автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.18, диссертация на тему:Разработка и исследование методов повышения точности и создание на их основе градуировочно-измерительного комплекса для измерений светотехнических параметров экрана цветных кинескопов

На правах рукописи Расхожев Владимир Нилович

УДК 681.785.423.4:535.851

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОВ ПОВЫШЕНИЯ ТОЧНОСТИ И СОЗДАНИЕ НА ИХ ОСНОВЕ ГРАДУИР0В0ЧН0-ПЗ!йРИТЕЛБН0Г0 КОМПЛЕКСА' ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЙ СВЕТОТЕХНИЧЕСКИХ. ПАРАМЕТРОВ ЭКРАНА ЦВЕТКАХ КИНЕСКОПОВ ' -

Специальность 05.11.16 '

Информационно-измерительные системы

А- В Т О -р К Ъ Е Р А- Т диссертации ¡1а соискание ученой степени кандидата-технических наук ■ '

Работа выполнена на кафедре оптики и спектроскопии Воронежского государственного университета.

Научный руководитель - доктор физико-математических наук, ' профессор ЯАТШЕВ Л.И,

Официальные оппоненты - доктор технических неук,

профессор САМОЙЛОВ Л.Л,

. кандидат технических неук,

доцент С1ЕТК0Н В,Р.

?;<■' Г| оргаиигация - Произведет сенни- с^&рднныш !'’Л: .иКОВ'М'.иК ЭЛе!/Гр'>Д.»М|'ОВиЙ ЗЬРОй"

■ СОСТОИТСЯ ". _1&_" *¿¿4.А 1£Э4 г, е со;;

• . ■..гл;;;:;; сигнализированного Совстг* со Ьлерссснтсксм »«•учло -;;ссхад,ч::"т?':!!.Г1!;п:.' институте оптико-}-;:::::1" г--. п,:-

!■■■ адресу; 5ОГ.:Л . • ;Ьс‘КГ.з, ул. Рсьт.с^'пз? н,."1, У/.

. П д;.:"':'ртг;ц;:е;5 молю ознакомиться е библиотеке РНПИОМ

Аг; гг разослан "________________" апреля 1034 г.

От. првренный лечат не, просим пря«!лп1ь па адр(.:-;; 103031, :а‘а, ул. Рсэдестввяка, 27.

УчеянЯ секретарь специалиаироБгашогс'

Совел с, кандидат техпгоесту наук, стар:;;:;; науч'шй сотрудник

Л:ГТУ к ;_гс с т ь_т§ иь:

Рсоггскгрвлсни? н^'та^шн т окраис '',-с:пп стало укг -ГОрСаДь!!!С'РС,';''ТГ!0М ДЛЯ П^!И ГрН1 ОЛМ’.С!! ИК'РоГМа!.'!!',!,

Еиедреш:?1 £!.’М практичегкг г:-.' гсп сб.тн деятельное::; требует ст разработчиков терминалов '.}?)!. таких пидоомсниторой, ХСТОрЬМ ССРД^вТ НО только кенфортпуо условия при робот? о ни«;:, кс л дают зозможиость повысить качество рзботи. 3 системах ксмпьчтеризкрэпаиного упг?.ы:*аия тробсвадия я качестэу зритель-н?!' информация ;т скрапе дисплея чрепги’пИно шеек:!, та:: как ео—первых, необходимо максимально снизить отрицательное .психс-фксиоское воздействие на самомуеетаие и работоспособность оператора, а, во-зторых, оаибки опгратерз, свясашше с неадекватность?: воспроизведения кзобраяения, езебэнно цзетяого, могут иметь яссладствил со значительными экс:юк1Л?г:яш потерями. Оператор з условиях телевизионного наблюдения способен различат, цвета, отстояйиз всего на 3-9 порогов Как Адама. При пересчете п координаты цветности это составит от 0,012 до 0,030 один;;;; координат цветности, Сроднее значение яркостного порога состаг-гяет 2 - 5 %. ■ .

Другой аспект проблемы светотехнических измерений ц«с.Тг:ых ■{инескспов за .шляется э тем, что га последние году значительно •сзрос интерес к телевизионным системам сгерхв^сокой четко::-:'.'. :,ТСЕЧ). Эти с-ис: змы должны обеспечить не только увеличение раз-»МЙЮЦеЗ способности за счет большего число строк разложения, ко : значительнее улучшение качества изображения га счет луп..4} ;:.'етспередпчн. Предполагаеиче параметры сснсзнух цветов приемников ТСРЧ отличаются от ссоти«?тстсу!су.'х параметр« систем НТСЦ, 1А.1. СЕлДМ, Разработчики прямо укпзыезвт на необходимость ске-¡кального .колориметра для обеспечения ко три:::! ТС5Ч.

