Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ. Высокие требования к оптическим и оптико-электронным приборам обеспечиваются качеством их элементной базы. Наиболее распространенным видом деталей, составляющих эту элементную базу, являются оптические призмы, известные свойства которых обусловили их широкое применение в оптике. В настоящее время технологический процесс производства оптических призм требует контроля их угловых и линейных размеров на каждом этапе. Следует отметить, что измерение угловых параметров призм связано с большими трудностями, чем линейных. Помимо этого, допуски на линейные размеры оптических призм составляют величину 0,1...О,4мм, в то время как допуски на угловые размеры могут достигать десятых долей угловых секунд. Вот почему контроль угловых параметров призм является важной задачей. Этот Сект объясняет наличие разнообразных способов контроля угловых размеров оптических призм, реализуемых ь различных по принципу действия И КОНСТРУКЦИИ измерительных устройствах.
Современное производство оптических призм нуждается в настоящее время ь высокоточных, высокопроизводительных и вместе с этим универсальных измерительных системах. Эти три требования часто находятся в противоречии (например, повышение точности за счет увеличения времени измерения снижает производительностьі. поэтому создание высокоточных, высокопроизводительных и универсальных автоматизированных средств контроля угловых параметров оптических призм в процессе производства является актуальной задачей.
ЦЕЛЬЮ ДИССЕРТАЦИИ является разработка принципов построения и методики расчета высокоточной, универсальной, высокопроизводительной автоматизированной оптико-электронной системы1 контроля угловых параметров оптических призм и выработка рекомендаций по внедрению таких систем в производство на основе испытаний макетного образца.
обзор сушествуших методов и устройств контроля углов оптических призм и их сравнительный анализ;
разработка теории и принципов построения углоизмерительных устройств для контроля параметров оптических призм на основе Фазовых оптико-электронных растровых преобразователей с двукратной модуляцией;
анализ составляющих результирующей погрешности исследуемого макета прибора для контроля призм (ПКШ, разработка методики измерений и расчета конструктивных параметров;
- проектирование, изготовление отдельных звеньев ПКП и- испытание
макета прибора в действии;
- подготовка экспериментальной установки, разработка методики
проведения эксперимента и анализ экспериментально полученных
данных при контроле серии аттестованных оптических призм БР-90.
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ. При выполнении работы использовались графоаналитический Фурье-анализ детерминированных сигналов , теория модуляции и демодуляции сигнала, методика расчета Фазовых оптико-электронных растровых преобразователей (ФОЭРП). теория ошибок
наблюдений, основы геометрической оптики.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА работы заключается в следушем:
-
Предложена оригинальная схема построения углоизмерительног устройства на основе ФОЭРП с двукратной модуляцией:
-
Впервые исследовано влияние двукратной модуляции на точност фазовых оптико-электронных растровых преобразователей Выведены формулы для нахождения оптимального соотношения частот несушей и огибающей, установлены условия сохранения несущей, даны рекомендации по Формированию геометрических размеро! изображения и построению электронного тракта.
-
Проведен анализ точности измерения угловых параметров оптических призм, выявлены составляющие результирующей погрешности, даны рекомендации по их минимизации.
-
Разработана методика точностного расчета конструктивных параметров системы.
ДОСТОВЕРНОСТЬ РЕЗУЛЬТАТОВ работы подтверждается совпадениеі теоретических выводов и зависимостей с результатами проведении) экспериментов. Разработанный способ измерения углов оптически) призм отличается высокой точностью С погрешность 0,2" - 0,5"), универсальностью, производительностью .
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ работы состоит в доведении получении! исследований до конкретных конструкций, схем, рекомендаций, позволяющих непосредственно перейти к созданию опытного образца системы контроля угловых параметров оптических призм, удовлетворяющего требованиям современного производства. Найденный метод двукратной модуляции позволяет создавать качественно новые типы оптико-электронных приборов, работающих активным методом (дальномеры, угломеры и т.д. J
РЕАЛИЗАЦИЯ предложенного метода построения углоизмерительноп устройства была осуществлена на макете прибора для контроля призі ПКП-1 и заключалась в практическом применении технических решений, позволивших создать макет принципиально нового прибора дл: контроля призм ПКП-2М.
АПРОВАШЯ РАБОТЫ. Результаты исследований были рассмотрены і обсуждены на кафедре оптико-электронных приборов, докладывалис! на 'конференциях студентов, аспирантов и молодых учены: МИИГАиК. Действующий макет прибора ПКП-2М был представлен на 50—і научно-технической конференции студентов, аспирантов и молоды: ученых.
ПУБЛИКАЦИИ. По результатам работы были опубликовании три научно-технические статьи в журнале "Известия вузов. Геодезия и аэрофотосъемка" .
-
Обоснование перспективности использования фазовых оптико-электронных растровых преобразователей с двукратной модуляцией потока излучения для контроля углов и пирамидальное оптических призм.
-
Обоснование двукратной модуляции как нового принципа построения ФОЭРП и рациональных способов ее реализации.
-
Аналитические соотношения для расчета конструктивных парамет ров системы контроля углов и пирамидальное оптических призм построенной на основе Фазового оптико-электронного растровогі
преобразователя с двукратной модуляцией потока излучения.
-
Методика расчета нового перспективного типа оптико-электронных измерительным систем - ФОЗРП е двукратной модуляцией потока излучения.
-
Результаты экспериментальный исследований системы контроля угловых параметров оптических призм, построенной на основе ФОЗРП с двукратной модуляцией, подтверждающие основные теоретические положения.'
СТРУКТУРА ДИССЕРТАЦИИ. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения объемом 134 страницы, иллюстрирована 33 рисунком, и 5 таблицами. Список использованной литературы включает 49 источников.
