х: птптл скстеггз. Ряг; cx'"..M07e^mr"?cjciix ' п тохко.чг. j ггте скх

решений являются изобретениями.

5. Выполнены прикладные разработки, в частности, приборы типа АРФ, АРК и АРП с широким спектром применения в радиоэлектронике, машиностроении, строительной индустрии и т.д. Основные устройства приборов защищены тремя авторскими свидетельствами.

Список научны* трудов

Коловского Юрия Васильевича

1. Коловский Ю.В. Метода повышения точности определения некруглости крупногабаритных деталей // Метрология.- 1974.-MI.- C.II-I7.

2. Трутень В.А., Якушевская Е.С., Коловский Ю.В. К вопросу повышения точности .измэрения кекруглости на станках // Вопроси точности измерения размеров в тяжелом машиностроении.-Иркутск,1975.- С.49-60.- (Тр.Иркутского и Красноярского СХИ).

3. Един ПЛ.'., Коловский Ю.В. Возможности применения разностного метода для контроля некруглости крупногабаритных деталей. -' Там so, C.6I-65.

4. Коловский Ю.В., Якушевская E.G., Автоматизация производственных измерена не1фуглости на тягали станках // Тез. Всес. конф. "Научные основы автоматизации производственных процессов в машиностроении и приборостроении".- Москва,- 1975.- С.97-93.

5. Трутень В.А., Якушавская Е.С., КолоескиЯ Ю.В. Ноше методы производственных измерений нкфуглоста обработки деталей на тяжелых, станках // Материалы 1-й Всес. науч.-техн. кояф. "Совершенствование,' процессов * дешой обработки в машиностроении".- Минск,- 1975.- 0.222.-223.

6. Коловский Ю.В., Трутень В.А. Цовшение точности гомерония некруглости радиусным методом // Стандартизация и измерительная тепшка.- Красноярск.- 1976.- Вш.2.~ C.II3-II7.

7. Разработка прибора для контроля радиального биения оси вращения столов станков, модернизация АРК-2М: Отчет по НИР / КОКИ; Отв. исполнит. Ю.В. Коловскай, ОЦО 2313; £ Гос. регистр. 77054S3S. Красноярск, 1976.- 176с.: 80 ил.

8. Коловский Ю.В., Якуиевская Е.С., Шкандров Ю.В. Новш приборы для измерения отклонений формы цщпшдрических изделий и биения столов станков // Опыт внедрения прогрессивных методов и средств размерного контроля / ДЩШ1. - Л., 1977.- 0.18-20

9. Усовершенствование приборов автоматического контроля точностных параметров станков и крупногабаритных деталей: Отчет по НИР / КСХИ; Отв. исполнит. Ю.В. Коловский, ОЦО 2313; й Гос. регистр. 77054936. Красноярск, 1977.- 81 е.: 34 ил.

Ю.Трутень В.А., Коловский Ю.В., Никандров Ю.В. Прибор для определения некруглости детали и положения оси вращения планшайбы // Станки и инструмент.- 1977,- J55.- С.22-23.

11. Методы измерения цилиндричности крупногабаритных деталей: Отчет по НИР /КСХИ; Отв. исполнит. Ю.В. Коловский, ОЦО 2313; й Гос. регистр. 77054936; ныв. В Б66347. Красноярск, 1977.-20с.: 5 ил.

12. CTU-3T-87-2-78. Автоматический регистратор круглоста АРК-3 / Руководитель разработки Ю.В. Коловский; КСПО. -Колоша, 1978. - 20с.

13. CTil-3T-87-2-78. Прибор АРП-IH (автоматически регистратор полокення оси вращения и некруглости) / Руководитель разработки Ю.В. Коловский; КСПО. -Коломна, 1978. - 20с.

