Способ определения положения оптических датчиков в устройстве контроля замкнутого профиля изделий (варианты)

Способ определения положения объектов относится к оптическим способам определения положения сканирующих датчиков при измерении полного поперечного профиля объекта. В первом варианте реализации способа определения положения оптических датчиков в устройстве контроля замкнутого профиля изделий с использованием формирования датчиками световой линии на его поверхности с последующим получением изображения световой линии и его обработки в устройство вводят эталонный образец с плоской поверхностью, протяженность которой обеспечивает прием сигналов от двух соседних датчиков одновременно. Образец вращают вокруг фиксированной оси в плоскости расположения датчиков устройства и получают изображение световых линий от каждой пары датчиков при нескольких разных положениях плоской поверхности и при каждом ее положении совмещают изображения световых линий двух датчиков и измеряют координаты второго датчика в системе координат первого датчика и измеряют угол между изображением световой линии профиля и осью абсцисс в системе координат датчика, у которой ось ординат совпадает с направлением излучения. По разности измеренных углов для первого и второго датчиков в паре судят о разности их положений. Измерения повторяют последовательно для всех пар датчиков измерительной системы, в которых второй датчик в паре является первым для последующей пары, и таким образом последовательно определяют положения всех оптических датчиков в системе датчиков измерительного устройства, причем положения всех оптических датчиков определяют относительно первого датчика измерительного устройства. Второй вариант реализации способа отличается тем, что положение изображения, измеренного первым датчиком в паре, корректируют с учетом точно измеренного угла наклона поверхности эталонного объекта. Технический результат – повышение точности определения положения датчиков в измерительной системе и, как следствие, возможность учета этого положения при формировании полного профиля объекта из частей, измеренных всеми датчиками измерительной системы. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

 

Способ определения положения объектов относится к оптическим способам определения взаимного положения и взаимной ориентации объектов, а именно при определении положения сканирующих датчиков при измерении полного поперечного профиля объекта (например, измерение профиля трубы, профиля рельса и т.д.).

Объект (например, трубу большого диаметра) невозможно измерить одним датчиком из-за многократного превышения периметром размеров зоны измерения датчика. Поэтому для измерений полных профилей объектов обычно используют несколько оптических датчиков, жестко закрепленных на единой жесткой раме над поверхностью измеряемого объекта. Оптические датчики формируют излучение лазера в виде пучка и проецируют на поверхность объекта в виде линии. Датчики располагают так, чтобы каждая точка периметра объекта измерялась хотя бы одним из датчиков. Системы измерения полного профиля объекта содержат датчики, размещенные по периметру поверхности измеряемого объекта. Отраженное и рассеянное на поверхности объекта излучение собирается приемным устройством датчика. Изображения частей профиля, полученные датчиками системы, собираются для формирования изображения полного профиля объекта в устройство обработки данных. Пример измерительного устройства такого типа приведен в патенте РФ №2523092 и заявке на патент РФ №2011131485.

Каждый датчик измеряет часть двухмерного поперечного профиля объекта относительно своего положения в системе, то есть в своей собственной системе координат. Чтобы получить полный профиль объекта из частей, измеренных всеми датчиками, необходимо знать взаимное положение всех датчиков, то есть положение начала системы координат и направление излучения каждого датчика системы в единой абсолютной системе координат. Используя эти параметры, каждая часть профиля, измеренная соответствующим сканером, помещается на свое место путем поворота и перемещения. Положение датчиков определено техническими условиями, однако на практике ориентация датчиков может отличаться от заданной. Это ведет к формированию изображения профиля, не соответствующего действительному.

Недостатком известных устройств измерения профиля объектов является отсутствие контроля действительного положения датчиков в системе, положения которых может отличаться от установленного по конструкторской документации, и, как следствие, неточность измерения профиля, связанная с тем, что восстановление изображения поверхности осуществляется без учета действительного положения датчиков.

Задачей изобретения является создание способа, позволяющего осуществлять точное определение положения датчиков в измерительной системе.

