автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.16, диссертация на тему:Построение компьютеризированных измерительных информационных систем на базе контактных интерферометров для контроля линейных размеров прецизионных изделий

На правахрукописи

БОГОМОЛОВ АЛЕКСЕЙ ВАЛЕНТИНОВИЧ

ПОСТРОЕНИЕ КОМПЬЮТЕРИЗИРОВАННЫХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ НА БАЗЕ КОНТАКТНЫХ ИНТЕРФЕРОМЕТРОВ ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЛИНЕЙНЫХ РАЗМЕРОВ ПРЕЦИЗИОННЫХ ИЗДЕЛИЙ

Специальность 05.11.16. - Информационно-измерительные и управляющие системы (промышленность)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидат технических наук

Москва 2005

Работа выполнена в ГОУ Московский государственный технологический университет "Станкин"

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Телешевский В.И.

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук, профессор

Власов Н.Г.

кандидат технических наук, с.н.с. Лысенко В.Г.

Ведущее предприятие: Всероссийский научно-исследовательский

институт оптико-физических измерений ВНИИОФИ

Защита состоится 31 мая 2005 года в 15 часов на заседании Диссертационного Совета Д.212.142.02 при ГОУ Московском государственном технологическом университете "Станкин" по адресу: 127994, ГСП, Москва, Вадковский пер., д.За.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного технологического университета «Станкин»

Автореферат разослан «о?»Ь> апреля 2005 г.

Ученый секретарь

Диссертационного Совета Д.212.142.02 К.Э.Н., доцент

Еленева Ю.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Изготовление высокотехнологичной продукции требует ужесточения допусков на размер, что обуславливает постоянное совершенствование эталонных средств измерений. Количество приборов и выполняемых с их помощью измерений в развитых странах характеризуется огромной цифрой - сотни миллионов. Однако весь массив измерительной информации, получаемый в результате измерений, становится значим и полезен только при обязательном условии обеспечения их единства и требуемой точности независимо от места, времени и условий их проведения.

Плоскопараллельные концевые меры длины (КМД), в частности 3 и 4-го разрядов, являются рабочими эталонами для передачи размера от эталона единицы длины до рабочих средств измерений, а также контроля размеров изделий в машиностроении. С помощью КМД производятся установка и градуировка измерительных приборов и инструментов, а также непосредственное измерение и разметка изделий, наладка станков и приспособлений и т.д. Таким образом, КМД являются наиболее важным элементом метрологического обеспечения предприятий.

Как известно, в международной системе физических единиц СИ одна из основных единиц - единица длины, воспроизводимая через длину световой волны.

В соответствии с Государственной поверочной схемой для передачи размера единицы длины от рабочих эталонов высших разрядов к низшим используются интерференционные измерения. Интерференционные приборы являются наиболее естественными средствами измерений, так как основаны на передаче размера единицы длины через длину световой волны. Таким образом, чем больше уровней поверочной схемы они охватывают, тем гармоничнее сама схема.

Интерферометры являются приборами высшей точности на предприятиях нашей страны. В течение нескольких десятилетий интерференционные приборы используются для визуального наблюдения интерференционных картин в задачах измерений линейных величин. Процесс измерения заключается в извлечении необходимой информации из полученного изображения с последующей ее обработкой.

В нашей стране существует огромное количество стандартизованных средств измерений, которые содержат прекрасную механическую или оптико-механическую часть, при работе на которых накоплен большой методический опыт отечественных метрологов. Но в тоже время эти измерительные приборы морально устарели, так как не имеют средств автоматизации процесса измерений и обработки результатов измерений. Длительная работа на приборах с визуальным отсчетом показаний вызывает высокую утомляемость и существенное ухудшение зрения оператора. В связи с этим на многих предприятиях происходит отказ от использования этих средств измерений и замена их приборами на базе датчиков и линеек (индуктивных, голографических и т.п.), что снижает точность поверки КМД и уводит систему обеспечения единства измерений длины от естественного эталона - длины волны света.

Исходя из вышесказанного, актуальной задачей является автоматизация действующего парка измерительных приборов. На кафедре измерительных информационных систем и технологий (ИИСиТ) ГОУ МГТУ "СТАНКИН" под руководством проф., д.т.н. Телешевского В.И. разрабатывается новая концепция модернизации средств линейно-угловых измерений и контроля - интеллектуальный компьютерный ретрофиттинг (retrofitting) средств измерений. Суть этой концепции сводится к тому, что существующее измерительное оборудование оснащается системами автоматизации и интеллектуализации процесса измерений с компьютерной обработкой результатов измерений без нарушения технических условий на средство измерения и стандартизованных методик их эксплуатации.

Кроме того, пользователю необходимо получать не только числовую информацию об отклонении измеряемого размера от эталонного, но и определять характеристики КМД (отклонение от плоскопараллельности, от срединной и номинальной длины) с последующим присвоением класса точности. Это вызывает необходимость проведения большого количества измерений и, как следствие, значительные объемы математической обработки. При этом велико влияние оператора на качество и точность поверки, что требует наличия высококлассных специалистов. Поэтому встает вопрос о необходимости автоматизации процесса обработки и выдачи результатов измерений.

Каждые 10 лет точность деталей для высоких технологий повышается в 1,5-1,6 раза (на 1 квалитет), в связи с чем, идет тенденция к повышению разрядности предприятий. Для этого необходимо повысить точность используемых эталонных средств измерений, а значит и средств их поверки. Использование методов и алгоритмов компьютерной обработки интерференционных изображений позволяет существенно повысить точность обработки интерференционных сигналов, а значит уменьшить погрешность получаемых результатов измерений.

Из вышесказанного следует актуальность темы диссертационной работы, направленной на решение задачи повышения эффективности измерения прецизионных деталей на основе цифровой обработки интерференционных изображений.

Целью работы является снижение погрешности измерения, повышение производительности и автоматизация измерительных процессов, улучшение условий труда операторов на основе цифровой обработки интерференционных изображений.

Для достижения поставленной цели сформулированы и решены следующие научные задачи:

1. Анализ существующих методов и средств цифровой обработки интерференционных изображений.

2. Математическое моделирование формирования интерференционного изображения в оптико-электронной измерительной системе на основе ПЗС-матрицы.

3. Исследование эффективности использования ПЗС-матрицы для регистрации интерференционного изображения в контактных интерферометрах.

4. Разработка алгоритмов обработки интерферограммы и определения центра интерференционной полосы.

5. Исследование эффективности алгоритма определения центра полосы.

6. Разработка структуры информационно-измерительной системы (ИИС) на базе контактных интерферометров и ее реализация на примере интерферометра ИКПВ для поверки КМД 3 и 4-го разрядов.

7. Экспериментальное определение погрешности измерения ИИС.

