Оптические и оптоэлектронные методы бесконтактных измерений геометрических параметров

• Автор: Сарвин, Анатолий Александрович
• Шифр специальности: 05.02.11
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 282 с. : ил

Содержание
Введение
Глава 1. Теоретические основы оптических методов бесконтактного измерения линейных перемещений

1.1. Преобразование линейных перемещений оптической системой

1.2. Сопряженные точки

1.3. Сопряженные отрезки

1.4. Сопряженные плоскости

1.5. Обобщенная структурная схема получения измерительной 33 информации

1.6. Системы активного типа

1.7. Погрешности измерения

1.8. Тарировка шкалы прибора
1.9. Устройства индикации
1.9.1. Методы и структура устройств индикации
1.9.2. Визуальная индикация
1.9.3. Оптико-электронная индикация
Выводы
Глава 2. Передача измерительной информации параметрами диффузно отраженного светового потока
2.1. Рефлекометрический метод оценки микрогеометрии
поверхности
2.2 Способы реализации рефлектометрического метода контроля параметром микрогеометрии
2.2.1. Способы контроля по зеркальной составляющей
2.2.2. Способы контроля, основанные на анализе диффузной составляющей
2.2.3. Способы контроля, основанные на сопоставлении диффузной и

зеркальной составляющих
2.2.4. Проблемные вопросы реализации рефлектометрического
метода
2.3. Теоретический анализ рефлектометрического метода контроля шероховатости
2.3.1. Исходные условия и задачи анализа
2.3.2. Контролируемые параметры шероховатости
2.3.3. Взаимодействие светового потока с диффузной поверхностью
2.3.3.1. Диффузное отражение естественного света
2.3.3.2. Отражение поляризованного света
2.4. Экспериментальные исследования рефлектометрического метода контроля шероховатости
2.4.1. Задачи исследований
2.4.2. Программа исследований
2.4.3 Аппаратное обеспечение экспериментальных исследований
2.4.4. Построение индикатрис для типовых микрорельефов
2.4.4.1. Серия первая. Вид обработки - строгание. Материал - сталь
2.4.4.2. Серия вторая. Вид обработки - прессование под давлением. Материал - пластмасса
2.4.4.3. Серия третья. Набор образцов шероховатости.
Материал - сталь
2.4.4.4. Серия четвертая. Набор образцов шероховатости.
Материал - сталь
Выводы
Глава 3. Зеркальные системы
3.1. Обзор исследований по теории систем плоских зеркал
3.1.1. Структура теории зеркальных систем
3.1.2. Математический аппарат теории ЗС
3.1.3. Постановка задач исследования

3.2. Исследование действия поступательно перемещающихся зеркал
3.2.1. Одиночное зеркало
3.2.3. Двойное зеркало
3.2.4. Тройное зеркало
3.2.5. Четверное зеркало
3.2.6. Геометрическая интерпретация задач суммирования и разложения
конечных поворотов твердого тела
3.3. Исследование действия вращающихся зеркал
3.3.1. Одиночное зеркало
3.3.1.1. Геометрические модели траектории изображения точки во вращающемся зеркале
3.3.1.1.1. Сферическая модель
3.3.1.1.2. Цилиндрическая модель
3.3.1.1.3. Плоскостная модель
3.3.1.1.4. Коническая модель
3.3.1.2. Анализ формы траектории во вращающемся
3.3.1.3. Масштабные коэффициенты параметров
3.3.1.4. Частные случаи изображения точки во вращающемся
3.3.1.5. Изображение подвижной предметной точки во
вращающемся
3.3.2. Системы с двумя и тремя зеркалами
3.3.2.1. Геометрическая модель системы из двух
вращающихся зеркал
3.3.2.2. Влияние геометрических и кинематических параметров на форму траектории движения изображения точки в системе из двух
зеркал
3.3.2.3. Аналитическое описание изображения точки в системе из двух
вращающихся зеркал
3.4. Частные случаи движения изображения точки в системах из двух и

информация должна передаваться точно, тогда как другая может быть искажена без ущерба для результата. Таким образом, оптическая система строится с учетом конкретных условий измерения и требований, из этих условий вытекающих.
Приемник измерительной информации понятие в данном случае (см. рис. 1.7) тоже условное. В самом простом случае приемником может быть глаз человека, вооруженный оптическим устройством индикации. Системы с визуальной индикацией по современным представлениям считаются малоперспективными. Автоматические устройства имеют широкие возможности по восприятию информации и ее обработке. Например, при ручном способе измерений (и особенно при контроле) должны быть исключены всякие расчеты, тогда как электронная система индикации допускает практически любые вычислительные операции.
Оптическое преобразование измерительной информации и считывание ее в пространстве изображений представляют собой последовательность операций, различающихся физическими принципами выполнения их, способами конструктивной реализации и характером воздействия на передаваемую информацию.
На рис. 1.8 приведена полная блок-схема системы, отражающая всю совокупность операций при бесконтактных измерениях:
- формирование исходной информации на объекте измерения;
- построение оптического изображения объекта измерения;
- выделение необходимой информации;
- индикатирование положения точек отсчета в пространстве изображений;
- снятие отсчетов;
- вычисление результата измерений.
Устройство формирования исходной информации представляет собой оптическую систему, которая проектирует на поверхность объекта светящуюся марку (пятно, штрих, совокупность штрихов и т.п.), контрастно выделяющуюся