Задача решается за счет того, что предлагается способ определения положения оптических датчиков в устройстве контроля замкнутого профиля изделий с использованием формирования датчиками световой линии на его поверхности с последующим получением изображения световой линии и его обработки, при котором в устройство вводят эталонный образец с плоской поверхностью, протяженность которой обеспечивает прием сигналов от двух соседних датчиков одновременно, образец вращают вокруг фиксированной оси в плоскости расположения датчиков устройства, получают изображение световых линий от каждой пары датчиков при нескольких разных положениях плоской поверхности, при каждом ее положении совмещают изображения световых линий двух датчиков, измеряют координаты второго датчика в системе координат первого датчика и при каждом ее положении измеряют угол между изображением световой линии профиля и осью абсцисс в системе координат датчика, у которой ось ординат совпадает с направлением излучения, и по разности измеренных углов для первого и второго датчиков в паре судят о разности их положений, и повторяют измерения последовательно для всех пар датчиков измерительной системы, в которых второй датчик в паре является первым для последующей пары, и таким образом последовательно определяют положения всех оптических датчиков в системе датчиков измерительного устройства, причем положения всех оптических датчиков определяют относительно первого датчика измерительного устройства.

Техническим результатом заявленного изобретения в варианте 1 его реализации является создание способа точного определение положения датчиков в измерительной системе, и, как следствие, возможность учета этого положения при формировании полного профиля объекта из частей, измеренных всеми датчиками измерительной системы.

Технический результат изобретения достигается тем, что с помощью измерений на эталонном объекте определяют действительное положение датчиков измерительной системы. Причем их положение определяют относительно выбранного датчика этой системы в единой системе координат. Действительное положение датчиков учитывается при составлении изображения полного профиля объекта из частей, полученных датчиками системы.

Во втором варианте исполнения способа задача решается за счет того, что предлагается способ определения положения оптических датчиков в устройстве контроля замкнутого профиля изделий с использованием формирования датчиками световой линии на его поверхности с последующим получением изображения световой линии и его обработки, при котором в устройство вводят эталонный образец с плоской поверхностью, протяженность которой обеспечивает прием сигналов от двух соседних датчиков одновременно, образец вращают вокруг фиксированной оси в плоскости расположения датчиков устройства, измеряют угол наклона поверхности эталонного образца датчиком угла поворота, получают изображение световых линий от каждой пары датчиков при нескольких разных положениях плоской поверхности, при каждом ее положении совмещают изображения световых линий двух датчиков, измеряют координаты второго датчика в системе координат первого датчика и измеряют угол между изображением световой линии профиля и осью абсцисс в системе координат датчика, у которой ось ординат совпадает с направлением излучения, и по разности измеренных углов для первого и второго датчиков в паре судят о разности их положений, и повторяют измерения последовательно для всех пар датчиков измерительной системы, в которых второй датчик в паре является первым для последующей пары, причем положение изображения, измеренного первым датчиком в паре, корректируют с учетом измеренного угла наклона поверхности эталонного объекта, и таким образом последовательно определяют положения всех оптических датчиков в системе датчиков измерительного устройства, причем положения всех оптических датчиков определяют относительно первого датчика измерительного устройства.

Техническим результатом изобретения в варианте 2 его исполнения является создание способа точного определения положения датчиков в измерительной системе, в котором осуществляется отстройка от погрешности, вводимой измерительными датчиками. Датчики, используемые для измерения профилей объектов, обладают погрешностью (нелинейностью), связанной с неидеальной заводской калибровкой. При последовательном определении положения датчиков относительно друг друга эта ошибка может накапливается и приводить к неверному определению положения датчиков в системе. Коррекция осуществляется путем измерения угла наклона поверхности эталонного объекта относительно его начального положения точным средством измерения, не имеющим погрешности датчика, и использования его для формирования изображения профиля, измеренного первым датчиком в паре. То есть при этом определение положения второго датчика в паре осуществляется на основании точно измеренного изображения от первого датчика. Таким образом при последовательном измерении для пар датчиков и пересчете их положения относительно первого датчика системы не накапливается ошибка измерения.

Способ поясняется чертежами - фиг. 1 и фиг. 2.