Методы исследования. При разработке теоретических положений диссертационной работы использован аппарат Фурье-оптики и быстрых преобразований Фурье (БПФ). Экспериментальные исследования проводились с использованием опытного образца ИИС на базе контактного интерферометра ИКПВ. Обработка результатов измерений осуществлялось с помощью оригинального программного обеспечения, разработанного автором.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Выявлена целесообразность использования ПЗС-матрицы в качестве управляемой электронной шкалы высокого разрешения, пространственный период которой аттестуется в длинах световой волны.

2. Определен способ интерполяции цифрового интерференционного сигнала и выявлен алгоритм ее реализации.

3. Разработан новый поисковый алгоритм определения центра интерференционной полосы, существенно повышающий разрешающую способность и снижающий погрешность измерения интерферометра.

4. Определена структура ИИС на базе контактных интерферометров, основанной на цифровой обработке интерференционных изображений.

Практическая ценность

1. Разработанный алгоритм определения центра интерференционной полосы позволил повысить разрешающую способность до 0,001 мкм (1 нм), уменьшить вариацию показаний до 0,002 мкм и абсолютную погрешность измерения до 0,03 мкм на всем диапазоне показаний.

2. Разработанная ИИС на базе контактного интерферометра ИКПВ для поверки КМД 3 и 4-го разрядов позволила повысить производительность процесса поверки не менее, чем в 3-4 раза при сохранении стандартизованной методики поверки КМД и технических условий на прибор.

3. Результаты работы открывают перспективы повышения разрядности поверяемых на интерферометрах КМД до уровня 2-го разряда.

Работа выполнялась по гранту Минобразования РФ "Фундаментальные исследования в области машиностроения" 2001-2002г.г., НИР "Разработка интерференционных методов контроля отклонений линейных размеров деталей высшей точности"; по Федеральной научно-технической программе Минобразования РФ "Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники", подпрограмма 201 "Производственные технологии",

раздел 201.05 "Прецизионные и нанометрические технологии и оборудование обработки, сборки и контроля"; по тематическому плану Минобразования РФ 2002-2003 г.г., НИР "Концепция построения интеллектуальных средств метрологического обеспечения"; в рамках "Программы совместных работ по метрологическому обеспечению производства на ММПП "Салют", утвержденной руководителями МГТУ "Станкин" и ФГУП ММПП "Салют" 22.11.1999г.; по тематическому плану Минобразования РФ 2004-2005г.г., НИР «Разработка принципов гетеродинных лазерных и оптоэлектронных систем нанометрологии».

Реализация работы. Теоретические и практические результаты работы использованы при разработке компьютеризированного интерферометра на базе прибора ИКПВ. На основе положительных результатов испытаний получен сертификат Госстандарта РФ на тип прибора ИКПВ-К. В настоящее время прибор ИКПВ-К внедрен и успешно функционирует в более, чем десяти организациях: ФГУП «Московское машиностроительное производственное предприятие «Салют», ОАО «Московское производственное объединение им. И.Румянцева», ФГУ «РОСТЕСТ-Москва», ФГУ «ТЕСТ- С.-Петербург», ФГУ «Кировский ЦСМ», ОАО «КАМАЗ», ОАО «МЗ «Арсенал»,

Апробация работы. Результаты работы докладывались на заседании кафедры "Измерительные информационные системы и технологии" ГОУ МГТУ "Станкин", а также на научно-технических конференциях:

• 5-я международная научно-техническая конференция «Распознавание-2001» (Курск, 2001);

• 5-я сессия международной научной школы «Современные фундаментальные проблемы и прикладные задачи теории точности и качества машин, приборов и систем» (С.-Петербург, 2002);

• 8-я Всероссийская научно-техническая конференция «Состояние и проблемы измерений» (Москва, 2002);

• Международная научно-техническая конференция «Лазеры. Измерения. Информация» (С.-Петербург, 2003).

Результаты работы используются в лабораторных практикумах кафедры по дисциплинам «Измерительные информационные системы», «Пространственная метрология», «Методы и средства измерений, испытаний и контроля», «Технические измерения», а также в учебном процессе подготовки дипломированных инженеров по специальностям 190800 «Метрология и метрологическое обеспечение» и 190900 «Информационно-измерительная техника и технологии» и магистров по направлениям 551500 «Приборостроение» и 552200 «Метрология, стандартизация и сертификация».

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 6 работ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы и приложения. Работа изложена на 153 страницах машинописного текста, содержит 53 рисунка, 4 таблицы, 10 приложения, библиография включает 74 наименования.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснованы актуальность темы, поставлены цель и задачи исследования, сформулированы научная новизна, практическая ценность, дана общая характеристика работы.

В первой главе выявлено место контактной интерферометрии в метрологическом обеспечении машиностроения, проведен анализ контактных интерферометров и интерференционных методов измерения геометрических величин, рассмотрены методы регистрации и обработки интерференционных изображений.

Действие контактного интерферометра основано на принципе двухлуче-вой интерференции света. Основным узлом интерферометра является трубка с переменной ценой деления шкалы 0,05-0,2 мкм, в основу которой положена схема интерферометра Майкельсона. Оптическая схема трубки контактного интерферометра представлена на рис. 1.

ШИ

Рис. 1. Оптическая схема контактного интерферометра

Особенностью интерферометров белого света является работа в двух режимах:

1. Режим юстировки в монохроматическом свете, при котором проводят градуировку шкалы прибора на цену деления.

2. Режим измерений в белом свете, при котором по шкале интерферометра измеряют относительное смещение ахроматической полосы, используемой в качестве визира.

Если на пути лучей поставить светофильтр (режим юстировки), то картина интерференции будет иметь вид ряда темных полос со светлыми промежутками (рис. 2), причем каждому интервалу между полосами соответствует половина длины волны света, пропускаемого светофильтром. Изменяя ширину интерференционной полосы можно градуировать прибор с ценой деления в пределах 0,05-0,2 мкм. Градуировка шкалы производится путем совмещения произвольно выбранного количества интерференционных полос с соответствующим количеством делений шкалы.

Рис. 2. Интерференционная картина в монохроматическом свете

Если же светофильтр убрать с пути светового потока (режим измерений), то картина интерференции будет иметь вид ряда радужных полос с одной ахроматической полосой А в середине (рис. 3). При изменении размера детали переместится измерительный стержень, а вместе с ним и зеркало, из-за чего изменится величина оптической разности хода вертикального и горизонтального пучка света. Это вызовет сдвиг картины интерференции, что будет видно по смещению черной полосы картины на фоне шкалы.

Были выявлены: преимущество интерференционных методов для высокоточных измерений, существенный недостаток контактных интерферометров, заключающийся в визуальном отсчете показаний, ручной регистрации и обработке данных, эффективность использования приемников оптического излучения на основе прибора с зарядовой связью (ПЗС-матрицы) в качестве средства регистрации интерференционных изображений.

Исходя из полученных результатов анализа, был сделан вывод о перспективности построения измерительной информационной системы (ИИС) на базе контактных интерферометров, основанной на цифровой обработке интерферо-грамм. Это позволило сформулировать цель работы и поставить научную задачу для ее достижения.