Ото приводит к необходимости разработки '••'СТИШШ'Х метс-;оз и аппаратур:! сценки верности поенроизводония цвета на экране ннегкгга, обеапс’ипрг'лйу. измерения с точностью 1-2 порога а к Адама, '

В нзетояцео пройд измерение сзетстехничееких г:ара«отров естп^: кяиесколэз основано на интегральных фотоэлектрических ркР-'р-’Х. Но они не обеспечивает необходимо;! точности, тробуэ-о!‘ зг.::.'.">енр;ш«х сгототехкипеских измерзни;; 2ос?;ле кикееко-

пов, как истопников сеэтэ, в частности. Наприм°р, неоднородность цветности по полю экрана нг должна превышать 0,01Ь по координатам х и у, а погрешность измерения координат цветности наиболее распространенным колориметром КТЦ-5,СМ8 составляет 0,01Ь единиц координат цветности,

Кроме того, необходимо подчеркнуть, что разработчики телевизионного интегрального фотоэлектрического колориметра-яркомера нового поколения КФТ-1 встретились с определенными трудностями при подтверждении метрологических характеристик прибора в части абсолютной погрешности измерения координат цветности . из-за ограниченного числа отменных источников получения, определенных ГОСТом 8.205-90. Увеличение точности колориметрическик и ^ото -метрических измерений существующими интегральными фпоэгектрк-чески«;; приборами эозюеио путем их градуировки по этг.гсннсму источнику: с уровнем ' интегрально!! яркости и формоспектр:' излучен;;.'-:, максимально близким к измеряемому. Токи»; исгоччнгох может бить только кинескоп, работающий в установленном ргяиго, сгт-то7е;;ні;ческие параметры .которого определены споктроїталппьірт-pr¡íc:;;;i,: методом. Этот метод предусматривает и?мврекие онэкгра :.\г,)’чаи:г, экрана кинескопа г видимой области и расчета по к .-му і¡..токс-трлческш: и колориметрических параметров' г дао* гігп;.:е, однозначные результаты.

5Н'ДрЄ!П!Г спектральних радиометрических комплексов б заводские .V-' '-paren::;; метает сложность измерительно!! аппаратура, обход'.л'-..еть разработки универсального входного усгроЯстк», от-сутсгtj!c методик измерения и программного обеспечения управляйте!' ЭЕ.1. Совершенно не исследован вопрос влияния ТОЧНОСТНЫ1' характеристик блоков и устройств, входящих » спектральный радиометрически!! комплекс, на точность коночного результата ігмереїшіі и, КР1С следствие ЭТОГО, отсутствуют -Требования І- I."'Тролггимоенн'-. параметром этик устройств. • ’

Все' вШ8«зло»скй'ое говорит о нелюдимости u ai--tyíj¡i,>tooTK исследований, направленных т поммешк' точности практпче-ких измерений светотехнических параметров ипртинх кинескопов, г і л' > • чая колориметрические, разработки попик методик игмер^ниГ:, 1(р. боров, реализующих яти иртодккк и методов градуировки г поверки этих приборов. ’

Уегь_с?боти; 1 '

- разработка и «осягдоваиие методов пошїєния точносте тг;мэ>

светотехнически;-: параметров цветных кинескопов;

- создание спектрального радиометрического грздуировочно-изыери-тельнго комплекса (ГИКа) для измерения светотехнических параметров цветных кинескопов; ■ ’

исследование влияния точностных характеристик составных' частей ГИКа на точность результата измерения с целью его изготовления на базе .отечественных, серийно выпускаемых приборов я устройств;- ■ .

. анализ.вновь предложенного метода измерения светотехнических г.араметроа цветных -кинескопов в чистых-полях, •

Мітод^иоследованиЯі - . ' ' . ' .

При выполнение работу .использовались метода математического" оделирования лроцессоз -измерения спектра сг,мос2Ш'.циХея Згектоз', методы теории вероятности, и теории, измерений,• . ' '

■ Научная новизна .работы заключается в следующей: . '

разработана структурная схема П5?а-, • которая . реализована ":-:а-практике из'серийно выпускающихся отечественных приборов в 2’иде экспериментального образца-; ' . - ■ - ■ - ■

разработан по.луэмпяршееккй метод'анализа ’-.влияния • точно-стных характеристик составных устройств :: блоков,входящих в состав ГИКа, -.йа конечный-результат, измерения, позволяющий оперировать с реальными-спектральними'характеристиками; , ’

разработан и теоретически обос-косан оригинальный мзт'од спектральной корригировки' фото!,(етричг:оксго тракта ГКф, ‘ расемат-ркв.а.е'могс 'как'фотоприемн;;к со .сложной характеристикой спектральной чувствительностиМетод. реализован-. -в аппаратур? я программном -•обеспечении ЭВМ, упразляж^ей ПЧКщ. ' ’• . ■

разработан- и' теоретически/ обоснован впервые' предложенный метод йзмероикя светотехнических .параметров' цветных хянескопов интегральными' фотоэлектрическими прибора!/:'. в' частых’-полях. Выполнен засчот ожидаемой- яогрегяссті: 'измерений-, предлогеякым истодом, разработано программой-обгспеч?нм'2 упраг^лт^ей ЗЕй,- з котором гетсдики проведения измерений- заложены-в алгоритм программы.

‘ Основные полатаний, •¿ьиосяшб.н.і. заэдт?; • • '

разработанный- метод корр^пірозкй -¿стокгт-рэтаск’лх-'- трактов ‘.центральных приборов, _позгол?эт корригировать 'фотометрические, •рактц без опредвлеяня•опектральнах характеристик ,его состйв-

:ых частей; .. ' • ■ ' ’ . • '

- разработанный полуэмпирический метод моделирования процесса спектральних колориметрических и фотометрических измерений позволяет проанализировать влияние частных составляющих погрешности результата измерении с целы: выявления наиболее существенных влияющих факторов; метод позволяет оптимизировать требования к точностным характеристикам составных частей ГИКа;

- предложенная структурная схема ГИКа обеспечивает измерения координат цветности с абсолютной погрешностью, не превышающую

0,005 единиц МКО 183! г., измерения яркости -с относительной погрешностью, не превышающую 5 %\

- метод повышения точности іізмореішіі интегральными фотоэлектри-

ческими приборами путем их градуировки по свечению экранов образцовых кинескопов, параметры которых определены спектральные.: ^отоэяектрзчесшш прибором; '

- разработанный метод измерения светотехнических параметров цвет ни:; кинескопов в чистых полях обеспечивае- погрешность имізре-пя г.. ¡гостя в Полтора раза нике, чем применяй!,¡ul! о настоящее

Г - * « .