На фигуре 1 приведена схема измерения полного профиля объекта на примере контроля трубы измерительной системой из семи датчиков. Датчики размещены по периметру поверхности измеряемого объекта и обозначены Д1, Д2…Д7. Каждый датчик находится в начале собственной системы координат XnZn в точке On (n=1, 2…7), и излучение осуществляется в направлении оси Z. Треугольниками показаны рабочие зоны излучения датчиков, частично совпадающие на поверхности объекта. Изображение полного профиля объекта формируется из изображений в виде дуг, снятых датчиками. При точной расстановке датчиков по конструкторской документации изображение полностью соответствует профилю объекта и представляет собой круг. Смещение датчика относительно заданного положения приводит к изображению ложной деформированности профиля.

Способ поясняется фигурой 2, на которой схематически показано размещение датчиков в системе координат (в собственной и второго датчика в паре), а также плоская поверхность эталонного образца. Каждый датчик находится в центре собственной системы координат в точках O1, O2 и O3 соответственно. Треугольниками показаны рабочие зоны датчиков, частично совпадающие на поверхности объекта. Оси ординат Z систем координат датчиков совпадают с направлением излучения. Положение второго датчика Д2 определяется положением его системы координат X2Z2 в системе координат X1Z1 первого датчика координатой (dx1, dz1) начала системы координат O2 и направлением ее оси Z2 относительно оси Z1 первой системы (угол наклона U1). Точкой О обозначена точка, принадлежащая оси, вокруг которой осуществляется вращение объекта.

Способ осуществляется следующим способом.

Два датчика системы формируют на одной прямой поверхности эталонного образца световые линии. Рассеянный свет собирается приемной матрицей датчика, в результате чего формируются изображения поверхности от двух датчиков Д1 и Д2 измерительной системы в их собственных системах координат X1Z1 и X2Z2. Изображения поверхности представляют собой линии, расположенные под углом в своих системах координат. Объект вращают вокруг неподвижной оси (точка О на фиг. 2 лежит на этой оси в плоскости измерения) и проводят несколько измерений при разных наклонах поверхности образца. В измерительной системе датчики расположены относительно друг друга под углом. Совмещение изображений измеренных прямых позволяет поместить объекты в одну плоскость и привести объекты (прямые и измерительные датчики) к единой системе координат. Определяют величины dx1 и dz1, на которые нужно сместить систему координат X2Z2 второго датчика по осям системы координат X1Z1 первого датчика соответственно, чтобы совместить начала их координат O1 и O2. А затем определяют, на какой угол U1 нужно повернуть его оси до совмещения с соответствующими осями системы координат первого датчика. Прямые изображения профиля в новой общей системе координат будут ориентированы под разными углами, и угол между этими прямыми (разность углов наклона) будет соответствовать углу, под которым исходные системы координат были ориентированы относительно друг друга. Таким образом становится известна координата положения второго датчика в системе координат первого (координаты dx1 и dz1) и угол отклонения направления его излучения относительно направления первого датчика.

Измерения повторяют последовательно для всех пар оптических датчиков измерительной системы. Причем второй датчик в паре является первым для последующей пары. Датчик Д3, расположенный в начале O3 своей системы координат X3Z3, имеет координаты (dx2; dz2) в системе координат X2Z2. Причем ее положение в системе координат первого датчика уже известно, то есть можно определить положение третьего датчика Д3 в системе датчика Д1 и аналогично определить положение всех остальных датчиков последовательно относительно первого датчика системы. Таким образом аналогично определяют положение каждого из датчиков в системе измерительного устройства относительно одного выбранного первого датчика системы.

При реализации способа по варианту 2 изображение эталонной плоской поверхности, формируемое первым в паре датчиком Д1, корректируют с учетом измерения угла наклона поверхности, проведенного с помощью точного устройства измерения угла (например, оптическим энкодером, установленным на ось вращения объекта). Далее действия способа проводят в соответствии с вариантом 1 способа.

Нахождение угла расхождения и относительного положения двух систем координат может быть осуществлено следующим образом.

Два датчика расположены в разных точках и измеряют одну и ту же прямую n раз, и для каждого положения определяются параметры прямой, измеренной датчиком в собственной системе координат (X1Z1 и X2Z2):

k1(i), b1(i) - коэффициенты прямой, измеренной первым датчиком в паре за измерение номер i,

k2(i), b2(i) - коэффициенты прямой, измеренной вторым датчиком за измерение номер i,

i=1, 2, …, m.