Во второй главе обосновывается замена шкалы прибора с отсчетом показаний по ее штрихам электронной дискретной структурой - электронной шкалой на базе ПЗС-матрицы, аттестуемой в длинах световой волны, с отсчетом по пикселям.

ПЗС-матрица представляет собой пространственную многоэлементную структуру (рис. 4) с параметрами: размер элемента (5 = 10 мкм), шаг дискретизации (Х=12 мкм), погрешность дискрети з^Щ^ико^ и ч е с т в о элементов (N=1000).

Шкала прибора также является пространственной дискретной структурой (рис. 5), характеризующейся [60]: шириной штриха (6=20 мкм), длиной интервала деления (с=200 мкм), погрешностью нанесения штрихов (/1=10 мкм), количеством делений ф=100).

Рис. 3. Интерференционная картина в белом свете

Рис. 4. Пространственная структура ПЗС-матрицы

Рис. 5. Пространственная структура шкалы прибора

Для оценки погрешности преобразования интерференционных сигналов проведено математическое моделирование формирования интерференционного изображения в оптико-электронной измерительной системе на основе ПЗС-матрицы.

Процесс преобразования оптической информации приведен на рис. 6.

Рис. 6. Процесс преобразования оптической информации

По этой схеме весь процесс подразделяется на три этапа:

1. Фильтрация при накоплении зарядов Ф]'.

Входной сигнал Е(х) представляет собой функцию освещенности, его спектр - 81(0)), весовая функция фильтрации - Ю^х), ее спектр - К](со). При этом имеет место:

- апертурная фильтрация ПЗС и преобразование сигналов с весовой функцией Ъа(х) и соответствующим частотным спектром К^/сф",

- диффузионная фильтрация с весовой функцией кд(х) и соответствующим час-

тотным спектром Кр/со).

В результате С](х) = Ьа(х)*Ьд(хД), где '*' - символ интегральной операции свертки, и

2. Дискретизация I):

Входной сигнал есть отфильтрованная функция Е/^(х), ее спектр -функция дискретизации - ее спектр -

3. Фильтрация при переносе зарядов Ф2:

Входной сигнал - функция ее спектр - ${2}(т), весовая функция

фильтрации - Сг(х), ее спектр -К2(ф).

Таким образом, выходной сигнал системы имеет вид:

E2(x)=R*'E(X)*C1(X)-Dr(X)*C2(X)=

R E(x)*Rec

(1)

^ху\га(Л)Щх(Х)\.п mf coskx

0i/l + k2L2n + ф)Ьп

<MX£5(x-iiX)

n=0

N

N!

(l-£)niN-"£(x-nX)

где Яр = 1(х)/Е(х) - коэффициент фоточувствительности ПЗС.

Соответствующая частотно-контрастная характеристика (ЧКХ) имеет

вид:

S2(6>) = RpSi(®)K,(fi>)*Ds(®)K2(®) =

= R

(2)

8|(®)8шс(ХГх) * Х^х -п/Х)^ехр[-Кс(1 -сое2яГхХ)] п=0

Выражения (1) и (2) являются окончательными выражениями функции распределения электрических сигналов изображения в зависимости от координат и ее ЧКХ. Таким образом, процесс формирования электрического изображения через оптико-электронную систему на основе ПЗС-матрицы математически может быть описан свертками весовых функций, соответствующих звеньям системы, умноженными на функцию дискретизации.

Расчет значений распределения амплитуд электрического изображения по координате ^осуществляется следующим образом. По теореме свертки (теореме Бореля) свертка сигналов по формуле (1) заменяется произведениями их спектров по формуле (2). Затем для получения выходных сигналов изображения осуществляется обратное преобразование Фурье этих произведений. При вычислении преобразования Фурье используется метод быстрого преобразования Фурье (БПФ). Таким образом, умножение функции дискретизации заменяется эквивалентной операцией дискретизации при выполнении БПФ, тем самым упрощается ход расчета. В результате формула для выходного сигнала приобретает вид:

E2(x) = F"'{F[E2(x)]} =

R Е(х) * ha(х) * hд(x,A)]Dr (х) * С2

= F"1 jtpF[E(x)]* F[ha (х)]* F[C2(x)]}-= F"'jlF

0]}

(3)

j (ffl)sin c(Xfx)cxp[-Nf(l - cos 'i где i - номер отсчета; fx,=ifx=i/NDx - пространственная частота i-го отсчета; N—число отсчетов; Dx - расстояние между точками отсчета.

В качестве входных сигналов системы используются идеальные интерференционные сигналы вида:

з(х) -яо + йт соз(2тш^+ж)~зт[1-соз(2т1и0х)] (4)

- для монохроматического света и

¡(х) =х0 + зт (х)со&(2ш,рсАт)= 5М [1-$тс(2и^с)] (5)

- для белого света.

Исследовано влияние различных параметров системы на выходной сигнал: Ы- количество элементов ПЗС-матрицы, к- количество интерференционных полос, Е- коэффициент потери при переносе зарядов ПЗС. Анализ погрешности определения центра интерференционной полосы ПЗС-матрицей проводится путем сравнения координат положения экстремума полосы на входе Лвх и на vэкc

выходе лвых оптико-электронной системы при перемещении входного сигнала на расстояние, равное одному элементу ПЗС-матрицы Xс шагом О, IX Исследуется эффективность интерполяции применительно к определению экстремума полосы. Исходя из вида интерференционного сигнала в области экстремума полосы, в качестве интерполирующей функции используем полином 2-го порядка (квадратичную параболу).

Результаты анализа интерференционного сигнала в монохроматическом свете при N=800, £=30 и £=0,001 приведены на рис. 7: а) график входного сигнала в окрестности экстремума полосы, б) график выходного сигнала в окрестности экстремума полосы, в) результат параболической интерполяции выходного сигнала.

Таким образом, для рассмотренного случая относительная погрешность определения центра интерференционной полосы составляет:

- без интерполяции выходного сигнала Д = -Х^с)/Ь= 0,0125,

- с интерполяцией выходного сигнала АИНГ = (Х^-Х^°)/Ь= 0,000011 где Ь - ширина интерференционной полосы.

а) 'б) в)

Рис. 7. Результаты математического моделирования

Проведенный математический анализ показывает, что оптико-электронная система на базе ПЗС-матрицы не вносит значительной погрешности в результаты измерения (относительная погрешность - порядка 0,01 шага полос). Для повышения точности определения центра интерференционной полосы предпочтительно применять ПЗС-матрицу с большим количеством эле-

ментов (высокого разрешения) и малым коэффициентом потери при переносе заряда.

Требуемые значения цифрового сигнала могут быть получены интерполированием при меньшем числе точек дискретизации, что также уменьшает погрешность определения центра полосы (порядка 100 раз).