' :;т:;ческая ценность работы заключается р следупеи:

- insy.M.i-£.TU рабали. вспояьзэшй: при соз/.аппи спектрального гра"у;г\;пс'чпо-измернтоліпсго кснплскаа для измерен::!! светотех-шпсч/:-:; параметров цзеїних-кинескопов;

- »et; r.hl:- точностный характеристики блоков и устройств, z.::-;:. з состав ГИКа; ■

- р.:„сутани шшрітниг тс:-:і!:ічссі:::с ргкеїшя £огсм причсскогс тракта спектральной части, універсального сходного устройства г. калибровочного источника ГИКа;

- репрасотг.ны практические методики, измерения светотехнически;: параметров цветных киноскопог в чистых полях.

Практическая реализация. На ссноье предложенных в работ?

методов и устройств разработан опытны!! образец- ГИКа, внедренный в Специальном, конструкторско-технологическом евро при Воронез-сксм заводе электровакуумных приборов - АО ЕЭЛТ.

Методики измерения светотехнических параметров цветных кинескопов используются в учебном процессе на кафедре оптики и спектроскопий Воронежского госуипЕсреитота. '

Апробация^работы^ Основные материалы работы докладывались

П ËCCU.tOlî ЗСЛЯ.СТГ'Тïi НауЧИО-ТеХНИЧесКОА конференции по спектрос-:епиа "Применение спектральных методе? анализе з народном хо-■яЯстрс" (Тамбов, 1PQ5 г.), на. есесскгноЯ конференции по прсбле-I?.),1 создания современных цроткнх кино-фотоматериалов (Черного-:овка, 19S7 г..', ил Седьмой Есесспзной научно-технической конференции '''Фотометрия и ее метрологическое обеспечение" (Москва, 958 г,), на Деаятой сбластнсЯ научно-технической конференции по псктрсскопии "Применение спектрально: методов анализа а народом хозяйстве" (Тамбов, 19S0 г.), но ЕторсЯ Всесоюзной конфарен-иа "Оптическое изебрзгзниг и регистрируй? среды" (Ленинград, CSO г.), ка ?осм-'.о?. вмгеязяой нгучпо-тгхнкческсЯ конференции •Гстометгил I! ее метрзлогкчеокс? обеспечен’.:?" (Москга, 1PS0 г.), г. девлтоЯ каупке—те::.чичеorteil ксн$зрекцш: "?этскетр::я ’а ээ йтрслоппосксз обеспечение'’ (Москва, 1£с’2 г.). •

Пу5лийаукпА Ссноскге содержание диссертации зяузликссано а гот;: научных раСота.ч, получено актерское сЕИдетельетзэ ка зобретение.

Структур к об^ем работы. Дксоертгцяеикая работа состоит, из гедения, четырех глав, ззклгленвя, списка литература, зидотения и содержит 109 страниц основного текста, 10 страниц юункоа, список литературы пз 139 каш'ековчнай и 44 таблиц а заложении.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТУ '

2о_зоедении отмечены оба;и? требования, предъявляемые к несениям светотехнических параметров охраной ЦЕетных кинескопов, 'основана актуальность теш, отменена научная новизна я практк-!с:пя ценность результатов.

В..первой глада описана специфика экрана кинескопа как 'гочнйка слота, прЪводен обзор (по литературным данник) методов :.:.5рс'лпя. светотехнических параметров цеотиых кинескопов, Дано •аткэе описание р?боты и метрологические параметры $отоэл0ктра-ских приборов, ргалягувщих эти методы,

Показано, что способы и приборы для измерения свстотехни-еккх параметров цветных кинескопов можно разделить на две коену? группы - интегральные фотоэлектрический приборы (ИМ) я

- в -

спектральные фотоэлектрические приборы (ОН!)’. В приборах интегрального типа, таких как колориметры, координаты цвета определяются значениями' фототоков одного фотоприемника, перед которым последовательно вводятся три комбинации светофильтров для соэт-

• ..тствия'спектральной чувствительности фстоприемиика функциям ; .«'льта: ксординат стандартного калориметрического наблюдателя.

'■ :.‘пособ измерения-цвета СФР. ' ¡заключается в разложении

светового потока но спектральные составляйте, .измерении кигдой сссп^лтлей и расчете по измеренному спектру колориметрически:: харк^'риотик. . ’

Пр-.-г’^ден анализ природы погрешностей интегральны:: и

спектральных'фотоэлектрических приборов,

Отмечало, что последние разработки в области ИIII основана на подупрсьэдникоЕой и интегральной электронной технике о микро-працессоршц управлением. Погрешности №П обуслсплпеают: •

- погргвкссть воспроизведения функций спектральной овгтовоП ‘ сХ::>-?;:2иости монохроматического излучения для днегнзго

'"р.:..;. и функция Словения удельных координат цегта;

- пел: цсЯйойть £отоприеыного тракта; '

. - нгстсблльноеть спектральной яувотвитвльности фотепрпемного грз;::-с; . ' . ' ' . '

- отлкч;:; спектра источника, по которое калибруется И£П, от

, сп.":::, - гг.меряемого .объекта, . ’

Доо7с:,::..;^о;,1.И5П является высокая производительность и простота

ЭКСПЛУ'.'Л-ЦИИ. • ' ■

Показано, что СФП обеспечивают:' ' ’

- Высокую точность при колориметрических измерениях; •

- скоску» воспроизводимость' результатов измерений;

- удобство ь эксплуатации; . . .