14. Методика построения базовых цилиндрических поверхностей: Отчет по НИР / КСХИ; Отв. исполпитель Ю.В. Коловский, ОНО 2313; Д Гос. регистр. 77054936; ишз. й Б675863. Красноярск, 1970.- 15с.: б ил.

15. A.c. G9I684 СССР, ШИ G 01 В 7/28 Устройство для кзмэрошет фзр?ш лолкг нрушогайзрлзтп: цшвздричесгсих деталей / В.А. Трутень, 10.В. Коловский <СССР). - Г25Э4316/18-28; Заявл. 27.03.78(21); Опубл. 15.10.79. Бюл. .'38.- 2с.

16. A.C. 697805 СССР. (51) MKH.G 01 В 7/28. Устройство для исморспття некруглостл крупногабаритных цкляндрических деталей / В.А., Трутень, Ю.В. Коловский (СССР). - .»2594317/18-28; Заявл. 27.03.78; Опубл.15.11.79. Бюл. ß 42,- 2с.

17. Разработка прибора для измерения цилкпдричности irpynricrsöGpiCTiix деталей: Отчет по НИР /КрТО; Руководитель Ю.В. ЗСологсхпЛ, ОЦО 2313; Л Гос. регистр. 77054936. Красноярск, 1979.-22с.: 15 •

18. Пселодовгапо :.;этодоз и средств измерения параметров лоцкпагдричпоссх с нзлко ойос'лочзеля единства измерекпа в этой сблостда Отчет по 131? /нрДО; Руководитель Ю.В. Колозский; й Гос. рэгггер. 77C545S6. Красноярск, 1379.- 31с.: II пл..

19. A.C. 724920 СССР, Ш. О 01 В 7/28. Ус:ро;'0'ЛсГ ,г;я r:j'-epo'~ia погр?"зост:т гзрегсщент оргапог» eswnwe / H.A. ¿г.'гезь, 9.13. КолозскхЯ, Ю.В." йяаккров (СССР).-

£5556213/18-28; Заявл. 14.12.77; Опубл. 30.03.80, Бюл. 2с.

20. Коловский Ю.В. Методы измерения параметров отклонения формат // Тез. Всес. конф. "Измерение и контроль при автоматизации производственных процессов" / АлтПИ, Барнаул. 1982. С.173-174.

21. Коловский Ю.В. Использование микропроцессорного устройства при разностном методе измерения параметров отклонения формы // Тез. Всес. копф. "Измерение и контроль при автоматизации производственных процессов" / АлтПИ, Барнаул. IS34. С. 97.

22. Метода определения отклонения формы поверхностей второго порядка: Отчет по КИР / СКТБ "Наука" КФ СО АН СССР; Руководители: Зайцев Н.К., Коловсюй Ю.В., ¡Кабанов Б.Г. -Красноярск.- 1987.- 117с.

23. Гекк II.il., Коловский Ю.В., Куликова Л.Л., Шостакоз Н.П., Шоыуков А.П. Измерение уступов поверхности методом многоволновой интерферометрии // Тез Бсес. конф. "Фотометрия и еэ метрологическое обеспеченно" / ИЕ'ЛОФИ,- М-, ISS8. - С,289.

24. Коловский Ю.В. Метрологические- аспекты исследования поверхностей // Микроэлектронике устройства. Проектирование

и технология / КРПИ.- Красноярск, IS38-- С.32-40.

25. Gekk P.I., .Kolovslrly Y.7.", EuIÜotu U.P. u.a. Surface rougfcneaa Indicator (recorder) / Equipment and Instrument ior Scientific Reseach / International exhibition // Kos со;?. 'l98ö, v.151.

26. A.c. 1552939 СССР, ШГ* G (' В 5/23. Способ изготовления микрорельефа. / Л.Д. Карпов, Ю.В. Коловский (СССР).- Заявл. II.04.89; - Зс.