На основе проведенного анализа предложено использование ПЗС-матри-цы в качестве управляемой электронной шкалы высокого разрешения с дискретностью отсчета, равной одному элементу матрицы (пикселю). Цена деления задается путем аттестации электронной шкалы в длинах световой волны или другим эталоном линейного размера (аналогично градуировке шкалы прибора). Отсчет показаний производится на основе цифровой обработки интерференционных изображений по делениям электронной шкалы - пикселям.

Обработка интерференционного изображения сводится к решению задач: 1) селекции интерференционной полосы; 2) поиска координаты экстремума интерференционной полосы.

Соответственно, точность измерения координат объекта определяется двумя видами ошибок: 1) ошибками вследствие неверного отождествления объекта с отдельными деталями на наблюдаемом изображении; 2) ошибками измерения координат вблизи их истинного значения.

Решение первой задачи сводится к выделению из интерференционной картины рабочей области, а также определению измерительных фильтров для устранения указанных ошибок обработки. При измерении в режиме белого света измерительный фильтр имеет вид:

Гп, если п = 1

Ъ =

если если

п = 0> п>1

где - "пороговое" значение яркости,

- количество идентифицированных интерференционных полос. При юстировке прибора в режиме монохроматического света измерительный гЬилътт) имеет вин:

и =

, если п = N ^ +1, если п < N > ^ ^ -1, если п > N

\=2 _

N-1

X к - X г

N-1

где количество полос для укладки в интервал,

ХкиХ„- координаты конца и начала интервала для укладки полос, X, - координата соответствующей интерференционной полосы.

Решение второй задачи как в режиме монохроматического, так и в режиме белого света сводится к поиску экстремума сложной функции. Для поиска цента интерференционных полос используем параболическую интерполяцию, определяя координату ее экстремума по трем точкам в окрестности экстремума Х2, X, и Х3 (рис. 8):

ЦХ})-ЦХ3)

2ЦХ1)-4ЦХ2) + 21(Х3)

> ^экс -Хз +Х,

где /(Х]),/(Х^,ДХз) - значения яркости в точках ХьХ2,Хз соответственно.

Рис. 8. Вид функции в окрестности точки экстремума

Третья глава посвящена вопросы разработке компьютеризированного интерферометра и его экспериментальному исследованию.

Структурная схема разработанной ИИС представлена на рис. 9.

Рис. 9. Структурная схема ИИС на базе контактных интерферометров

В основу работы ИИС на базе контактных интерферометров положен следующий принцип: интерференционный сигнал с интерферометра регистрируется, затем оцифровывается, и получаемое цифровое интерференционное изображение обрабатывается программно-математическим обеспечением в соответствии с выбранными алгоритмами с выдачей результатов измерений в необходимом формате.

Основным требованием, предъявляемым к ИИС, является полное сохранение стандартизованной методики поверки средств измерений, технических условий и порядка работы с прибором.

Исходя из методики работы с прибором, при разработке ИИС на базе контактных интерферометров решаются следующие задачи: определение рабочей области изображения; селекция интерференционной полосы; определение экстремума интерференционной полосы; контроль укладки определенного числа полос в заданном интервале при юстировке прибора; вычисление относительных отклонений ахроматической полосы.

В основу разработанных алгоритмов заложены следующие положения: ПЗС-матрица используется в качестве управляемой электронной шкалы высокого разрешения, т.е. юстировка прибора и измерения ведутся не относительно делений шкалы прибора, а относительно элементов изображения (пикселей); обработка изображения ведется по пикселям, исходя из значения видеосигнала (интенсивности) в анализируемой точке; работа с интерференционными полосами производится относительно их центра (экстремума); измерение размера происходит относительно смещения центра интерференционной полосы; входные и выходные данные имеют размерность микрометр.

Алгоритмы обработки интерференционных изображений приведены на рис. 10: а) определения экстремума интерференционной полосы, б) юстировки прибора, в) определения рабочей области, г) селекции интерференционной полосы.

г;

Рис. 10. Алгоритмы обработки интерферограмм

Программно-математическое обеспечение (ПМО) реализует диалог с пользователем для управления работой компьютеризированной системы, а также получение, обработку и сохранение результатов измерений. Его разработка производится, исходя из выбранных алгоритмов обработки интерферограмм, последовательности работы с интерферометром и требований методики поверки.

ПМО ИИС должно обеспечивать:

• получение на мониторе эффективного контрастного монохромного изображения интерференционных полос и неподвижной шкалы для выполнения стандартных процедур настройки прибора на цену деления и измерения положения ахроматической полосы относительно нулевой позиции;

• точную установку цены деления прибора по пикселям (дискретным элементам изображения) с графической индикацией процесса настройки и его окончания на экране монитора;

• точное определение положения интерференционных полос и относительного смещения нулевой ахроматической полосы по шкале прибора в процессе измерения;

• цифровое и графическое представление данных поверки, вводимых поправок и итоговых результатов поверки на экране монитора;

• табличное представление результатов поверки, формирование протокола поверки в табличной форме на экране монитора и печать протокола поверки в твердой копии;

• постоянный контроль за действиями пользователя с целью повышения надежности работы системы.

Исходя из результатов исследований, производится выбор аппаратных средств. Все узлы интегрируются так, чтобы обеспечивалась их конструктивная, метрологическая, информационная и программная совместимость.

Таким образом, результатом проведенной работы стала разработка ИИС на базе контактного интерферометра ИКПВ, содержащая аппаратные средства и программно-математическое обеспечение.

ИИС предназначена для автоматизированной поверки КМД 3 и 4-го разрядов в диапазоне до 100 мм и решает одну из задач метрологического обеспечения производства при полном соответствии техническим условиям на контактный интерферометр ИКПВ и стандартизованной методике поверки концевых мер длины.

Основные метрологические характеристики ИИС приведены в табл. 1.

__Таблица 1.

дискретность отсчета, мкм 0,001

диапазон показаний, мкм ±5

диапазон измерений, мм 0,1-100

погрешность измерения, мкм ±0,03

вариация показаний, мкм 0,002

Результаты работы ИИС на базе контактного интерферометра приведены на рис. 11: настройка на шкалу, юстировка прибора, процесс и протокол поверки КМД соответственно.

Рис.11. Результаты работы ИИС

Установлено, что по сравнению с контактным интерферометром ИКПВ разработанная ИИС имеет следующие преимущества:

1. Устранение субъективных погрешностей измерения, вносимых оператором.

2. Уменьшение абсолютной погрешности измерения прибора в 1,5-2 раза и вариации показаний в 10 раз.

3. Повышение разрешающей способности измерения в 100 раз (до 0,001 мкм).

4. Улучшение условий труда оператора и повышение производительности процесса поверки КМД в 3-4 раза благодаря:

• дистанционному наблюдению картины интерференции на мониторе компьютера;

• автоматическому вводу номиналов и исходных отклонений КМД эталонного набора посредством подключения базы данных набора;

• автоматизации отсчета показаний (без вмешательства оператора);

• автоматизации обработки результатов измерений.