- легкость пересчета координат цветности в ' любую колориыетри-

' ческую систем)'; ' • ' ■

-'хороиую согласованность экспериментальных'данных с визуаль--

■ ними оценками. . - .

Отмечено, что основными недостатками спектрального метода являются сравнительно большая длительность измерений - порядка 15 минут и сложность оборудбй&иия. '

Показано, что СФП следует попользовать'ь условиях лаборато--рий метрологической слуабы предприятия,.где он может эксплуатироваться как градуировочно-измерительной •. комплекс, который выполняет следующие функции; - _ • • .

- измерение спектров свечения экрана кинескопа а видимом диапазоне;

- расчет по полученному спектру светотехнических параметров кинескопа (яркость, цветность и т,д,);.

- градуировку ИФП по свечению экранов образцовых кинескопов, светотехнические параметры которых определены ГИКом;

- арбитражные измерения светотехнических параметров кинескопов;

- проведение сравнительных измерений кинескопов различны-:

конструкция с целью выявления наиболее эффективных конструкторских решений; .

- проведение исследовательских йзмэреёкй -кинескопов с различными типами люминофоров; , ' ■ •

- проведение информационного обслуживания предприятия ■в части'

градуировки УЛ'П путем отслеживания ее • периодичности и повторяемости; ' • ' ' ■ .

- создание банка данных проведениях.измерений и градуировок . о

последующим анализом результатов. . ■

' Показано, что создание ГИКа в реалиях настоящего времени ,оляю\базироваться на приборах и устройствах, серийно выпускае-ых отечественной' промышленностью, эксплуатация ■обеспечиваться пецкалистами средней квалификации. Позтому для реализации 'ГИКа настоящей■работе исследованы-следующие задачи: . ■

- разработана структурная схема ГИКа с минимальные количеством

•оригинальных устройств; . . . : - .

- обоснована.технические.требования к составной-частям ГИК?.' с

ц?лью 'достижения необходимой точности измерений; . ' •

- разработаны схемные и конструктивные- решения оригинальных

устройств; ' • • • ' / . . '

- разработаны методики работы ГИКа. ‘ -

' 5о згорой глале проводится обоснование структурной схемы’,' этсд:;;: работы'и -технические решения основных' составных' частей-. ИКа. В состав комплекса-(см. рис.) вхопит.: ■ . ‘ •

1) калибровочный источник (КИ); . * > . . . '

2) •!-:г.бор-монохром!!ь:х кинескопов с блоками, обзепеченил' электри-

' ческого резина (КМ); .- ' . :

3) цветней кинескоп о универсальным .устройство;; обеспечения

электрг'ческгго рети.мп (КЦ); .

4! устроЯпяо спектральной части ГИКа -

5) оогет;:';о ль входной кала с отсыхающими сгзтс.-'.тьтргмк (О);

Структурная схема градуировочно-измерительного комплекса

Рис.

З! монохроматор 1.М);

7) фотоэлектрический преобразователь свет-число СП);

3) устройство управления, сопряжения и контроля (УУСМ;

9) упраплящая ЭВМ; •

10) печатающее устройство (ЛУ), •

5а основу спектральной части П'.Ка взят комплекс спектральный вычислительный универсальный (КСЗУ), для которого разработано входное устройство и фотоэлектрический преобразователь сгот-число. Приведено обоснование нового способа спектральной коррп-гировки фотометрического тракта спектральной части ГИКа, заключающегося в том, что воздействующее излучение предварительно разлагают по длинам волн на спектральные составляющие с поусщ:.к монохрсматсра, информации о спектральных составляющих преобразует г электрический сигнал с помощью • фотоумножителя, уста.лсг-Л8НК0ГС за гкмэдкоЛ щгльй монохроматора и пр?дстггл?хт г5 о вид? цнфроЕчг. кодо?, Зат'5;.: пг.фрогоіі сигнал спектральной ссста:-. глю’и??. для каждой длины волны уинохшат на соответствующее ¿:г. дппноЛ дл:::;;1 вол:!« значение тр?су?;.:о" фун;:::;:;: опгктрал;,:::.;: чувствительности и спектральный кеэфувикэн? коррекции спектральной чувствительности фотометрического тракта, также предварите лі но преобразованные' в цифровой код. При использовании данного способа корригнревка фотометрического тракта спектраль-. ной части ГИКа происходит в РЕМ, в программном обеспечекип которой предусмотрено умножение сигнала преобразователя' свет-число на спектральный коэффициент коррекции и значение требуемой функции спектральной чувствительности на каждой длине волны.

Обоснованы технические требования к входному устройству спектральной части ГИКа. Показано, что оно должно;

- изолировать фотометрируемый участок переднего стекла экрана кинескопа от внешнего паразитного излучения;

- локально освещать фотометрируемый участок при измерении коэффициента отражения переднего стекла экрана кинескопа;

- собирать все лучи, излученные поверхностью или отраженные ’ от поверхности фотометрируемого участка;

- смешивать свечение дискретных микроисточников различной интенсивности и цветности; ■ .

- единообразно устанавливаться на объект измерения;

- обеспечивать одинаковость условий освещения-как объекта измерен::;;, так и входной щели монохроматора независимо от тина псвор/кости объекта измерения.

