Оптоэлектронные системы бесконтактного размерного контроля удаленных объектов

• Автор: Семенов, Дмитрий Михайлович
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 150 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ОБЗОРНЫЙ АНАЛИЗ ОПТОЭЛЕКТРОННЫХ МЕТОДОВ ИЗМЕРЕНИЙ И КОНТРОЛЯ УДАЛЕННЫХ ОБЪЕКТОВ
1.1. Общее представление
1.2 . Измерение линейных перемещений средствами оптотехники
1.2.1. Измерители длин геометрического типа
1.2.2. Измерительные микроскопы
1.2.3. Методы фотограмметрии
1.2.4. Метод измерения по сопряженным отрезкам
1.3 Методы сетевой трансляции измерительной информации
1.4 Методы компьютерной обработки измерительной информации
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
2. АНАЛИЗ СХЕМ ИЗМЕРЕНИЯ МАЛЫХ ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ПО МЕТОДУ СОПРЯЖЕННЫХ ОТРЕЗКОВ
2.1. Способы построения схем измерения
2.2. Расчетные соотношения
2.2.1. Геометрические параметры схемы измерения
2.2.2. Трансформация зоны измерения
2.2.3. Соотношение для сопряженных точек
2.2.4. Соотношения для сопряженных отрезков
2.2.5. Влияние оптической силы объектива
2.3. Градиентный метод индикации результатов измерений
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
3. АНАЛИЗ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ И ТОЧНОСТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК СХЕМЫ ИЗМЕРЕНИЯ
3.1. Функциональные характеристики
3.2. Схемы измерений

3.3. Фотоэлектрические бесконтактные микрометры
3.4. Индикация координат штрих-марки в
пространстве изображений
3.5. Погрешности измерения
3.6. Тарировка шкалы прибора
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
4. СПОСОБЫ ДИСТАНЦИОННОЙ ПЕРЕДАЧИ И ОБРАБОТКИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЯ
4.1. Сетевые способы трансляции
4.2. Цифровая обработка аналоговых сигналов
4.3. Методика синтеза интегрированных систем
бесконтактного контроля
4.3.1. Способы защиты от ошибок в передаваемой информации
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
Общая характеристика работы
В диссертации представлены исследования способов построения схем измерения и контроля малых линейных перемещений на удаленных объектах. Под термином «удаленные объекты» понимается технологическая ситуация, в которой собственно объект контроля и аппаратные средства обработки измерительной информации разнесены в пространстве и связаны по телекоммуникационным каналам. Схема измерения в такой ситуации включает в себя три функциональных компонента: первичный преобразователь, тракт передачи и блок обработки измерительной информации. Первичным преобразователем принята оптическая схема активного типа, содержащая канал, проектирующий изображение светящейся марки на поверхность контроля, и приемный канал, проецирующий вторичное изображение штрих-марки в плоскость индикации ее координат.
Общий принцип функционирования таких схем описан в литературе, имеет примеры реализации при измерениях больших (свыше 500мм) длин, но при измерениях малых перемещений возникает ряд физических противоречий, хотя сама концепция получения измерительной информации без контакта с поверхностью весьма привлекательна по ряду признаков.
Два других компонента (тракт передачи и алгоритмы обработки информации) выбираются по известному ряду решений и анализируются по конкретным факторам совместного функционирования.
Суть исследований состоит в оценке достоверности получаемой информации по совокупности метрологических и функциональных характеристик компонентов системы в целом. Каждый из трех компонентов независим от других по своим физическим функциям, поэтому в работе исследование системы организовано по принципу декомпозиции.
Первичный преобразователь. Основной компонент системы, обеспечивающий получение измерительной информации и преобразование ее к виду, удобному для передачи по телекоммуникационному каналу. Оптическая

специализированных поставщиков телекоммуникационных услуг провайдеров Ьйегпеі и операторов связи.
Однако, в силу того обстоятельства, что ЬДегпеІ по своей природе является открытым объединением сетей, построенных с использованием различных технологий передачи данных, не существует стандартных методов управления качеством обслуживания и, соответственно, стандартных проектных решений для построения на базе Іпїетеї систем контроля и диагностики промышленного оборудования, функционирующих в режиме реального времени.
В таблице 1.1 и 1.2 [53, 57] приведены основные технологии построения проводных и беспроводных каналов.
Таблица
Проводные каналы передачи данных
Стандарт Пропускная способность Максимальная длина сегмента
Ethernet (lObase-X) 10 Мбит/с от 100 м до 2 км
Fast Ethernet (100base-X) 100 Мбит/с от 100 м до 15 км
Gigabit Ethernet (1000base-X) 1 ООО Мбит/с от 25 м до 100 км
10 Gigabit Ethernet (1 OGbase-X) 10 ООО Мбит/с от 15 м до 40 км
Таблица 1.2 Беспроводные каналы связи
Технология Стандарт Заявленная пропускная способность Реальная скорость передачи Радиус действия
Bluetooth 2.0 IEEE 802.15.1 до 2,1 Мбит/с 1,43 Мбит/с до 10 метров
Wi-Fi 802.11a до 54 Мбит/с 25 Мбит/с до 100 метров
Wi-Fi 802.11b до 11 Мбит/с 5 Мбит/с до 100 метров
Wi-Fi 802.11g до 54 Мбит/с 25 Мбит/с до 100 метров
Wi-Fi 802.1 In до 480 Мбит/с 100 Мбит/с до 100 метров
WiMax 802.16d до 125 Мбит/с 75 Мбит/с 6-10 км
WiMax 802.16e до 48 Мбит/с 30 Мбит/с 1-5 км