Компьютерное документирование и архивирование результатов поверки с автоматической выдачей соответствующего протокола и возможностью их последующей передачей в локальную компьютерную сеть предприятия.

При определении смещения интерференционной полосы наибольшее значение имеет точность нахождения ее середины. Для исследования точности алгоритма определения центра полосы оптико-электронной системой на базе ПЗС-матрицы с параболической интерполяцией была создана экспериментальная установка.

Полученные результаты свидетельствуют, что на всей длине ПЗС-матрицы сходимость результатов измерений координаты центра интерференционного сигнала характеризуется постоянным значением ОД шага дискретизации, что соответствует относительной погрешности »3-10"3 шага полос. Для сравнения: визуальный метод определения линейного смещения интерференционных полос составляет 0,1 шага полос.

После окончательной разработки было проведено метрологическое испытание разработанной ИИС в измерительной лаборатории ФГУ «Самарский ЦСМ» по набору эталонных КМД 1-го разряда в соответствии с инструкцией по поверке контактных интерферометров. Проверялись показания прибора:

1. При ручных измерениях (снятие показаний оператором через окуляр прибора);

2. При автоматизированных измерениях (определение показаний системой).

Основываясь на результатах экспериментальных данных, можно сделать следующие выводы:

1. Наблюдается хорошая сходимость результатов измерения на всей длине ПЗС-матрицы;

2. Уменьшение вариации показаний до 0,002 мкм (до 10 раз);

3. Уменьшение абсолютной погрешности измерений до 0,03 мкм (в 1,5-2 раза);

4. Повышение производительности процесса поверки КМД в 3-4 раза.

Исходя из этого, можно сделать заключение об эффективности принятых в работе научно-технических решений и о полной состоятельности ИИС.

В четвертой главе рассмотрены результаты внедрения компьютеризированного интерферометра, вопросы расширения его функциональных возможностей для поверки других средств измерения и пути его дальнейшего развития.

Результаты научных исследований были использованы при разработке измерительной информационной системы на базе интерферометра контактного вертикального ИКПВ. На основе положительных результатов испытаний ИИС в вертикальном исполнении получен сертификат №11556/1 Госстандарта РФ на тип прибора ИКПВ-К. В настоящее время прибор ИКПВ-К внедрен и успешно функционирует в более, чем десяти организациях, а также активно используется в лабораторных практикумах кафедры.

В работе приведены исследования по расширению функций разработанной ИИС, которая предназначена для высокоточных измерений наружных и внутренних размеров методом сравнения с мерой. Разработанная система может применяться для поверки различных средств измерений. Вся аппаратная часть и большинство программных модулей остаются неизменными, за исключением последовательности процесса поверки и модулей обработки и хранения результатов измерений. В работе исследованы вопросы применения ИИС для поверки:

- концевых мер длины в диапазоне от 100мм до 500мм (рис.12а),

- плоско параллельных стеклянных пластин типоразмеров ПМ15, ПМ40, ПМ65, ПМ90 (рис.126),

- проволочек и роликов диаметром до 5мм (рис. 12в),

- измерительных и установочных колец диаметром от 12 до 150мм (рис.12г).

Рис 12 Применение ИИСна базе контактного интерферометра

Таким образом, в зависимости от стойки и используемых специальных приспособлений разработанная ИИС может применяться для поверки различных средств измерений. Получаемые при этом преимущества аналогичны описанным при поверке КМД.

Результаты проведенных исследований открывают перспективы повышения разрядности поверяемых на приборах ИКПВ эталонных КМД до уровня 2-го разряда Эффективным применением результатов работы является построение ИИС на базе интерферометра типа Кестерса, применяемого для поверки КМД 1-го разряда в диапазоне до 100мм

В заключении приводятся основные результаты и выводы работы.

Основные результаты работы

1. Разработана математическая модель формирования интерференционного изображения в оптико-электронной системе на базе ПЗС-матрицы

2. Предложены оригинальные алгоритмы определения центра интерференционной полосы, установки определенного числа полос в заданный интервал, обработки размерных параметров эталонного блока КМД, определения экстремальных показаний для совмещения измеряемой длины с линией измерения при настройке измерительного стола.

3. Разработана структура компьютеризированной ИИС на базе контактных интерферометров.

4. Создана и практически реализована компьютеризированная ИИС для поверки КМД 3 и 4-го разрядов на базе контактного интерферометра ИКПВ, которая обеспечивает полную автоматизацию процесса поверки при сохранении стандартизованной методики поверки КМД, технических условий и порядка работы с прибором.

5. Разработана компьютеризированная ИИС, обеспечивающая дискретность отсчета до 1нм, вариацию показаний до 0,002 мкм и абсолютную погрешность измерения не более 0,03 мкм на всем диапазоне показаний.

6. Осуществлена метрологическая апробация разработанной ИИС, подтвердившая достоверность разработанной теоретической модели и принятых в работе технических решений.

7. На основе положительных результатов испытаний ИИС получен сертификат №11556/1 Госстандарта РФ на тип прибора - интерферометр контактный вертикальный компьютеризированный (ИКПВ-К), который зарегистрирован в Государственном реестре средств измерений под №22357-02.

8. В настоящее время более 20 образцов ИИС на базе интерферометра ИКПВ внедрены и успешно функционируют в ряде метрологических центров и ведущих предприятий нашей страны.

Основные выводы работы

1. Анализ разработанной математической модели формирования интерференционного изображения показывает, что оптико-электронная система на базе ПЗС-матрицы не вносит значительной погрешности в результаты измерения (относительная погрешность - порядка 0,01 шага полос).

2. Анализ оптико-электронной измерительной системы на основе ПЗС-матрицы выявил целесообразность использования ПЗС-матрицы в качестве управляемой электронной шкалы высокого разрешения, пространственный период которой аттестуется в длинах световой волны.

3. Использование черно-белых ПЗС-матриц с максимумом чувствительности в зеленой области оптического спектра обеспечивает наиболее эффективную спектральную фильтрацию интерференционного изображения в белом свете.

4. Предложенный в работе метод параболической интерполяции полосы в области ее экстремума увеличивает точность определения ее центра до 10 раз.

5. Предложенный поисковый алгоритм определения центра интерференционной полосы позволяет существенно повысить разрешающую способность и точность определения смещения интерференционной полосы по сравнению с визуальным отсчетом (до 100 и 30 раз соответственно), уменьшить вариацию показаний и абсолютную погрешность измерения интерферометра (до 10 и 1,5-2 раз соответственно).

6. Разработанная структура компьютеризированной ИИС на базе контактных интерферометров может быть использована и для других видов оптических шкальных приборов (оптиметры, длинномеры и т.п.).

