Исследование и разработка оптико-электронной системы для контроля пространственного положения элементов подвижного перекрытия

• Автор: Ван Лэй
• Шифр специальности: 05.11.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 145 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение
Глава I. Оптико-электронные системы с оптической равносигнальной зоной для контроля линейных и угловых перемещений, постановка задачи исследования
1.1. Области применения, условия эксплуатации и требования к оптико-электронным системам для контроля линейных и угловых перемещений
1.2. Классификация оптико-электронных систем с оптической равносигнальной зоной для контроля линейных и угловых перемещений
1.3. Аналитический обзор оптико-электронных систем для контроля линейных и угловых перемещений
1.3.1. Оптико-электронные системы коллимационного типа
1.3.2. Оптико-электронные системы автоколлимационного типа
1.3.3. Оптико-электронные системы, реализующие метод створных измерений
1.4. Сравнительный анализ оптико-электронных систем для контроля линейных и угловых перемещений и постановка задачи исследований
Глава П. Принцип действия и структура оптико-электронной системы с оптической равносигнальной зоной для контроля пространственного положения элементов перекрытия
2.1. Принцип действия системы
2.2. Структура системы, её особенности
2.3. Блоки и элементы системы, их анализ
2.3.1. Источники излучения
2.3.2. Формирователи оптической равносигнальной зоны
2.3.3. Объективы

2.3.4. Контрольный элемент
2.3.5. Электронные схемы блока обработки и выработки команд управления
2.4. Габаритно-энергетический расчет
2.4.1. Методика инженерного расчета размера зрачков объективов задатчика базового направления и приемной части
2.4.2. Методика компьютерного расчета размера зрачков
2.4.3. Энергетический расчет источника излучения
Глава Ш. Точностной анализ модуля оптико-электронной системы контроля положения элементов подвижного перекрытия
3.1. Анализ составляющих суммарной погрешности и потенциальной точности системы
3.1.1. Составляющие погрешности модуля
3.1.2. Источники погрешностей модуля
3.1.3. Потенциальная точность модуля
3.2. Погрешности, обусловленные отражателем системы
3.2.1. Анализ геометрических факторов
3.2.2. Анализ методической погрешности
3.2.3. Погрешности, обусловленные вибрацией элемента перекрытия
3.3. Погрешности, обусловленные воздушным трактом
3.3.1. Влияние характеристик и параметров воздушного тракта на положение и форму оптической равносигнальной зоны
3.3.2. Влияние турбулентности атмосферы на погрешность регистрации положения оптической равносигнальной зоны
3.4. Суммарная погрешность оптико-электронной системы
3.4.1. Систематическая составляющая погрешности
3.4.2. Случайная составляющая погрешности
3.4.3. Суммарная погрешность результата измерения

Глава IV. Экспериментальное исследование макета модуля оптико-электронной системы контроля положения элементов подвиж-
ного перекрытия
4.1. Описание макета модуля оптико-электронной системы контроля положения элементов подвижного перекрытия
4.2. Результаты экспериментов и их обсуждение
4.2.1. Определения чувствительности макета
4.2.2. Исследования потенциальной точности макета
4.3. Компьютерный расчет некоторых параметров и характеристик модуля системы контроля
Заключение
Литература
Приложение
Приложение

тельно оси, совпадающей с оптической осью лазера. Ось вращения пластинки является реперной прямой. Ее смещения, вызываемые флюктуациями параметров воздушного тракта, анализируются диафрагмой 2 и фотоприёмником 3. Блок 4 формирует сигналы управления двухкоординатным приводом 5, ориентирующим оптикомеханический блок 1 так, чтобы рассогласование на опорном элементе было устранено.
Применение такой схемы более, чем на порядок, уменьшает дисперсию случайных вариаций траектории луча на трассе измерения и, следовательно, доминирующую составляющую погрешности измерения. Отклонение от прямолинейности контролируемой поверхности приводит к смещению механически связанного с ней контрольного элемента В. В результате отклоняемый светоделителем 6 пучок смещается по диафрагме 7, вызывая появление на выходе фотоприемника 8 соответствующего электрического сигнала, который используется блоком 9 для формирования динамического сигнала управления компенсатором 10 и статического сигнала, пропорционального измеренному смещению, который подается на устройство регистрации.
Основные технические характеристики комплекса АИСТ-2: диапазон измеряемых отклонений составляет ± 0,8 мм, диапазон длин контролируемых поверхностей - 2...30 м, максимальная суммарная погрешность - около 30 мкм [38]. Недостатком ОЭСКС является большое энергопотребление и малый диапазон измерения смещений.
К особой группе ОЭСКС следует отнести датчики, принципиальной основой схемы которых является оптическая система, состоящая из двух компонентов с совмещенными фокусами и увеличением, равным -Iх. Такая система дает изображение предмета, расположенного на оси системы, совпадающее с самим предметом и перевернутое относительно него на 180°. При этом смещение предмета относительно оси вызывает смещение его изображения на ту же величину в противоположном направлении [26].