Исследование путей расширения диапазона измерения и повышения точности оптико-электронных автоколлиматоров

• Автор: Крайлюк, Анатолий Дмитриевич
• Шифр специальности: 05.11.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 136 с.

ГЛАВА 1. ОСНОВНЫЕ ПУТИ РАСШИРЕНИЯ ДИАПАЗОНА ИЗМЕРЕНИЯ И ПОВЫШЕНИЯ ТОЧНОСТИ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫХ АВТОКОЛЛИМАТОРОВ

1.1. Обобщенная структурная схема оптико-электронного автоколлиматора

1.2. Обзор способов увеличения точности измерения

1.2.1. Структура результирующей погрешности измерения

1.2.2 Способ уменьшения погрешности измерения посредством увеличения коэффициента преобразования чувствительного элемента
1.2.3. Уменьшение первичных инструментальных погрешностей ОЭАК при использовании помехоустойчивых видов модуляции

1.2.4. Специфические систематические погрешности измерения ОЭАК

1.2.5. Выводы по результатам анализа погрешностей ОЭАК

1.3. Основные методы увеличения диапазона измерения ОЭАК

1.3.1. Факторы, определяющие диапазон измерения и рабочую дистанцию

1.3.2. Схемы ОЭАК с активной компенсацией отклонения пучка

1.3.3. Схемы ОЭАК с рабочим поли-пучком
1.4. Схемы ОЭАК со специальными контрольными элементами для трехкоординатных измерений
1.5. Направления и задачи диссертационного исследования
Глава 2. АНАЛИЗ СВОЙСТВ КОНТРОЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ШИРОКОДИАПАЗОННЫХ АВТОКОЛЛИМАТОРОВ НА ОСНОВЕ ЗЕРКАЛЬНО-ПРИЗМЕННЫХ СИСТЕМ С ПЛОСКИМИ ГРАНЯМИ

2.1. Общий алгоритм автоколлимационных измерений; формулировка задачи исследований
2.2. Выбор способа задания матрицы преобразования координат. Углы Эйлера-Крылова как параметры угловой ориентации
2.3. Выбор вида компонентов алгоритма автоколлимационного метода измерения
2.3.1. Обобщённый вид матрицы преобразования координат
2.3.2. Структура выражения для орта отражённого пучка
2.3.3. Вид выражения для матрицы действия контрольного элемента

2.4. Анализ основных видов контрольных элементов для автоколлимаци-онных измерений
2.4.1. Выбор классов анализируемых зеркально-призменных систем

2.4.2. Параметры эквивалентных зеркально-призменных систем для измерения коллимационных углов
2.4.3. Методика компенсации погрешности вследствие взаимного влияния угловых координат
2.4.4. Обзор результатов анализа эквивалентных зеркальных систем

2.5. Разработка методики расчёта параметров матрицы действия КЭ в виде системы зеркал
2.5.1. Общий вид матрицы действия зеркального триэдра
2.5.2. Методика расчёта матрицы действия зеркального триэдра
2.6. Методика расчёта матрицы действия КЭ в виде призмы
2.7. Синтез КЭ с заданными метрологическими свойствами
2.7.1. Выражение для орта отражённого пучка
2.7.2. Разработка методики синтеза КЭ для измерения коллимационных углов
2.7.3. Синтез КЭ с заданной величиной коэффициента преобразования по коллимационным углам 01,02
2.7.4. Синтез КЭ для широкодиапазонного ОЭАК на основе стеклянного тетраэдра со специальным выполнением преломляющей грани
2.7.5. Оценка погрешности величины коэффициентов передачи из-за приближения расчетных матриц действия
2.8 Выводы по главе
Глава 3. СИНТЕЗ КОНТРОЛЬНОГО ЭЛЕМЕНТА ДЛЯ ШИРОКОДИАПАЗОННЫХ ОЭАК ОСНОВЕ ЗЕРКАЛЬНО-ПРИЗМЕННОЙ СИСТЕМЫ С НЕПЛОСКИМИ ГРАНЯМИ
3.1 .Обоснование выбора объекта исследования
3.2. Общий вид матрицы действия КЭ с неплоской гранью
3.3. Анализ свойств основного неизменного направления
3.4. Расчет орта отраженного пучка
3.5 Синтез КЭ на основе зеркального триэдра с отражающей гранью в
виде фрагмента конической поверхности
3.5.1. Конфигурация зеркального триэдра
3.5.2. Вид формируемого изображения в плоскости анализа ИОЭП
3.5.3. Анализ действия КЭ при поворотах
3.6. Алгоритмы однокоординатных измерений при использовании КЭ с конической гранью. Выводы по главе
Глава 4. АНАЛИЗ СООТНОШЕНИЙ МЕЖДУ ГАБАРИТАМИ ОПТИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ ШИРОКОДИАПАЗОННОГО АВТОКОЛЛИМАТОРА
4.1. Определение задач исследования
4.2. Основные понятия и определения
4.2.1 Обобщённая оптическая схема АОЭК
4.2.2. Используемые допущения и приближения
4.2.3. Структура пучка коллиматора
4.2.4. Общий метод уменьшения погрешности. Конкретизация задачи исследования
4.3. Габаритные соотношения при использовании КЭ на основе зеркальнопризменных систем
4.3.3. Особенности зеркально-призменых КЭ
4.3.2. Автоколлимациоиная схема канала измерения коллимационных углов
4.3.3. Особенности авторефлексионной схемы канала измерения
4.4. Габаритные соотношения при поворотах и смещении КЭ
4.5. Выводы по материалам главы

ределяющие погрешность вследствие влияния неизмеряемого угла скручивания 0з равны нулю при р — 1 и V —1.
Измерения коллимационных углов 01,02 возможны по следующим двум вариантам (далее принято р = 1 и V =1).
1. Величины х и у координат орта В являются мерой углов 02 и 0).
Это реализуется при величине параметра ю = 0°, что определяет в соответствии с (2.11) каноническую матрицу действия эквивалентной зеркальной системы класса А /47 / — плоского зеркала. Как выше указано, этот вариант далее не рассматривается.
2. Величины х и у координат орта В являются мерой углов 01 и ©2 , соответственно.
Это реализуется при величине параметра ю = 180° ± А, где Д - малый угол. Примем для определенности ш = 180° + А. Тогда в соответствии с канонической матрицей действия зеркального триэдра (эквивалентной системы класса В— тройного зеркала) (2.11) полученная матрица определяет тройное зеркало двугранные углы между зеркалами которого близки к 90° /47 /.
Наличие в этих выражениях зависимых компонентов при указанном порядке величины А определяет взаимное влияние второго порядка малости угловых координат 01,02 с коэффициентами влияния к®і @2= к®2 ©і = А/2.
Однако, погрешность вследствие влияния неизмеряемого поворота на угол 0з устранена.
-1+1 о о

О -1+— О

(2.15)
Выражения (2.13),(2.14) при а = тс + А, А - малый угол имеют вид:
(2.16)
У = ~® 1'д2- ©2 А
(2.17)