Тогда параметры положения системы координат датчика второго в системе координат первого датчика u, dx и dz (то есть координаты начала системы координат O2 второго датчика и угол наклона U оси Х2 относительно оси X1) могут быть найдены из решения системы уравнений:

Aw=В, где

,

где параметр U определяется как средний угол наклона между измеренными прямыми

Таким образом, система для m=1 не определена и имеет множество решений, при m=2 система имеет одно решение, а для m>2 переопределена и параметры находятся либо решением системы методом Гаусса, либо как

, где × - знак матричного умножения, At - транспонированная, а А-1 - обратная матрица, dx=w(1), dz=w(2), u=U.

При проведении дополнительной коррекции по варианту 2 осуществления способа коэффициент k1 прямой, получаемой первым датчиком, формируют по измеренному углу наклона прямой грани эталонного объекта относительно ее начального положения, а дальнейшее нахождение координат положения и ориентации датчиков осуществляются, как показано выше.

Таким образом можно определить положение второго датчика в системе координат первого, определить положение третьего датчика последовательно в системе координат второго и первого датчиков и аналогично повторить вычисления для всех датчиков системы для определения их положения относительного одного, первого, датчика.

Способ реализован с использованием датчиков с двумерной приемной матрицей, то есть формируется сразу линия изображения профиля. Установки с такими датчиками, реализующие предлагаемый способ, опробованы в заводских условиях на Установке измерения геометрических параметров труб большого диаметра, запущенной в опытную эксплуатация в цехе «Высота 239» ОАО ЧТПЗ, и показали точность измерения 0,1 мм. Возможно применение способа при использовании других оптических датчиков измерения расстояния до профиля объекта, например лазерных датчиков, посылающих луч в направлении объекта и измеряющих промежуток времени до момента, когда луч вернется обратно. При этом линии изображения профиля формируются из множества измерений датчиков и обрабатываются так же, как при использовании двумерной матрицы.

1. Способ определения положения оптических датчиков в устройстве контроля замкнутого профиля изделий с использованием формирования датчиками световой линии на его поверхности с последующим получением изображения световой линии и его обработки, при котором в устройство вводят эталонный образец с плоской поверхностью, протяженность которой обеспечивает прием сигналов от двух соседних датчиков одновременно, образец вращают вокруг фиксированной оси в плоскости расположения датчиков устройства, получают изображение световых линий от каждой пары датчиков при нескольких разных положениях плоской поверхности, при каждом ее положении совмещают изображения световых линий двух датчиков, измеряют координаты второго датчика в системе координат первого датчика и измеряют угол между изображением световой линии профиля и осью абсцисс в системе координат датчика, у которой ось ординат совпадает с направлением излучения, и по разности измеренных углов для первого и второго датчиков в паре судят о разности их положений, и повторяют измерения последовательно для всех пар датчиков измерительной системы, в которых второй датчик в паре является первым для последующей пары, и таким образом последовательно определяют положения всех оптических датчиков в системе датчиков измерительного устройства, причем положения всех оптических датчиков определяют относительно первого датчика измерительного устройства.

2. Способ определения положения оптических датчиков в устройстве контроля замкнутого профиля изделий с использованием формирования датчиками световой линии на его поверхности с последующим получением изображения световой линии и его обработки, при котором в устройство вводят эталонный образец с плоской поверхностью, протяженность которой обеспечивает прием сигналов от двух соседних датчиков одновременно, образец вращают вокруг фиксированной оси в плоскости расположения датчиков устройства, измеряют угол наклона поверхности эталонного образца датчиком угла поворота, получают изображение световых линий от каждой пары датчиков при нескольких разных положениях плоской поверхности, при каждом ее положении совмещают изображения световых линий двух датчиков, измеряют координаты второго датчика в системе координат первого датчика и измеряют угол между изображением световой линии профиля и осью абсцисс в системе координат датчика, у которой ось ординат совпадает с направлением излучения, и по разности измеренных углов для первого и второго датчиков в паре судят о разности их положений, и повторяют измерения последовательно для всех пар датчиков измерительной системы, в которых второй датчик в паре является первым для последующей пары, причем положение изображения, измеренного первым датчиком в паре, корректируют с учетом измеренного угла наклона поверхности эталонного объекта, и таким образом последовательно определяют положения всех оптических датчиков в системе датчиков измерительного устройства, причем положения всех оптических датчиков определяют относительно первого датчика измерительного устройства.