В свяи с этим приведено оригинальное техническое решение вхС"Н?го устройства спектральной части ГИКа, где предложено входное устри"СТ.В0 изготовить как измерительную головку, выполненную в виде сферы, ¿а внутреннюю поверхность которой нанесено Матовое отражающее покрытие, в С*ере имеется входное отверстие, которое локализует фотометрируемыЯ уча£7г?.к объекта измерения. Также в корпусе головки имеются отверстия, в который установлены устройства крепления фланцев осветительного и приемного световодов, С внешней стороны входное отверстие измерительной головки снабжено эластичным уплотнительным кольцом.

■ Отмечено, что использование гибкого световода 'позволяет применять входное устройство для освещения входной щели спектральных приборов, измеряющих спектры излучения и отражения.

Приведено описание . методик измерения яркости, координат . цветности свечения экранов цветных кинескопов и методики градук-

—ровки-ИФП-пЬнзвечению-экранов-оЗразцоЕЫХ-цветк-кинескопоБ__________

В третьей главе на основе полуэмпирического метода «¡.тематического . моделирования процесса измерения спектра СЬП обосновываются требования,к точности параметрам составных частей ГИКа. . . ■ .

, Отмечается, что для моделирования были, применены реальные спектры свечения моиохромуых кинескопов, реальные характеристики спектральной чувствительности фотоумножителей, а такае спектры пропускания монохроматоров и спектры излучения калибровочного источника типа A, D85. Для проведения анализа' была разработана программа для ЭВМ на языке Паскаль в режиме информационного диалога; ’ ■.

. Отмечается, 4TQ программа моделирует -процесс получения спектра излучения КМ с Целью'.расчета по нему. координат цветности и яркости с учетом факторов,, влияющих на томность измерения, В каждом случае измерения учитывается, что.процесс состоит иа двух . этапов. Первый - калибровка спектральной части ГИКа -по спектру излучения КИ,’второй - измерение спектра свечения км. При этом учитываются следующие, наиболее существенные.-,' влияющие-факторы:

* - случайные погрешности, обусловленные шумами .КИ и -фотометрического тракта'спектральной части ГИКа; ' • . ' .

- систематическая погрешность КИ; . , • .-

-.систематическая- погрешность, обусловленная нелинейностью преобразователя свет-число; •

- систематическая погрешность, обусловленная нелинейность» мо-

нохроматора по длинам волн (несовершенством привода дифракционной решетки]; . ■

- дополнительная погрешность ГИКа, обусловленная конкретной реализацией блоков и узлеп ГИКа и режима!/;: их работы. .

Показано, что последовательнее кз«<»п®іг.:» влиявших факторов ПрйЕОДКТ К выбору формы спектр?, 1ТГ»лучен:!Я КИ, интегральному уровню яркости КИ, требований к т гмосгл воспроизведения спектра излучения КИ. Этим способом оптимизируются требования к спектральной -части ГИКа, КИ И КМ. разработавшей мгтод математического моделирования позволяет выбрать тип монохроматора, -фотоушюжито-ля. определить требования к. схеме прозбразоегтеля -свет-число, устаногкть условия получеякя' спектра, то есть, .гаг сканирования, ЙОЛПЧ5ЭТ20 отсчетов в точке измерения спектра КИ и КМ и количество отсчетов при 'измерения фона. ' ’ •

Критерием анализа служит изменение относительной' погрег-нооти измерения яркости и абсолютной погрешности измерения координат «ватнооти свечения.экрана КМ. При этом абсолютная полезность измерений координат цветности не должна -превьйать О,С05-координат цгзтаостя "КО 1931 г.'г.о сб&ии-координатам, а относительная погрешность измерений яркости не должна превышать 5 % ¿не зависимости от-цвета езечения екрана кинескопа. • ■

.Указывается, что методика анализа реализует принцип последовательного приближения и позволяет определить требования ■я оледукаам-параметрам составных -частей ГИКа. ' .- '

Параметры калибровочного источника: . ' • .

1) тип спектра КИ .Систочник 'типа A, D55, const); '.

2) яркость КИ, кд/м^; •' : . ■

'3) случайная погрешность КИ, %; - , ' ' .

4) систематическая погрешность Kit, %. • . ’■ '

Параметры-спектральной части ГИКа:

.1) спектр пропускания монохроматора (одинарный, дзойно!!);

2) тип’ФЭУ; ' ' - ' ' • . •

3) абсолютная .систематическая погрешность монохроматора по

длине-волны, им; . . . '• ' . •

4)-постоянная времени преобразователя се.єт-число; .

5). максимальная скорость счета преобразователя.свет-число; ■ ..

’б) абсолютная случайная погреаность' монохроматора по длине'

волнн, нм; • . - • . • ’

7) относительная погрешность источника питания ?ЗУ, %\

S) коэффициент влияния напряюкир питания 5-?У;

S) шумы преобразователя свет-число;

10) темновой сигнал преобразователя спот-число;

11) абсолютная погрешность счегшка импульсов преобразователя

свет-числ'о; . ■

12) дополнительная относительная погрешность ГИКа, %]

13) шаг сканирования спектра, нм;

14) число отсчетов в точке при измерении КИ;

15) число отсчетов -в точке при измерении КМ; '

18) число отсчетов при измерении фонп.

