Синтез оптических измерителей и задатчиков малых перемещений

• Автор: Абакулина, Людмила Ивановна
• Шифр специальности: 05.02.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 155 с. : ил.

Введение
ГЛАВА 1. Унифицированный аппарат формализации процедур синтеза оптических преобразователей (Анализ проблемы. Способы разрешения. Постановка задачи исследований)
1.1. Исходные условия и задачи исследований
1.2. Общие представления о процедурах синтеза оптических преобразователей
1.3. Схема бесконтактного измерения линейных перемещений
1.4. Сопряженные отрезки
1.5. Оптические функциональные преобразователи для измерительных
устройств
Выводы по главе
ГЛАВА 2. Функциональные свойства систем плоских зеркал
2.1. Общие представления
2.2. Обзор исследований по теории систем плбских зеркал

2.3. Структура теории зеркальных систем
2.4. Математический аппарат теории ЗС
2.5. Постановка задач исследования
2.6. Одиночное плоское зеркало
2.7. Двойное зеркало
2.8. Тройное зеркало
2.9. Четверное зеркало
2.10. Суммирование и разложение конечных поворотов твердого тела
Выводы по главе
ГЛАВА 3. Анализ схемных решений зеркальных микрометров и задатчиков перемещений
3.1. Общие представления
3.2. Микрометры с одиночным зеркалом
3.3. Микрометры и задатчики перемещений с угловым зеркалом
3.4. Микрометры и задатчики перемещений с тройным зеркалом
3.4.1. Общие функциональные свойства
3.4.2. Оптимизация схемы с тремя зеркалами
3.4.4. Микрометры и задатчики с четырьмя зеркалами
Выводы по главе
ГЛАВА 4. Экспериментальная оценка метрологических характеристик
зеркальных микрометров
4.1. Исходные условия. Постановка задачи эксперимента
4.2.0ценка точности совмещения штрих-марки с биссектором
4.3.Тарировка шкалы измерителя дальности микрометром с тремя зеркалами
4.4.Измерение фиксированных длин микрометром
с четырьмя зеркалами
Выводы по главе
Основные результаты работы
Список литературы
Введение
В работе представлены исследования по одному из прикладных аспектов общей теории плоских зеркал - синтезу измерителей (микрометров) и задатчиков малых перемещений. Под термином «малые перемещения» в буквальном смысле понимаются линейные величины от долей микрометра до нескольких миллиметров. Однако главными признаками «малых перемещений» принимаются следующие
- величина перемещения (линейный размер) сопоставима с разрешающей способностью средств индикации (например, фотоэлектронных)
- возможность оптической передачи линейного размера с увеличением У»1.
Потребность в устройствах измерения и задания малых перемещений имеет место во многих наукоемких технологиях (например, изготовление БИС, растров, штриховых мер), в приборах бесконтактных измерений, в системах автоматического управления и т.п.
Построение конкретных схем измерителей и задатчиков малых перемещений практически всегда оказывается проблемной задачей из-за противоречий физического, функционального и конструктивного характера. Видимые причины такой ситуации в том, что, во-первых, не наработан сколь нибудь развитый набор решений, а, во-вторых, в том, что приоритетным направлением оказалась одно - микроэлектроника. В микроэлектронике достигнуты высокие результаты, по разрешающей способности они близки к теоретическому пределу, однако функциональные свойства таких устройств ограничивают их применение.
Микроэлектроника и оптоэлектроника, в частности, развиваются интенсивно и физические ограничения к их использованию постепенно снимаются. Вместе с тем возможен и другой путь расширения функциональности оптоэлектронных измерительных устройств - управление лучом в оптической части устройства. Ранее в оптотехнике это было основным

Параллельное смещение луча (рис. 1.10,в) рассчитывается по формуле (1.32), а суммарное смещение в плоскости изображений - по уравнениям (1.33). Отметим, что отклонение лучей здесь может быть получено только в плоскости ХОУ.
На рис. 1.11,а приведена схема преобразователя с бипризмой, вращающейся вокруг оси ОУ. Она тоже дает двойное действие. Отклонения луча верхней и нижней частями элемента здесь имеют противоположные направления. Построение векторов отклонения уь у| и у2 (рис. 1.11,6) и вектора 5 параллельного смещения (рис. 1.11,в) выполнены аналогично предыдущему примеру. Составляющие векторов у'х и у2х (рис. 1.11,6) взаимно компенсируются, а у[2 и у22 складываются. Величина отклонения определяется уравнением (1.34), а параллельного смещения и суммарного смещения в плоскости изображений - по уравнениям (1.32) и (1.35) соответственно. Отклонение лучей может быть получено только в плоскости главного сечения оборачивающейся системы (в плоскости YOZ).
Здесь дан анализ действия оптических функциональных преобразователей для двух видов подвижных оптических элементов -пластинок и клиньев - с оборачивающейся системой в виде углового зеркала.
При увеличении числа отражений в ней могут быть получены зависимости иного характера.