 

Похожие патенты:

Изобретение может быть использовано для формирования периодических интерференционных картин, например, для записи голографических дифракционных решеток, создания периодических структур различной размерности, реализации Фурье-спектрометров, брэгговских зеркал и т.п.

Голографический способ изучения нестационарных процессов, в котором используют когерентный источник излучения, коллиматор и первый, второй и третий светоделители, а также зеркала, при помощи которых формируют три опорных и один объектный пучки.

Изобретение относится к области волоконной оптики и может быть использовано при создании волоконно-оптических интерферометрических датчиков для регистрации фазовых сигналов (вибраций, акустических воздействий).

Изобретение относится к области интерференционной оптики и может быть использовано для определения рельефа поверхности на основе фазового изображения, например, в интерференционных микроскопах.

Изобретение относится к интерферометрам. Интерферометр содержит когерентный источник света 1, излучающий исходный луч 2, проходящий через полупрозрачную отражательную пластинку 3 и расщепляющийся на проходящий луч 4 и отраженный луч 5, который проходит световод 6 и световод с изменяемой длиной пути 7 с светопрозрачным наполнителем 8 с заданным коэффициентом преломления, который снабжен приводом изменения длины 9.

Изобретение относится к области оптических измерений. Интерферометр содержит лазерный осветитель, вогнутое сферическое зеркало с центральным соосно осветителю отверстием, светоделительный элемент в виде куб-призмы с полупрозрачной гипотенузной гранью.

Заявленная группа изобретений относится к устройствам получения и обработки изображений оптической интерферометрии и может быть использовано для прижизненной визуализации и количественной оценки деполяризующих свойств отдельных участков биологических тканей, в том числе человеческих.

Изобретение относится к области литографии и касается системы литографии. Система литографии включает в себя основание, установленную на основании оптическую колонну для проецирования шаблона на мишень, подвижный держатель мишени, модуль дифференциального интерферометра, предназначенный для измерения смещения держателя мишени.

Способ получения спектральных цифровых голографических изображений, реализуемый устройством, заключается в формировании коллимированного широкополосного светового пучка, его селективной дифракции в акустооптическом фильтре, делении его на два пучка, пропускании одного из них через исследуемый объект.

Изобретение относится к области измерительной техники и касается устройства для измерения угловых перемещений объекта. Устройство включает в себя источник когерентного излучения, расширитель светового пучка, светоделитель, который пропускает без изменения направления первый луч и отражает второй луч, установленное на пути второго луча зеркало, два установленных на измеряемом объекте уголковых отражателя, приемник интерференционной картины, блок фильтрации и усиления сигнала, компаратор и концевые датчики положения.

Способ однопозиционного определения угловых координат заключается в применении в качестве фотоприемного устройства матричного фотоприемника, осуществляющего прием суммарного излучения сигнальной волны и волны гетеродина. В результате суперпозиции сигнальной волны и волны гетеродина на поверхности МФП формируется изображение в виде интерференционных полос. По ширине интерференционных полос и угла их наклона определяют угловые координаты источника лазерного излучения. Техническим результатом, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, является повышение точности определения направления на источник лазерного излучения. 2 ил.

Изобретение относится к области метрологии тонких пленок. Способ определения толщины пленки с помощью интерферометрии белого света, при котором подложку, содержащую измеряемую пленку, подвергают в интерферометре воздействию белого света с ограниченной когерентностью и измеряют коррелограммы, характеризуется тем, что предварительно подложку, не содержащую измеряемую пленку, подвергают воздействию белого света с ограниченной когерентностью и определяют набор коррелограмм, кроме того, набор коррелограмм определяют для каждого пикселя оптического поля, после чего выделяют нелинейную в зависимости от волнового числа часть фазового спектра, аппроксимируют фазовые спектры известным теоретическим нелинейным спектром фазового сдвига, вызванного пленкой, определяя локальную толщину пленки как параметр наилучшей аппроксимации, получают в результате набор толщин пленки и положений ее подложки, по результатам которого строятся карты топографии поверхности и толщины пленки, причем нелинейный фазовый спектр объектной коррелограммы поверхности, содержащей пленку, корректируют путем вычитания нелинейного фазового спектра опорной коррелограммы. Технический результат заключается в снижении нижней границы диапазона толщин измеряемых тонких пленок и повышении помехозащищенности способа. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