Параметры монохромного кинескопа:

1) тип спектра КМ (синий, зеленый, красны!;, белый);

2) яркость НМ кд/м^. ' ■

Отмечено, что конструктивное решение ¡(11 должно обеспечивать спектр излучения типа А, проходящий через-светофильтр типа MC-S3. ^п£ктр“Долкен_быть_определент(_единиц5х—спектральной плотности энергетической яркости с погрешностью, не превыетюцей 1 что находится на уровне требований к Излучатели образцового средства уморения 1-го разряда. . •

- Показано, что основной критерий отбора фотоприемника для фотометрического тракта спектральной части ГИКа - способность ФЭУ работать в режиме счета фотонов. Указывается, что спектральная н интегральная чувствительность фотометрического тракта обеспечивается всеми ФЭУ, применяемыми е видимой области спектра. Однако, при практической реализации, этим .требованиям наиболее полно удовлетворяет-®ЭУ-136, хорошо зарекомендовавший себя при работе в режиме счета фотонов.

Подтверждена сильная зависимость погрешности конечного результата измерений ст систематической погрешности монохроматора по длинам волн, которая, не долина- провисать 0,05 нм, что определяет уровень требований к кинематике монохроматора. Показано, что зтим требованиям удовлетворяет монохроматор типа МДР-23.

Выявлено, что максимальная нелинейности фотометрического тракта не должка превыиаеть 2,0 %, при этом максимальная скорость счета может.быть 1000000 имп/сек в сочетании с постоянной времени 20 но. Показано, что относительная погрешность высоковольтного источника питания 'ФЭУ не должна превышать 0,1 %.

Установлено, что применение спектрофотометричкекого метода

при измерении параметров свечения экранов цветных кинескопов, независимо от цвета и интегальной яркости свечения, позволяет получить высокую точность измерения. При этом требования к спектральной части ГИКа не выходят за рамки требований к приборам серийного производства. ’ ' .

. Четгсртая глава посвящена обоснованию метода измерения светотехнических параметров цветных кинескопов з "чистых полях", Показано, что увеличение точности измерения светотехнически:: параметров цсетпых кинескопов с пемешью существующего парка интегральных {'стеелоктричоскнх приборов и сущеетвувцей схемы их метрологической аттестации еоп.'яжно только при разработке нового оригинального метода измерении. '

Пр'-длс^ен нопь'і! метод косвенных измерений, заклочогациЯся в тс.!, что при свечении экрана цветного кинескопа, обусловленном током электронного луча едкого протектора при . нулевом скачаний токов остальных луче!! {с "".истом поле"), последовательно агке-р.тгг цветность и яркость свечения 'чистого полл" и анодный ток, евссяочисягаЯ ату яркость. Затем полученные результаты исполь-ту-.т для вкчяслгиил етиоззяиН анодик: токов злектренных лучей.

Покатано, что обсснсланпыЛ метод позволяет вычислить токи лучс!; презе/.тег.о:'! дял установления белого цвета с зад2ннз,1 яркость-с, юяскмялькув яркость свечения екрана кинескопа при ?п::сг"’.г.!,ко допустимо!! сумлпрхм гскэ електронне^ пугкк з беле:; цвете, ст::гг_’п::гс анодных токов прожекторов для установленая л:збсго цг.ета, заданного своими координатами цветности, из гаьмі цеетег. кинескопе.. Для реализации предложенного способа разработана методик?. измерений и алгоритм расчетов. '

Провелон сравнительны;! ' а налил результате’’ измерен:::' по предложение;! методике с результатами измерений по стандартно.! методике. Получено, что относительная погрешность методе, разиа 5,25 % при доверительно!! вероятности 0,95 и нормальном законе распределения. В то го время, стандартный метод обеспечивает относительную погрешность 17,69 %. '

. Установлено, что точность метода "чистых полей" близка к продолу точное:;! измерен!!!! светотехнических параметров кинескопов, потери” ограничен погрешностями, обусловленными их режимом роботы. .

.. . При выполнении работы получены следует!? результаты;

1. Проведен анализ схемных и конструктивных решений сущеот-

. вуадих способов и устройств измерений светотехнических' параметров экрана цветного кинескопа с общей сценкой точности результатов измерений. . .

2. Рассмотрены особенности свечения экрана цветного кинес- .

копо,, і?ак источника свете. . ■ . ■

3." Предложен м^тод повииевия точности текущих светотехнических измерений овеченил экрана, цветных кинескопов интеграль-• ными'фотоэлектрическими приборам;“, заключающийся . в градуировке , ЖП по свечению экрана образцового кинескопа, параметры которого

• определены ГИКом.', • • ‘ ’

Показано, что при работе образцового :.кинескопа 6 .том .же режиме, что и контролируемые кинескопы, точность измерений* проводимых ЙФП максимально приближается к точности образцовой • 'кинескопа (при совпадении конструктивного выполнения), Предложенный способ технологических измерений светотехнических пара-.ыстров обеспечивается существующим парком ИЇП.

•4. Разработана структурная схема ГИКа, основанная на выпускающемся серийно спектральном вычислительном универсальном комплексе с минимальным количеством доработок .и оригинальных узлов. .

Исследовано влияние точностных характеристик составных частей ГИКа ка основе разработанного полуэмпирического метода квазианалогового математического моделирования процесса измере- -ния светотехнических параметров цветных кинескопов СФП. '

Б. Проведена оптимизация требований к точностным параметрам блоков и узлов, входящих в состав ГИКа, Доказано, что ГИК мозздо изготовить на базе серийно выпускающихся приборов. '

Показано, что: '

- спектральный прибор типа МДР-23 по сбоям техническим характеристикам полностью обеспечивает требуемую точность; . '

- фотометрический тр&кт спектральной части ГИКа - необходимо вы-

полнить по схеме счета фотонов,' что обеспечивает- требуемый ■ динамический диапазон , ' минимум шумов и точность измерения" спектральных составляющих сёечеяия экрана кинескопа; • .

