Измерение показателя преломления методом лазерной динамической гониометрии

• Автор: Корнышева, Светлана Владимировна
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 129 с. : ил.

Актуальность проблемы
Цель и основные задачи диссертации
Научная новизна работы
Практическая ценность и использование результатов работы
Апробация работы, публикации
Структура и объем работы
Основные положения, выносимые на защиту
Глава 1 Гониометрические методы измерения показателя преломления
1.1 Физические основы гониометрического метода
1.2 Основное уравнение метода наименьшего отклонения
1.3 Визуальные гониометрические методы измерений показателя преломления
1.4 Автоматизированные гониометрические методы измерения
показателя преломления
Глава 2 Измерение показателя преломления методом динамической гониометрии
2.1 Обзор методов динамической гониометрии
2.2 Разработанный метод лазерной динамической гониометрии
для высокоточных измерений показателя преломления
2.3 Плоское двустороннее зеркало
2.4 Измерение дисперсии показателя преломления
2.4.1 Понятие дисперсии показателя преломления
2.4.2 Метод измерения дисперсии показателя преломления с использованием формулы Зельмейера
2.4.3 Оценка метрологических характеристик метода
2.5 Выводы к главе

Глава 3 Исследование метрологических характеристик метода измерения показателя преломления
3.1 Факторы, определяющие метрологические
характеристики метода
3.2 Исследование неопределенности измерения угла наименьшего отклонения, обусловленной неопределенностью метода
3.2.1 Выбор степени аппроксимирующего полинома
3.2.2 Выбор интервала и количества измеренных значений
3.2.3 Исследование неэквидистантности шага относительных угловых перемещений призмы
3.2.4 Требования к допускам на изготовление призм
3.2.5 Исследование влияния пирамидальности призм на результат угловых измерений
3.2.6 Выбор преломляющего угла призмы и расчет габаритных размеров призм
3.3 Исследование влияния параметров окружающей среды на
результат измерения показателя преломления
3.4 Бюджет неопределенности
3.5 Выводы к главе
Глава 4 Программно-аппаратный комплекс для измерения показателя преломления твердых и жидких веществ
4.1 Структурная схема программно-аппаратного комплекса
4.2 Динамический гониометр с кольцевым лазером
4.2.1 Оптико-механический блок динамического гониометра
4.2.2 Нуль-индикатор
4.3 Меры показателя преломления (трехгранные призмы)
4.4 Методика измерения углов на динамическом гониометре в автоматическом режиме
4.5 Описание системы контроля и измерения параметров
окружающей среды

4.6 Описание программного комплекса
4.7 Государственный первичный эталон единицы показателя преломления ГЭТ 138-2010
4.7.1 Состав Государственного первичного эталона единицы показателя преломления ГЭТ 138-2010
4.7.2 Государственная поверочная схема для средств измерений показателя преломления
4.7.3 Международные сличения в области рефрактометрии
4.8 Выводы к главе 4
Заключение
Список использованных источников
Приложение А
Приложение Б

Подставив принятые исходные данные в выражение (18) вычислено значение угла наименьшего отклонения smin:
£min = -а+ 2 • arcsin(72 • sin = -60° +2 -arcsm(1.51637- sin-^-) = 38°36'32.05''.
По известному значению преломляющего угла призмы а и вычисленному значению угла наименьшего отклонения smin из соотношений (2) был вычислен угол падения (р, при котором функция е(<р) принимает наименьшее значение:
<р = a + s = 49°18'16.03"
т mm
В общем случае, как было показано в разделе 1, зависимость угла отклонения от угла падения описывается следующей зависимостью:
е{(р) =а — (р — arcsin
п ■ sin(a - arcsin
(32)
V п )_
Для выбора степени аппроксимирующего полинома, функция е(<р), была заменена большим количество дискретных значений {срр е,) вблизи угла наименьшего отклонения с шагом 0,01”. Затем была выполнена аппроксимация дискретных значений полиномами со 2 по 6 степень. Графики полученных результатов приведены на рисунке 16. Известно, что при разложении любой функции в ряд Тейлора вблизи ее минимума после постоянного члена следует слагаемое, зависящее от квадрата аргумента функции. Более того, целью аппроксимации является нахождение минимума полинома. Аппроксимация данных полиномами третьего и более высоких порядков может привести к появлению ложных минимумов, что потребует более сложного алгоритма обработки результатов измерений. В результате проведенного математического моделирования было получено, что полинома второй степени будет достаточно для решения поставленной задачи. Как видно из рисунка 16, полиномы третьей и более высоких степеней лишь детализируют аппроксимирующую функцию.