Устройство предназначено для исследования упругопластических и прочностных свойств материалов при интенсивных динамических нагрузках. Двухканальная интерферометрическая система состоит из источника одномодового когерентного излучения, исследуемого образца, узла разделения отраженного от исследуемого образца излучения, двух независимых оптических интерферометров, построенных по схеме двухплечевого интерферометра VISAR, и системы регистрации. Излучение в оптические интерферометры поступает по единому оптическому волокну с одной точки поверхности исследуемого образца. Деление излучения в оптические интерферометры осуществляется узлом разделения, в состав которого входит телескоп, поляризационный светоделитель и два ротатора. Плечи интерферометров образуются неполяризационным светоделителем и двумя зеркалами с многослойным диэлектрическим напылением. Оптические интерферометры имеют независимые чувствительности (постоянные VPF1 и VPF2). Технический результат заключается в создании двухканальной интерферометрической системы, позволяющей подбирать постоянные интерферометров и необходимое отношение VPF1/VPF2 под условия эксперимента для однозначного восстановления профилей скорости за счет использования двух независимых каналов, обрабатывающих идентичные данные с доплеровским сдвигом частоты и эффективно использующих отраженное лазерное излучение. 6 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к способам управления фазовым сдвигом между двумя когерентными монохроматическими световыми волнами в лазерных измерительных информационных системах. В способе управления фазовым сдвигом в интерференционных системах, включающем формирование когерентного монохроматического излучения посредством лазерного источника, его разделение на опорный и предметный световые пучки посредством коллимационной системы, их направление на объект измерения и опорную поверхность с формированием в них фазового сдвига Δϕ, предназначенного для интерпретации интерференционной картины при их отражении на фотоприемнике, фазовый сдвиг опорного и предметного световых пучков формируют за счет их брэгговской дифракции на одинаковые по номеру и знаку порядки путем пропускания на участке между коллимационной системой и опорной поверхностью и объектом измерения соответственно через идентичные акустооптические модуляторы, на которые подают опорные колебания U1 и U2 от общего генератора так, что U1=U0 cos[2π f×t+Δϕ] и U2=U0 cos[2π f×t], где U0 - амплитуда опорных колебаний; f - частота опорных колебаний акустооптических модуляторов; t - время осуществления опорных колебаний, при этом возможна подача опорных колебаний U1 на акустооптический модулятор, через который проходит предметный световой пучок, а опорных колебаний U2 - на акустооптический модулятор, через который проходит опорный световой пучок, или наоборот. Технический результат - повышение надежности за счет повышения точности и помехоустойчивости. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к способам управления фазовым сдвигом между двумя когерентными монохроматическими световыми волнами в лазерных измерительных информационных системах. В способе управления фазовым сдвигом в интерференционных системах, включающем формирование когерентного монохроматического излучения посредством лазерного источника, его разделение на опорный и предметный световые пучки посредством коллимационной системы, их направление на объект измерения и опорную поверхность с формированием в них фазового сдвига Δϕ, предназначенного для интерпретации интерференционной картины при их отражении на фотоприемнике, фазовый сдвиг опорного и предметного световых пучков формируют за счет их брэгговской дифракции на одинаковые по номеру и знаку порядки путем пропускания на участке между коллимационной системой и опорной поверхностью и объектом измерения соответственно через идентичные акустооптические модуляторы, на которые подают опорные колебания U1 и U2 от общего генератора так, что U1=U0 cos[2π f×t+Δϕ] и U2=U0 cos[2π f×t], где U0 - амплитуда опорных колебаний; f - частота опорных колебаний акустооптических модуляторов; t - время осуществления опорных колебаний, при этом возможна подача опорных колебаний U1 на акустооптический модулятор, через который проходит предметный световой пучок, а опорных колебаний U2 - на акустооптический модулятор, через который проходит опорный световой пучок, или наоборот. Технический результат - повышение надежности за счет повышения точности и помехоустойчивости. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области метрологии тонких пленок, а именно к способу измерения толщины тонких прозрачных пленок бесконтактным способом с помощью интерферометра. При реализации способа измерения толщины тонкой пленки и картирования топографии ее поверхности с помощью интерферометра белого света подвергают воздействию белого света подложку с нанесенной измеряемой пленкой и измеряют набор коррелограмм. При этом предварительно подвергают воздействию белого света с ограниченной когерентностью подложку, не содержащую измеряемую пленку, и измеряют коррелограммы, после чего выделяют опорную коррелограмму. Кроме того, измерение набора коррелограмм осуществляют по каждому пикселю, которые аппроксимируют взвешенной суммой двух или более опорных коррелограмм, вычисляют набор толщин пленки и положений ее подложки, по результатам которого строятся карты топографии поверхности и толщины пленки. Технический результат - увеличение точности определения толщины тонких пленок и увеличение топографической разрешающей способности топографического картирования поверхности пленки. 3 з.п. ф-лы, 5 ил., 1 табл.

