Автоматизированный технологический комплекс для производства цифровых волоконно-оптических преобразователей перемещений

• Автор: Лофицкий, Игорь Вадимович
• Шифр специальности: 05.11.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 173 с. : ил.

‘■4

Ф ГЛАВА 1. Анализ принципов построения и технологии изготовления

'* волоконно-оптических преобразователей перемещения (ВОИН)

1.1. Принципы применения волоконно-оптических технологий в приборостроении

1.2. Особенности конструктивного и схемотехнического исполнения

ВОПП

1.3. Особенности технологии изготовления волоконно-оптических элементов ВОПП

1.4. Анализ существующих технологий производства ВОПП

® 1.5. Принципы построения автоматизированного комплекса для контроля

технологической точности ВОПП

1.6. Выводы к главе

ГЛАВА 2. Математическое моделирование процессов функционирования ВОПП с учетом производственных погрешностей
2.1. Обобщенная математическая модель ВОПП
2.2. Разработка математической модели функционирования оптикомеханического блока ВОПП
2.3. Математические модели волоконно-оптического кабеля
2.4. Математические модели базовых электронных аналоговых и аналогоф цифровых функциональных элементов ВОПП
2.5. Разработка программной модели
ВОПП
2.6. Описание основных программных объектов используемых в системе
2.7. Проверка и анализ полученной с помощью АС информации
2.8. Выводы к главе
ГЛАВА 3. Расчетные методы обеспечения технологической точности ш ВОПП

3.1. Обзор и сравнительный анализ методов расчета технологических допусков на параметры ВОПП
3.2. Методика оптимизации допусков на параметры элементов ВОПП
Ф 3.3. Расчет оптимального распределения энергопотерь между элементами
ВОЛС
3.4. Пример энергетического расчета ВОПП
3.5. Расчет допусков на параметры цифровых ВОПП
3.6. Выводы к главе
ГЛАВА 4. Разработка интеллектуальных технологических средств для
производства цифровых ВОПП
4.1. Общие положения
4.2 Принципы построения ИТМ для настройки электронных блоков
• ВОПП
4.3. ИТМ для настройки оптико-механического блока ВОПП
4.4. Принципы построения ИТМ для компенсации неравномерности параметров передачи излучения световодов ОК
4.5. Принципиальные схемы интерфейсов, используемых в ИТМ
4.6. Технологическая установка факельно-дугового разряда для точной подгонки резисторов ЭБ ВОПП
4.7. Выводы к главе
5.Основные результаты и выводы по работе
6. Список использованной литературы
ф 7. Приложения

Волоконно-оптические приборы и устройства находят все более широкое применение в различных отраслях промышленности и научных исследованиях. Это обусловлено рядом их принципиальных преимуществ перед традиционными конструктивно-технологическими решениями, а именно, высокой помехозащищенностью, точностью функционирования, минимальными массо-габаритными показателями, также возможностью безотказной работы во взрыво- и пожароопасных средах, при воздействии радиации и других внешних эксплуатационных факторов. Непрерывно возрастающий интерес к волоконно-оптическому приборостроению подтверждает бурная динамика развития мирового рынка оптоэлектронных приборов, который, по данным экспертных оценок, в последнее время составляет десятки миллиардов долларов в год.
Обширную группу среди волоконно-оптических приборов занимают преобразователи линейных и угловых перемещений (ВОПП). Проведенный анализ запросов предприятий различного профиля показал, что суммарная ежегодная потребность в ВОПП составляет около 60 тыс. штук. При этом чаще всего требуются ВОПП с информационной емкостью 11 — 16 бит (88 % от общей потребности) и длиной волоконно-оптической линии связи (ВОЛС) до 100 м (85 %).
К настоящему времени разработано большое многообразие конструктивных и схемотехнических разновидностей ВОПП. Большой вклад в развитие теории, проектирования и промышленного освоения ВОПП внесли известные научные коллективы и приборостроительные фирмы как у нас в стране (ЛОМО, МИЭТ, МВТУ им. Баумана, ЛИТМО, МЛТИ, МИФИ, НПО «Геофизика», НИИФИ, УКБП и др.), так и за рубежом («HEIDENHAIN», «RSF-Electronic», «AEG-Telefunken», «Siemens und Halske» (Германия), «Olivetti» (Италия), «Marcony Co. ltd», «Marcony House» (Великобритания), «Boldyin piano Co», «Litton», «Electronis corporation»
(2. 8)
фактора в заданном диапазоне. При этом нетрудно получить графические зависимости с. к. о. суммарной погрешности от изменения какого-либо параметра:
°Ак.=/()
°лвэщ = f(A.ЭФ,)}
и на их основе рассчитать коэффициенты влияния погрешностей отдельных блоков и ВЭФ на результирующую погрешность ВОЦПП по выражениям
а,=А^; Р-9)
дАВЭф.
где: р — коэффициент относительного рассеяния, зависящий от вида закона распределения погрешности. Или, в относительных единицах:
А(=рк ^ КЖ;А;=р-^^, (2.10)
' дАк, Хн ЯЬвэФ, Хн
где: К1Н, Хн — номинальные значения параметра и перемещения.
Таким образом, математические модели (2.1) и (2.2) описывают процессы функционирования как ВОПП в целом, так и отдельных сборочных единиц могут служить основой для создания программного обеспечения технологических модулей для производства, контроля и испытаний ВОПП. Обратимся к поиску частных математических моделей.
2.2. Разработка математической модели функционирования оптикомеханического блока ВОПП
Основным требованием к математическим моделям является максимальная их адекватность реальным физическим устройствам. Адекватность в данном случае обеспечивается корректным учетом максимального числа погрешностей, возникающих в процессе производства и эксплуатации ВОПП.