• - калибровочный источник необходимо выполнить из уровне требова-

ний к. образцовому средству: измерения спектральной - плотности

зноргетичпско1! яркости первого разряда.

6, Предложена оригинальная конструкция входного устройства !?ктральнсП части ГИКа п виде фотометрического шара, свет кг ПТОрЗГО ПО гибксму СР9ТЗВ0ДУ передается К ОСПРТИТбЛЮ ВХОДНОЙ монохроматора.

Показано, что при таком пыполнет'п БУ появляются проимущр-гпп, которые позволяют:

изолировать фотометрируршй участок переднего стекла экрана кинескопа пт пнешного паразитного излучения; локпл!.1Ю осприать фэтометрируеми!! участок при измерении коэффициента отратечил переднего стекла экрана кинескопа; собрать !>ос* луш, кзлумечине поверхность« или отраженное от поверхности фотометрируемзго участка; •

игклччигь плия.чи" ткгта поверхности точность игчерения;

'»ГЭДВаТЬ гкечепие \Г.И:Чф*'>ТШК МНКрО'.'ОТОЧИИКОР различной HHTíir-ОИПНОГТИ ’! ЦИе'ГНОСТИ пу ГО*' ЧПОГОКр'ПЧОГО ОТрГГОКИД от гшутрен-ИСТО Искр1 ПЛЯ ГЧ'рПуоа;

ловторвочост'! результатов ^.ееревлп (на уровне í .X'! в- ;;:лчить вл«таг vjca г-ктияиму. факторе ts ¡n результаты иамвре-j;i1 "i га '’•¡от уетаногки РУ ка обьокт измерения и

,.,!!Г’.1'Г'г::>г у с л о»:1,!! '•'C'v':p:iin, век е'лы-ктп !'?черения, так и !>.'Woí! i',0.71 KOüO'ípwíT'ip'i, нргагиспно от чипа поперхнеет;; о^вокта ;»^",тр'=ни.". -

Оесеновап, глу’ргче вредл; e^iire;;, мотод коррнгировки фото-.-рнческого тракгп спектрально!! лаем П'Ка, как фотоприемвика i с.7••тлю.«. спектрально;! характеристикI? отличие от известных >тодсв "г,'?:-., спектральная керригировла провсдигся в управляю-■;* ЗИМ, р лрогрпччнеч оРесле"?нии котор.:!! предусмотрено умиоа»-

Í0 ПНаЧ'5!П'Л ,!i'C-Cy^M"f:, ФУНКЦИИ СН\:.'ТраЛЫЮ1) ЧуВСТЕИТ(’ЛЬНОСТ:!

: гчг'!;трял!.;и,:И коэффициент Koppf-::u,,;¡; и зчаче:!;^ спектрально;;

r,_..v0(¡.Horo рцппла утечет* ичеекого тракта на дышо:1

-ОЛВЛ’.

Рг-раСттарм четоям'':! пг.;'ПС‘Д7i фотсч т;лв'о;Лч,х и коло-:■'•"• тр!"'л.7'ик и'М'ф1:!!!'!: ■: n-.wv/.t П !'{•*. и I/г тс грздуирогкк по ';/раMir'i'i,:?! кигекопем, Оосееш., ,;vl дав:еметодик оаклл-етел р юг.;, что они. оалокенл в программу управляющей ЭРМ. Л'ЛВ ПО .млч. .''"':¡;gK золотея в рс;гимо информационного otitienh.

\) !!;■'■!■:' ”/’Лп ч^’ i елегичоокол п'плстацвл Г!!:;г>, во рауульта-,, -í-íii'./' г-,,• г, ¡юпу';;лп п r:p:"“vr-i¡¡.i'! в к.ачеетье рабочего

• отва .,>.г,,, и- сг;; i п;нГ."<,с.;;Г.; .'^раногро.' пых’ кивоок:,-

пав различного назначения. Комплекс; о.: ^ ч л у 'л т I'.: у с т с я г свстот°х-нпческой лаборатории СКТВ при Воронежском заводе электровакуумных приборов - АО ВЭЛТ, ' •

10, Впервые предложен метод увеличения точности игмррзяяя светотехнических параметров цветных кинескопов интегрсльнымк фотоэлектрическими приборами путем измерения в "чистых полях". Метод позволяет вычислить:

- токи лучей прожекторов для установления цвета с заданной яркостью;

- максимальную яркость свечения экрана кинескопа при максимально допустимом суммарном токе электронно!! пушки;

- отношение анодных токов прожекторов для установления, лвбого цвета, заданного своими координатами цветности, из гаммы цветов кинескопа. •

11. Показано, что преимуществом данного метода перед сущест вущимн является отсутствие трудоемкой операции установления белого цвета свечения экрана кинескопа. Рассчитана теоретическая точность предложенного метода и показано, что она близка к теоретической точности измерений светотехнических параметров цветных кинескопов. , ,

' Основные положения диссертации изложены б следующих работах: .

■ 1. Расходег В.Н., Латышев А.Н., Марков А.Е. Автоматизированный спектральный комплекс для анализа слабых световых потоков спорного спектрального состава/Восъмая Тамбовская обл. научно-техническая конференция по спектроскопии "Применение спектральных методов анализа в народном хозяйстве"; Тез. докл; - Тамбов, -1987. - С, 63.

