Разработка измерительной системы на основе анализа интерфренционных картин с произвольными фазовыми сдвигами

• Автор: Хайдуков, Дмитрий Сергеевич
• Шифр специальности: 05.11.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 118 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 МЕТОД ПОШАГОВОГО ФАЗОВОГО СДВИГА
1.1 Описание метода
1.2 Основные формулы расшифровки
1.3 Погрешности метода пошагового фазового сдвига
1.4 Обзор современных алгоритмов расшифровки интерференционных картин ..
1.5 Выводы
2 ОБОБЩЕННЫЙ АЛГОРИТМ РАСШИФРОВКИ
2.1 Разработка обобщенного алгоритма расшифровки
2.2 Анализ обобщенного алгоритма расшифровки
2.3 Выводы
3 ДВУХТОЧЕЧНЫЙ АЛГОРИТМ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФАЗОВЫХ СДВИГОВ
3.1 Разработка алгоритма
3.2 Проблемы реализации двухточечного алгоритма
3.3 Компьютерное моделирование алгоритма
3.4 Выводы
4 АЛГОРИТМ РАСШИФРОВКИ ИНТЕРФЕРЕНЦИОННЫХ КАРТИН В ОТСУТСТВИИ АПРИОРНОЙ ИНФОРМАЦИИ О ФАЗОВЫХ СДВИГАХ
4.1 Разработка алгоритма
4.2 Алгоритм развертывания фазы
4.3 Компьютерное моделирование алгоритма
4.4 Выводы
5 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ АЛГОРИТМОВ
5.1 Интерференционная система
5.2 Алгоритм определения фазовых сдвигов
5.3 Алгоритм расшифровки без априорной информации о фазовых сдвигах
5.4 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ А. ПРОГРАММА ДЛЯ ЭВМ «ОБРАБОТКА
ИНТЕРФЕРОГРАММ» - РУКОВОДСТВО
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. СВИДЕТЕЛЬСТВО О РЕГИСТРАЦИИ ПРОГРАММЫ ДЛЯ

ПРИЛОЖЕНИЕ В. АКТ ВНЕДРЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ НАУЧНОЙ РАБОТЫ В УЧЕБНЫЙ ПРОЦЕСС

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы исследования. Измерительные задачи, связанные с количественной и качественной оценкой геометрических параметров рельефа поверхности объектов, порождают актуальную проблему метрологического обеспечения. В высокоточных отраслях промышленности активно используются методы бесконтактного контроля. Методы бесконтактного контроля позволяют определять характеристики объектов, не причиняя им ущерба в процессе измерений. Широкое распространение получили измерительные системы, основанные на интерференционных принципах. Традиционно такие системы включают в себя интерферометр, который является первичным преобразователем, устройства регистрации и систему обработки данных. За последнее время оптические схемы интерферометров практически не изменяются и основной прогресс в достижении предельных точностных характеристик обеспечивают системы обработки данных, в задачу которых входит расшифровка регистрируемых в процессе измерений интерференционных картин, а также представление результатов измерения в удобном для человека виде.
Таким образом, исследование и разработка новых алгоритмов расшифровки интерференционных картин и создание информационно-измерительных систем бесконтактного контроля на их основе является актуальной задачей при промышленном производстве изделий, требующих высокой точности при изготовлении.
Степень разработанности. Бесконтактное измерение рельефа поверхности на основе принципа интерференции является современной областью исследования. Регистрируемые в ходе измерений интерференционные картины содержат большой объем информации, который должен быть обработан и расшифрован для получения качественных и количественных оценок. Для этого необходимы компьютерные системы, в задачу которых входит получение информации, ее преобразование, обработка, расшифровка и представление

В случае четырех сдвигов

" 0 1 0 -Г "V 1 1 ’"Г
-1 0 1 0 І2 -71+/
0 -1 0 1 73 ~72+
1 0 -1 0 1 1 и»
(2.26)
Перемножая полученный вектор на векторы 8 и С соответственно, получим
Ч-Л' г
-71+73 віп £
-/2+/4 віп «З'з
_ 71 “73 _ віп^
(72 — /4)зіп<5і +(/3 -7,)8Іпс>2 + (/4 -/^віп^з +(/; — /3)біп5^,
(2.27)
і 1 1 т втс),

ЧЧ віп^з
. 71"7з . 8Іпс>
= (/2 -/4)со8<5'1 +(/3 — /,) соэ &2 +(/4 - 7,) сое & + (/, - 7,) сое 8Л, Отсюда получаем
, (/2 -74)-8Іп<7і + (/3-/1)-ып ^ (/4 -72)-со8<5і +(/, -/3)-со8^2 +(/, -74)-со8<5’3 + (/3 -7|)-со8<
(2.28)
(2.29)
При фазовых сдвигах, равных — 0,82 =^,53 = п,64 =
Л , 74“
ф = агс/&
*.-'э
(2.30)