7. Результаты работы по построению измерительных информационных систем на базе контактных интерферометров открывают перспективы повышения разрядности поверяемых на них КМД до уровня 2-го разряда и расширения функциональных возможностей приборов для контроля геометрических параметров разнообразных прецизионных деталей.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Телешевский В.И., Богомолов А.В., Галкин В.Н. Компьютеризация образцовых средств линейных измерений на основе цифровой обработки интерференционных изображений. // 5-я международная научно-техническая конференция «Распознавание-2001». - Курск: 2001. - С.136-138.

2. Телешевский В.И., Богомолов А.В., Галкин В.Н. К проблеме метрологического обеспечения поверки средств измерений. // 5-я сессия международной научной школы «Современные фундаментальные проблемы и прикладные задачи теории точности и качества машин, приборов и систем». - С.-Петербург: 2002.-С. 156-165.

3. Телешевский В.И., Богомолов А.В., Галкин В.Н. Компьютеризация и интеллектуализация интерференционных средств контроля отклонений линейных размеров деталей высшей точности. // 8-я Всероссийская научно-техническая конференция «Состояние и проблемы измерений». - Москва: 2002.Ч.1.-С.71-72.

4. Телешевский В.И., Богомолов А.В., Галкин В.Н. Компьютеризация контактных интерферометров белого света для линейных измерений с субмикронным разрешением. // Международная научно-техническая конференция «Лазеры. Измерения. Информация». - С.-Петербург: 2003. - С.39-40.

5. Teleshevsky V.I., BogomolovA.V., GalkinV.N. Computerization of Contact White Light Interferometers for Linear Measurements with Submicrometer Resolution. // Proceedings of SPIE. - 2003. - Vol.5381, - p . 194-200.

6. БогомоловА.В. Построение измерительной информационной системы на базе контактных интерферометров. // Вестник компьютерных информационных технологий. - 2005. - №5. - С.18-21.

Богомолов Алексей Валентинович

Построение компьютеризированных измерительных информационных систем на базе контактных интерферометров для контроля линейных размеров прецизионных деталей

Лицензия на издательскую деятельность ЛР №01741 от 11.05.2000 Подписано в печать 15.04.2005. Формат 60x90^ Уч. изд. л. 1,25. Тираж 50 экз. Заказ № 72

Отпечатано в Издательском Центре ГОУ МГТУ «СТАНКИН» 127994, Москва, Вадковский пер., д.3а

Богомолов Алексей Валентинович

Построение компьютеризированных измерительных информационных систем на базе контактных интерферометров для контроля линейных размеров прецизионных деталей

Лицензия на издательскую деятельность ЛР №01741 от 11.05.2000 Подписано в печать 15.04.2005. Формат 60x90 /м Уч. изд. л. 1,25. Тираж 50 экз. Заказ № 72

Отпечатано в Издательском Центре ГОУ МГТУ «СТАНКИН» 127994, Москва, Вадковский пер., д.За

of.аз- os:m

m:'12» •«. • 1331

Введение.

Глава 1. Анализ проблемы контактной интерферометрии в области измерений геометрических величин.

1.1. Методы контактной интерферометрии и их место в метрологическом обеспечении машиностроения.

1.2. Анализ интерференционных методов измерения геометрических величин.

1.3. Анализ контактных интерферометров.

1.4. Методы регистрации и обработки интерференцион- 27 ных изображений.

1.5. Постановка задач исследования.

Глава 2. Математическое моделирование и теоретическое исследование контактного интерферометра с цифровой обработкой изображения.

2.1. Математическая модель интерференционного сигнала в интерферометрах белого света.

2.2. Анализ оптико-электронной системы на основе ПЗС-матрицы.

2.3. Анализ погрешности формирования интерференционного изображения в измерительной системе.

2.4. Методы цифровой обработки интерференционных изображений.

Изготовление высокотехнологичной продукции требует ужесточения допусков на размер, что обуславливает постоянное совершенствование эталонных средств измерений. Количество приборов и выполняемых с их помощью измерений в развитых странах характеризуется огромной цифрой -сотни миллионов. Однако весь массив измерительной информации, получаемый в результате измерений, становится значим и полезен только при обязательном условии обеспечения их единства и требуемой точности не зависимо от места, времени и условий их проведения.

Плоскопараллельные концевые меры длины (КМД), в частности 3 и 4-го разрядов, являются рабочими эталонами для передачи размера от эталона единицы длины до рабочих средств измерений, а также контроля размеров изделий в машиностроении. С помощью КМД производятся установка и градуировка измерительных приборов и инструментов, а также непосредственное измерение и разметка изделий, наладка станков и приспособлений и т.д. Таким образом, КМД являются наиболее важным элементом метрологического обеспечения предприятий.

Как известно [47], в международной системе физических единиц СИ одна из основных единиц — единица длины, воспроизводимая через длину световой волны.

В соответствии с Государственной поверочной схемой [35] для передачи размера единицы длины от рабочих эталонов высших разрядов к низшим используются интерференционные измерения. Интерференционные приборы являются наиболее естественными средствами измерений, так как основаны на передаче размера единицы длины через длину световой волны. Таким образом, чем больше уровней поверочной схемы они охватывают, тем гармоничнее сама схема.

Интерферометры являются приборами высшей точности на предприятиях нашей страны. В течение нескольких десятилетий интерференционные приборы используются для визуального наблюдения интерференционных картин в задачах измерений линейных величин. Процесс измерения заключается в извлечении необходимой информации из полученного изображения с последующей ее обработкой.

В нашей стране существует огромное количество стандартизованных средств измерений, которые содержат прекрасную механическую или оптико-механическую часть, при работе на которых накоплен большой методический опыт отечественных метрологов. Но в тоже время эти измерительные приборы морально устарели, так как не имеют средств автоматизации процесса измерений и обработки результатов измерений. Длительная работа на приборах с визуальным отсчетом показаний вызывает высокую утомляемость и существенное ухудшение зрения оператора. В связи с этим на многих предприятиях происходит отказ от использования этих средств измерений и замена их приборами на базе датчиков и линеек (индуктивных, топографических и т.п.), что снижает точность поверки КМД и уводит систему обеспечения единства измерений длины от естественного эталона - длины волны света.

Исходя из вышесказанного, актуальной задачей является автоматизация действующего парка измерительных приборов. На кафедре измерительных информационных систем и технологий (ИИСиТ) ГОУ МГТУ "СТАНКИН" под руководством проф., д.т.н. Телешевского В.И. разрабатывается новая концепция модернизации средств линейно-угловых измерений и контроля - интеллектуальный компьютерный ретрофиттинг (retrofitting) средств измерений [57]. Суть этой концепции сводится к тому, что существующее измерительное оборудование оснащается системами автоматизации и интеллектуализации процесса измерений с компьютерной обработкой результатов измерений без нарушения технических условий на средство измерения и стандартизованных методик их эксплуатации.