27. Гекк П.И., Коловский Ю.В., Шацких В.П., Шостаков H.H., Шешуков А.П. Фазовый интерференционный микроскоп на база двухкоординакгаго позиционно-чуветвитэлыюго фотолриемлика //Тез. Всесогоп. совощ. "Коордаааатно-чувствптелышо фотопркгмяики и оптико-электронные устройства на их основа". Ч.2.- Барнаул, 1989.- С.132-133.

28. A.c. 1562672 СССР, МКИ G 01 В 5/28. Набор мер отклонения формы / Ю.В. Коловский, B.KL Сачков, И.Я. Скоробогатоз, H.A. Птичкина, B.C. Чкхалов (СССР).- N3348139/28; Заявл. 17.11.81.

29. Метода определения мпкрорэльзфа сверх гладки.-поверхностей: Отчет по НИР /КрШ: Руководя!ель Х).В. Коловский.

" ïlp!jc;:u. •:ск, V'. .. - ь .с,.

30. A.c. 17IC0I8 СШ\ UCii G Ol H ¿/'¿в. Мор.ч от«Ш>% » -vi форда. / Ю.В. КоловскиЯ (СССР). - »453eC2C/L3; Ойяпл. 2П.0 Экз. 000150.- 2с.

31. КоловскиЯ Ю.В. Боскоктактю кнтерт^р-еьчвготода измерительные преобразователи перемещения и отклонения форте поверхности // Тез. 1-й мождун. конф. "Датчики электрических и пеэлектричео.ких величин".- Барнаул,- 1993.-С. III-II2.

32. Колтзсккй Ю.В. Штрологическое обеспечение упрявл->пия формой поверхности // Прострянстгошше конструкции в Красноярском крае / КИСИ.- Красноярск, 1903.-с.193-200.

33. КоловскиЯ Ю.В., К.олси ".'¡-..-'Я л.в, '.'rv-vpoHno пярочетрсп отклонения формы зеркальных штешг ■'/ Тез. .'.йгдуя. и'г/ч.-гох;:, копф. "Радиоэлектроника и средства телвкемяушишхЗ" /КГТ.У.-Красноярск, 1994.- С.129.

34. дэгил'лвп с.н., КоловскиЯ Ю.В., temm'Jt A.A., сготев В.к. Антенна для таперфоредиконного измерителя сормы поверхности.- Там se, C.I23-Ï30.

35. Денясстс O.A., кемполь P.A., КоловскиЯ !0,В., Лкг'.пкоэ

B.Г. Исследован;«) Фпзопр.'-лато.пл >?:дашотроглго дапт^па. - ï'v< 0.120.

?G. Дорофеол A.B.. Коловскчп Ю.В., ЛевяивкЛ A.A. Гослодсглгсt Парлме'фСВ опорного гекарзторэ для ьглпросолиового глтерферомотра.- Гам .™е, С. 122.

37. Деяаскк А.П.. Дорофоез A.B., Кологстей ù.ô., ¿««чаюя A.A. Исследование элементов шзфоволшяюго кятерйорокетрз. - Том :ге, С .125.

38. КоловскиЯ Ю.В. Особенности измерения и отооражеяия отклонений форш поверхности //Тез. Мездунар. копф. "11КАШ-94" 4.2. / АлтГО.- Барнаул, 1994.- С.45-46.

39. КоловскиЯ Ю.В. Проблемы измерения и отображения отклонений формы поверхности //Тез. Мохдуп. мотпологической конф. / ЦПУ.- Москва, 1994.-2с.

40. КоловскиЯ Ю.В. Радиосистемы специального назначения для управления конструкциями // Пространственные конструкции в Красноярском крае / КИСИ,- Красноярск, 1995.-С.125-136

41. Коловский Ю.В., Левицкий A.A., Нояенков. Д.И., Работин

C.B. Компьютерные обучвкдие программы в конструкторской подготовке радиоингеперов // Тез. межвуз. научн.-метод, конф. "Новые технологии обучения и реализация государственного