Методика измерений и алгоритмы компенсации систематических погрешностей автоматического рефрактометра

• Автор: Пиотровская, Ирина Николаевна
• Шифр специальности: 05.11.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 164 с. : ил.

Оглавление
Введение
Глава 1.Математическое моделирование взаимодействия излучения с границей раздела двух сред при рефрактометрических измерениях
1.1. Измерение показателя преломления с помощью рефрактометра (обзор),
функциональная схема и различные приборы
1.1.1. Обзор существующих приборов
1.1.2. Анализ методов, применяемых для определения показателя преломления жидких сред
1.2. Описание автоматического рефрактометра предельного угла полного внутреннего
отражения с полусферой
1.3. Корреляционная методика обработки измерений автоматического рефрактометра55
1.4. Влияние полноты и достоверности априорной информации на точность решения
обратной задачи измерения
1.4.1. Влияние аберраций оптической системы
1.4.2. Влияние рассеяния излучения на точность измерений
1.4.3. Влияние конечной ширины спектра источника излучения на точность измерений
1.5. Измерение на различных длинах волн
Выводы по первой главе
Глава 2.Методика измерений и алгоритмы восстановления неискаженного распределения освещенности, модернизация узлов автоматического рефрактометра
2.1. Методика и выбор алгоритма решения обратной задачи - восстановления
неискаженного распределения освещенности
2.1.1. Метод квадратур
2.1.2. Решение с использованием преобразования Фурье
2.1.3. Метод регуляризации А.Н. Тихонова
2.2. Интерполяция корреляционной функции по методу наименьших квадратов
2.3. Исходные данные для проектирования
2.4. Определение основных оптических и электронных параметров рефрактометра
2.5. Выбор лазера, перестраиваемого по длине волны - осветителя рефрактометра
2.6. Численное моделирование рассеивающих свойств оптической среды
2.6.1. Реализация программы
2.6.2. Описание моделей
Выводы по второй главе
Глава 3.Численное моделирование измерительных процессов при проектировании автоматических рефрактометров
3.1. Численные эксперименты
3.1.1. Подтверждение правильности работы программного комплекса -верификация
3.1.2. Оценка влияния неоднородностей
3.1.3. Моделирование распределения освещенности с учетом неоднородностей среды и трещиноватого слоя
3.2. Численный эксперимент по регуляризации выходного распределения и оценка
точности
Вывод по третьей главе
Заключение и основные результаты работы
Библиография

Введение
Современные компьютерные системы обработки данных получают все более широкое распространение в научных исследованиях и на производстве. Такие системы позволяют практически одновременно проводить сбор информации, обработку результатов и преобразование данных в измерительных, управляющих и других системах. Одной из важнейших задач таких систем является информационная обработка результатов измерений по заданному критерию с учетом реальных факторов, вызывающих погрешность измерений, каковыми могут являться:
- технологические погрешности изготовления деталей и узлов прибора;
- искажения, связанные с аберрациями оптической системы;
- вычислительные погрешности обработки данных;
- параметры окружающей среды (температура, давление, влажность).
Критерием обработки при этом могут являться точность, быстродействие
или другая эксплуатационная характеристика системы обработки, определяемая кругом решаемых задач.
Совершенствование измерительных установок или приборов традиционно происходило путем более тщательной их юстировки, применения новых физических принципов измерений, усовершенствования технологии изготовления измерительной аппаратуры. Однако только технические решения подобных задач не всегда возможны.
Для совершенствования современных приборов необходимо использование нового подхода, основанного не на приборном решении подобных задач, а на применении новых алгоритмов обработки результатов измерений на основе математического моделирования.
Создание компьютерной модели прибора на основе математического моделирования позволяет проанализировать действие прибора, влияние тех или иных факторов на его работу; оценить степень их влияния на качество и точность получаемых результатов. Также такое представление прибора позволяет

Рисунок 1.11. Рефрактометр Ве11пц*1іат+5іап1еу БИ
Прочный и компактный корпус позволяет использовать их в условиях производственного цеха на предприятиях пищевой отрасли. Основные технические характеристики приборов указаны в таблице 11.
Таблица
DR103 DR103L DR112 DR122
°Впх 0-35 0-45
Показатель преломления 1,333-1,39 1,333-1,4098 1,38-1,4535 1,44-1
Разрешение (°Brix / nD) 0,1 /±4-10-4
Погрешность (°Впх / nD) ±0,2/± 4-Ю-4
Диапазон температур 5-40 °С
Время измерения менее 0,5 секунд
Оштотс (Термания)Г761
Рефрактометры серии ОЕ1 6000
Этот новейший рефрактометр ЮШБЗ (рисунок 1.12), в первую очередь, предназначен задач, требующих повышенной точности измерений.
Пользователь имеет возможность выбирать различные шкалы считывания, включая показатель преломления и сахарную шкалу (%Впх, сахариметр).
Полученное значение отображается на большом графическом дисплее вместе с температурой образцов и служебной информацией.