Оптоэлектронные датчики линейных перемещений для информационно-измерительных систем

• Автор: Бадеев, Александр Валентинович
• Шифр специальности: 05.11.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Пенза
• Количество страниц: 194 с. : ил.

ГЛАВА 1 ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА И ОСОБЕННОСТИ АМПЛИТУДНО-ФАЗОВОГО СПОСОБА ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЛИНЕЙНОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ СИГНАЛ

1.1 Состояние вопроса и постановка задачи исследований

1.2 Анализ бесконтактных методов и средств измерения линейных перемещений

• 1.3 Предмет исследований

1.4 Физические и математические основы амплитудно-фазового способа преобразования

1.5 Базовая структурная модель амплитудно-фазовых

оптоэлектронных датчиков линейных перемещений

Выводы к главе

ГЛАВА 2 ФИЗИЧЕСКИЕ И МАТЕМАТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИИ В ОПТОЭЛЕКТРОННЫХ ДАТЧИКАХ ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ
2.1 Математическая формализация процесса распределения светового потока в рефлексометрических измерительных преобразователях линейных перемещений
2.2 Вывод функции преобразования оптической системы измерительного канала оптоэлектронного датчика линейных перемещений
2.3 Описание структурных схем и принципа действия амплитудно-фазовых оптоэлектронных датчиков линейных перемещений с компенсационным каналом ;
2.4 Анализ и оптимизация параметров функции преобразования оптоэлектронного датчика линейных перемещений
с компенсационным каналом
Выводы к гладе
ГЛАВА 3 ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКТИВНОЙ РЕАЛИЗАЦИИ ОПТОЭЛЕКТРОННЫХ ДАТЧИКОВ ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ
3.1 Обоснование выбора компонентной базы оптоэлектронных датчиков линейных перемещений
3.2 Оптимизация конструктивного исполнения отдельных узлов рефлексометрических измерительных преобразователей линейных перемещений
3.3 Конструктивные особенности рефлексометрических измерительных преобразователей линейных перемещений
3.4 Разработка схемно-конструктивных исполнений экспериментальных образцов оптоэлектронных датчиков
линейных перемещений J
Выводы к главе
ГЛАВА 4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И РАЗРАБОТКА СПОСОБОВ СНИЖЕНИЯ ПОГРЕШНОСТЕЙ ОПТОЭЛЕКТРОННЫХ ДАТЧИКОВ ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ.„119
4.1 Основные составляющие погрешности измерения оптоэлектронного датчика линейных перемещений
4.1.1 Оценка методической погрешности
4.1.2 Исследование влияния изменения температуры окружающей среды
4.2 Способ температурной компенсации
4.3 Конструктивные способы линеаризации выходной характеристики рефлексометрических измерительных преобразователей
4.4 Экспериментальные исследования макетных образцов оптоэлектронных датчиков линейных перемещений
с компенсационным каналом
4.4.1 Состав лабораторного стенда и описание структурной схемы
и принципа действия измерительной установки
4.4.2 Процедура настройки оптоэлектронного датчика
линейных перемещений
4.4.3 Методика и результаты экспериментальных исследований
Выводы к главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ПЕРЕЧЕНЬ ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ А Программы расчета коэффициентов интерполирующей функции ОЭДЛП по методу средних и
методу наименьших квадратов
ПРИЛОЖЕНИЕ Б Результаты градуирования макетного
образца ОЭДЛП
ПРИЛОЖЕНИЕ В Методика расчета параметров ОЭДЛП
с компенсационным каналом
ПРИЛОЖЕНИЕ Г Сборочный чертеж разработанного ОЭД ЛП
ПРИЛОЖЕНИЕ Д Фотографии экспериментальных образцов ОЭДЛП.. 188 ПРИЛОЖЕНИЕ Е Результаты испытаний ОЭДЛП на проверку работоспособности при изменении освещенности окружающей среды...191 ПРИЛОЖЕНИЕ Ж Акты внедрения результатов
диссертационной работы
где Кцо — коэффициент передачи оптического тракта «источник -приемник излучения»;
Коп ~ коэффициент передачи оптического тракта «отражающая поверхность - приемник излучения».
Сначала рассмотрим РИГ1Г1 с распределенным источником излучения (РИИ).
Большинство серийно выпускаемых источников излучения относятся к сосредоточенным. Используя простейшую коллиматорную систему, представляющую собой собирающую линзу и установленный в ее фокусе сосредоточенный источник излучения, получают РИИ. Поэтому в РИПП с РИИ коэффициент Кцо определится потерями N в коллиматорной системе и потерями на поглощение по продольной координате светового потока веществом, заполняющим расстояние между РИИ и отражающей поверхностью (см. рисунок 2.1):
К — N. е~Кх<'Х"р~Х°) ио е у (2.3)
где Хо - координата перемещения отражателя, соответствующая началу трассы; .
ХПр - координата перемещения отражателя относительно координаты источника излучения;
Если начало трассы совпадает с плоскостью А-А, в которой расположен источник излучения, то Х0=0. Тогда выражение (2.3) примет вид:
К еКх'Хпр
и0 (2.4)
При определении К0п необходимо учесть, что для решения поставленной задачи выбрана диффузно отражающая поверхность. После отражения светового потока отражающую поверхность для приемной системы можно рассматривать как излучатель конечной площади, фотометрической характеристикой которого чаще всего является яркость Ье При диффузном отражении световой поток Фпр(А), падающий на отражающую по-