Кроме того, пользователю необходимо получать не только числовую информацию об отклонении измеряемого размера от эталонного, но и определять характеристики КМД (отклонение от плоскопараллельности, от срединной и номинальной длины) с последующим присвоением класса точности. Это вызывает необходимость проведения большого количества измерений и, как следствие, значительные объемы математической обработки. При этом велико влияние оператора на качество и точность поверки, что требует наличия высококлассных специалистов. Поэтому встает вопрос о необходимости автоматизации процесса обработки и выдачи результатов измерений.

Каждые 10 лет точность деталей для высоких технологий повышается в 1,5-1,6 раза (на 1 квалитет), в связи с чем, идет тенденция к повышению разрядности предприятий. Для этого необходимо повысить точность используемых эталонных средств измерений, а значит и средств их поверки. Использование методов и алгоритмов компьютерной обработки интерференционных изображений позволяет существенно повысить точность обработки интерференционных сигналов, а значит уменьшить погрешность получаемых результатов измерений.

В силу указанных причин, актуальной является задача снижения погрешности измерения, повышения производительности и автоматизации измерительных процессов, улучшения условий труда операторов на основе цифровой обработки интерференционных изображений.

Для достижения поставленной цели необходимо решение следующих научных задач:

1. Анализ существующих методов и средств цифровой обработки интерференционных изображений.

2,

3.

4.

5.

6.

7,

8,

1,

2, 3 4 1

Математическое моделирование формирования интерференционного изображения в оптико-электронной измерительной системе на основе ПЗС-матрицы.

Исследование эффективности использования ПЗС-матрицы для регистрации интерференционного изображения в контактных интерферометрах.

Разработка алгоритмов обработки интерферограммы. Разработка алгоритма определения центра интерференционной полосы. Исследование эффективности алгоритма определения центра полосы. Разработка структуры информационно-измерительной системы (ИИС) на базе контактных интерферометров и ее реализация на примере интерферометра ИКПВ для поверки КМД 3 и 4-го разрядов. Экспериментальное определение погрешности измерения ИИС.

Научная новизна работы заключается в следующем: Выявлена целесообразность использования ПЗС-матрицы в качестве управляемой электронной шкалы высокого разрешения, пространственный период которой аттестуется в длинах световой волны. Определен способ интерполяции цифрового интерференционного сигнала и выявлен алгоритм ее реализации.

Разработан новый поисковый алгоритм определения центра интерференционной полосы, существенно повышающий разрешающую способность и снижающий погрешность измерения интерферометра. Определена структура ИИС на базе контактных интерферометров, основанной на цифровой обработке интерференционных изображений.

Практическая ценность работы обусловлена следующим: Разработанный алгоритм определения центра интерференционной полосы позволил повысить разрешающую способность до 0,001 мкм (1 нм), уменьшить вариацию показаний до 0,002 мкм и абсолютную погрешность измерения до 0,03 мкм на всем диапазоне показаний.

2. Разработанная ИИС на базе контактного интерферометра ИКПВ для поверки КМД 3 и 4-го разрядов позволила повысить производительность процесса поверки не менее, чем в 3-4 раза при сохранении стандартизованной методики поверки КМД и технических условий на прибор.

3. Результаты работы открывают перспективы повышения разрядности поверяемых на интерферометрах КМД до уровня 2-го разряда.

На защиту диссертации выносятся следующие положения:

1. Использование ПЗС-матрицы в измерительных приборах позволяет применять ее в качестве управляемой электронной шкалы высокого разрешения, пространственный период которой аттестуется в длинах световой волны, с дискретностью отсчета 1 элемент (пиксель).

2. Использование оптико-электронной системы на базе ПЗС-матрицы для цифровой обработки интерференционных изображений не вносит значительной погрешности в результаты измерений (относительная погрешность - порядка 0,01 шага полос).

3. Использование поискового алгоритма определения центра интерференционной полосы с параболической интерполяцией увеличивает точность определения ее центра по сравнению с визуальным до 30 раз.

4. Разработанная архитектура и программно-математическое обеспечение ИИС позволяют повысить разрешающую способность интерферометров в 100 раз при уменьшении вариации показаний до 10 раз и абсолютной погрешности измерения - в 1,5-2 раза.

5. Созданная в работе компьютеризированная ИИС на базе контактного интерферометра ИКПВ для поверки КМД 3 и 4-го разрядов обеспечивает полную автоматизацию процесса поверки при сохранении стандартизованной методики поверки КМД, технических условий и порядка работы с прибором.

7. Результаты работы по построению измерительных информационных систем на базе контактных интерферометров открывают перспективы повышения разрядности поверяемых на них КМД до уровня 2-го разряда и расширения функциональных возможностей приборов для контроля геометрических параметров разнообразных прецизионных деталей.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Абраменко А.Н., Агапов Е.С. Телевизионная астрономия. - М.: Наука, 1983.-272с.

2. Аксененко М.Д., Бараночников М.Л. Приемники оптического излучения. -М.: Радио и связь, 1987. 296с.

3. Апарин Г.А., Городецкий И.Е. Допуски и технические измерения. М.: Машгиз, 1956.

4. Арсеньев А.В. Расчет частотных характеристик фотоприемника на ПЗС. -М.: Наука, 1978.-208с.

5. Арутюнов В.А., Гуров И.П. Исследование фотоэлектрических преобразователей для интерференционных измерительных систем. М.: Оптика и спектроскопия; 1985. - 217с.

6. Баранов Л.А. Квантование по уровню и временная дискретизация в цифровых системах управления. М.: Энергоатомиздат, 1990. - 304с.

7. Барб Д., Кэмпана С. Изображающие приборы с зарядовой связью, т. 3. — М.: Мир, 1970.

8. Бендат Дж., Пирсол А. Прикладной анализ случайных данных. — М.: Мир, 1989.-541с.

9. Богомолов А.В. Построение измерительной информационной системы на базе контактных интерферометров. // Вестник компьютерных информационных технологий. 2005. - №5. — С. 18-21.

10. Борн М., Вольф Э. Основы оптики. М.: Наука, 1970. - 719с.

11. Ван дер Зил А. Шумы при измерениях М.: Мир, 1979. - 292с.

12. Васильев В.Н. Гуров И.П. Компьютерная обработка сигналов в приложении к интерферометрическим системам. СПб.: БХВ-СПб, 1998. -240с.

13. Голод С.Л., Скворцов Ю.С. Новые автоматизированные устройства JIOMO для контроля размеров в автоматизированном производстве. — JI: ЛДНТП, 1989.- 138с.

14. ГОСТ 2475-88 «Проволочки и ролики. Технические условия».

15. ГОСТ 1121-75 «Пластины плоскопараллельные стеклянные. Технические условия».

16. ГОСТ 14865-78 «Кольца установочные к приборам для измерения диаметров отверстий. Технические условия».

17. Гудмен Дж. Введение в Фурье-оптику. М.: Мир, 1970. - 364с.