2. Контроль цветопередачи цветных фотоматериалов методом цветовых координат/Латышев А.Н,, Расхоасп В.Н., Марлон А,3, и др.//Всесоюзная конференция по проблемам создания совремэн-. ных цветных кинофотоматерйалов:;Тес. докл. - Черноголовка, .1988.. - С. 119.

■Б, Оценка влияния погрешностей спектрофотемртрического колориметра путем машинного моделирования процесса измерения параметров цветных' кинейкопов/Лагааев А.Н., Расхожее В.Н.,

' Пол.ивин С.Н. и др.//Седьмая Всесоюзная научно-техническая конференция ’фотометриям ее метрологическое, обеспечение4'; Тез. докл. - 1988, -.с. 215.

4, Автоматизация спектро$отсмотрич<У'.ки>с кодредиЯ с помоыью

- 19 - ■

ЭРМ/РасхспФЯ ¡J.H., Мпрксв A.B., Полпшін C.H. н др.//Деп. в ВИНИТИ 1988. - № 504t' - В 88. - ЗО с.

[’рафачоский споооб рягтта токсп лучей цветных кинескопов для г,истппл?чия (ірж'гг цгота/Рзс.чожев В.H., Латышев A.H., Перов Л.И. л др.//,>11. ч ВИПИТІ! 1989. - if 4625 - В8Э. - 11 с. Расхожев В.Н. l)p'3KTii”fC':(¡i'> измерения светотгхпимесхих характеристик umjtüux кинескопов еплктреФетометрическим комплех-сом/Военмя Ecpcoikwm ¡тучнс-трхиическая конференция "ї'ОТс.’/пт’і!ія и пп м^трт.нти'гсс'т? с'л?':г!С'Чі’і!Ий": Тез. докл. -(*,, i 0РО. - , '.".s.

Марков А." , Р'ч ^ :\'і. Пснуеленчо КСВУ-S

д;;л о'пч'їл.'іті1;:'’;''':!''.:::-.:.-; ист■■ , с херактер;:'1-

T”¡: er/,' _ ::г-у''!0-тсх!ц:чг,0~

y;:.¡ ¡v.'-:’.'-: ■-'¡".і." і : ...... "■ сП’?КТрг,Л'.":.'::

"Гір;".': .: : . . - ■ : . ;:г;.л, - ТлмЛ:’.

р,,-..,,",,,-: _ її. ■ v,■ '• ^М.-'ТОРИЗЛСЛ О

тг"V;'rv.’-.-^rr.r. ;;:гч-рптссдо и 'ксмотркрукадп срад:.:'':

■ •' ■•¡í-ií-v- •’ .

Ті.:хС:-'Л ".г ' 1 ~р. C::zc:i

с^^р-л; пс:Г. у,-г-,......^rwip.:' • v. 1702М"-2 СССР,

»•г.: G): ■' î/ч■ г..'/ч v: - 'о. і- ■:.

Facxc'‘;j і1.!!., : 'Г. -'“ь • .■ . г-і^отойого то:::;

:: ч:іс”'.'ї" i'ucrrv'!,f-vpt'.vii .тл. - - ’} - С, Cß -- 32.

> -’aoz'?:\ ft.!!., мо^.тлрг—

;:рн«ссп îof - и-- - пзрэиэтри:: кнн«ско;:ог//

r,V.‘4V(?'‘íVr . ТСХЧ.'!'.^ , - - V і . - , Г-’’ -

V--' o;;-1"!':* г'і ',':y'^Y's : ґ,:1; л '■.'•TLC3 UPÇiTi:-.:::

! v;^cKc;:';-n - г H., ::v-yv ?•;? і..... С •: г;;оні:а Л.11. :і лг.

^ /':-^rarr' VU'C'. - лГО . C. S - .0, '

!-c:-;'?;Í’jtuc і;.1-: .• : •i; ¡ г..’ : rZ/'P.;..,J,tvruE¿3 À,H.,

..'‘ПГ;н,,,ч? Л.И. :: г;> //Р^яг-к ■ і .-.CCfjO”" '.у "0.10.0,':. чл

Т'!лрчп-':'г пятнят', Г,’. ■

;.стп;і':л.г"мл цгегл '■•вченім охроїш .пк-т.чяі-о кинегког.а Орлгт!'к:їГі і-.Л.//і\-.лгкй ;S PC5?«Í от 13,10.СЯ.

І'* іЧОЛукчІМР П)'Т<''І!'ГГ; fï, . ,.

'-:С'П7, / і’ ;¡. . С'г:,')п 'а:;:;' Р.Н,/;1?'"^г->;::'л '‘■''"тотзхкпчоских

полм^ї; гм-.іч -;ист:»'; пслях//Досл;ял

г: о; .'•,г,:гг'3 кстрлло:'.:'

Ч^СЦОб С; 0 ¿011У ЧОП П й '' I Оо . ДОКЛ. ' М. ; I ..»Ол. . * 1!. С' ,

¡5. Ианирташтя голойк&/Р«ехо*йв В.Н.//¡заявка к и3041964 от 30.ca.93, на получение потеьта Р4.

18. Анализ точнос'пшх характеристик измерения СБеготешшскнх параметров цветных ¡пшаскопов в чистых полях/Расхокез Б.Н. /,/Деп. в ВШИТН 1993. -■№ 3083 - Е 93. - 18 с.

Заказ' 92 ох 1';04',94 г. Тгп-„ 100 г,;<л. ч''Н"тг --V л Обым.Т п,я» »¡•аотг.пя лзск'рчторк'л ,ВЬ к