18. Гуров И.П. Методы и техника автоматической обработки сигналов в интерференционных измерительных системах — М: Информприбор, 1990. — 107с.

19. Гуров И.П. Оптическая интерферометрия и информационные технологии. М.: Приборостроение, 1996. - 198с.

20. Дагман Э.Е., Кухарев Г.А. Быстрые дискретные ортогональные преобразования. Новосибирск: Наука, 1983.

21. Дубовик А.С. Фотографическая регистрация быстропротекающих процессов. — М.: Наука, 1975. 456с.

22. Ефимов А.Н., Криворуков Е.В. Исследование эффективности оценок и «псевдооценок» среднего при малом числе наблюдений/ Автометрия №1, 1983. -с.11-17

23. Иванов А.Г. Измерительные приборы в машиностроении. М.: Издательство стандартов, 1981. — 496с.

24. Иесперс П. Полупроводниковые формирователи сигналов изображения. -М.: Мир, 1979.-573с.

25. Кнут. Искусство программирования для ЭВМ. М.: МИР, 1977. - Т.2.

26. Коломийцев Ю.В. Интерферометры. Основы инженерной теории. Л.: Машиностроение, 1976.-296с.

27. Кондратьев А.И., Носков М.Ф. Выделение экстремумов интерференционных полос при фотографической регистрации. // Приборы и техника эксперимента. 1983. - №2. - С.218-222.

28. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. -М.: Наука, 1978. 831с.

29. Кривовяз JI.M., Пуряев Д.Г. Практика оптической измерительной лаборатории. М.: Машиностроение, 1974. - 332с.

30. Макс Ж. Методы и техника обработки сигналов при физических измерениях. М.: Мир, 1983. Т. 1. - 311с.

31. Марков Н.Н. Метрологическое обеспечение в машиностроении. М.: Станкин, 1995.-467с.

32. МИ 102-58 «Инструкции по поверке контактных интерферометров с переменной ценой деления от 0,05 до 0,2 мкм».

33. МИ 1604-87 «Государственная система обеспечения единства измерений. Меры длины концевые плоскопараллельные. Общие требования к методикам поверки».

34. МИ 1875-88 «Государственная система обеспечения единства измерений. Пластины плоскопараллельные стеклянные. Методика поверки».

35. МИ 2060-90 «Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений длины в диапазоне 1 • 10"6 50 м и длин волн в диапазоне 0,2 - 50 мкм».

36. МИ 2078-90 «Государственная система обеспечения единства измерений. Проволочки и ролики. Методика поверки».

37. МИ 2079-90 «ГСИ. Меры длины концевые плоскопараллельные образцовые 3 и 4-го разрядов и рабочие классов точности 1-5 длиной до 100 мм. Методика поверки».

38. МИ 2106-90 «Государственная система обеспечения единства измерений. Кольца установочные к приборам для измерения диаметров отверстий. Методика поверки».

39. Нагибина И.М. Интерференция и дифракция света. Л.: Машиностроение, 1985.-332с.

40. Новицкий JI.A. Лабораторные оптические приборы. М.: Машиностроение, 1979.

41. Новоселов О.Н., Фомин А.Ф. Основы теории и расчета информационно-измерительных систем. М.: Машиностроение, 1991. - 334с.

42. Нуссбаумер Г. Быстрые преобразования Фурье и алгоритмы вычисления сверток. М: Радио и связь, 1985. - 248с.

43. Порфирьев Л.Ф. Основы теории преобразования сигналов в оптико-электронных системах. Л.: Машиностроение, 1989. - 388с.

44. Пресс Ф.П. Фоточувствительные приборы с зарядовой связью М.: Радио и связь, 1991. - 262с.

45. Претт У. Цифровая обработка изображений. М: Мир, 1982. - 790с.

46. Розенфельд А. Распознавание и обработка изображений. М.: Мир, 1972. -230с.

47. Российская метрологическая энциклопедия/Под ред. Тарбеева Ю.В. -СПб.: Лики России, 2001. 840с.

48. Сван Т. Программирование для Windows в Borland С++. М.: Бином, 1995.-479с.

49. Скоков И.В. Оптические интерферометры. М.: Машиностроение, 1969. -130с.

50. Скоков И.В., Носков М.Ф. Нелинейная регистрация двухлучевых интерференционных картин. // Заводская лаборатория. 1984. - №1. -С.32-36.

51. Скоков И.В. Многолучевые интерферометры в измерительной технике. -М.: Машиностроение, 1989. -256с.

52. Соболева Н.А., Меламид А.Е. Фотоэлектронные приборы. М.: Высшая шкала, 1974. - 376с.

53. Телешевский В.И., Мастеренко Д.А. Рекуррентное робастное оценивание в автоматизированных ИИС // Измерительная техника. 1997. - №4.

54. Тойберг П. Оценка точности результатов измерений. М.: Энергоатомиздат, 1988. - 89с.

55. Толстов Г.П. Ряды Фурье. М.: Наука, 1980. - 381с.

56. ТУ2-034-100-78 «Интерферометр вертикальный окулярный контактный. Технические условия»

57. ТУ2-034-101-78 «Интерферометр горизонтальный окулярный контактный. Технические условия»

58. Уайт Расчет частотных характеристик фотоприемника на ПЗС. М.: Наука, 1978.-208с.

59. Хуанг Т.С. Быстрые алгоритмы в цифровой обработке изображений. М: Радио и связь, 1984. — 221с.

60. Цуккерман И.И. Цифровое кодирование изображения. М.: Радио и связь, 1981.

61. Электронная справочная система по «Borland С++ 5.01»

62. Ярославский Л.П. Введение в цифровую обработку изображений. -М.: Советское радио, 1979. 312с.

63. Ярославский Л.П. Точность и достоверность измерения положения двумерного объекта на плоскости. // Радиотехника и электроника, 1972. — №4.

64. Blachman N.M. Noise and its effect on communication. Krieger, 1982. - p.96

65. Creath K. Phase measurement interferometry techniques // Progress in optics. -1988.-Vol.26.-p.49-383.

66. Farrell C.T., Player M.A. Phase step measurement and variable step algoritms in phase-shifting interferometry // Meas.Sci.Technol. 1992. - Vol.3. - p.953-958.

67. Hopkins H. The frequency responcy of a defocused optical system. // Proceedings of Royal Society. 1995. - Vol.231 A.

68. Pendit S., Jordache N. Interferogram analysis based on the data-depend systems method for nanometrology applications. // Appl.Opt. 1995. - Volo.34. -p.6695-6703.

69. Teleshevsky V.I., Bogomolov A.V., GalkinV.N. Computerization of Contact White Light Interferometers for Linear Measurements with Submicrometer Resolution. // Proceedings of SPIE. 2003. - Vol.5381, - p. 194-200.

70. Wyant J.C. Interferometric optical metrology: basic principles and new systems. // Laser Focus. 1982. - Vol.18. - p.65-71.