Способ волоконной стабилизации разностей оптических длин пути включает операцию расщепления пучка, излученного лазером, на первый оптический пучок и второй оптический пучок. Также направляют первый оптический пучок к регулируемому оптическому телескопу и второй оптический пучок к эталонному оптическому телескопу. Разделяют первый направленный пучок на первый оптический пучок и пучок регулируемого оптического телескопа и разделяют второй направленный пучок на второй оптический пучок и пучок эталонного оптического телескопа. При помощи интерферометра получают на основании первого и второго оптических пучков синусоидальный сигнал. Фильтруют синусоидальный сигнал для формирования высокочастотного сигнала для управления волоконным расширителем и низкочастотного сигнала для управления трансляционным столиком. Технический результат заключается в сборе света от двух телескопов через оптические волокна при минимальных разностях оптических длин пути и при минимальной оптической дисперсии посредством использования эталонного лазера, соединённого с этими двумя оптическими волокнами. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области исследования материалов с помощью теплофизических измерений, а именно к устройствам для измерения температурного коэффициента линейного расширения (ТКЛР). Дилатометр содержит камеру нагрева со съемной трубкой, в которой горизонтально установлены исследуемый образец и толкатели, плотно контактирующие с противоположными торцами образца, измерительные зеркала, закрепленные на концах толкателей и расположенные вне камеры нагрева, лазер и оптическую систему измерения удлинения образца. Для создания постоянного по величине и симметричного поджима толкателей к исследуемому образцу используется система поджима. В оптической системе для измерения удлинения образца использован четырехходовой интерферометр, включающий поляризованный светоделитель, делящий луч лазера на рабочий и опорный лучи, две четвертьволновые пластины, поляризационную пластину, три поворотных зеркала, оптическую призму, четыре обводных зеркала для рабочего и опорного лучей, два возвратных зеркала и фотоприемник. Электрические сигналы от фотоприемника и термопары, регистрирующей температуру нагрева образца, передаются на ПЭВМ, где ведется их синхронная запись. Технический результат - повышение точности измерения удлинения образца при определении ТКЛР исследуемого материала 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

Лазерный интерферометр включает источник когерентного монохроматического излучения, коллиматор, светоделитель, разделяющий луч на объектный и опорный пучки. В опорном и объектном пучках установлены акустооптические модуляторы. Опорный и отраженный от исследуемого объекта пучки направляются на общий фотоприемник. Интерферометр содержит линию регулируемой задержки сигнала генератора, которая выполнена в виде ступенчатого фазосдвигателя. Технический результат заключается в повышении точности измерения и помехоустойчивости. 3 з.п. ф-лы, 7 ил.

Лазерный интерферометр включает источник когерентного монохроматического излучения, коллиматор, светоделитель, разделяющий луч на объектный и опорный пучки. В опорном и объектном пучках установлены акустооптические модуляторы. Опорный и отраженный от исследуемого объекта пучки направляются на общий фотоприемник. Интерферометр содержит линию регулируемой задержки сигнала генератора, которая выполнена в виде ступенчатого фазосдвигателя. Технический результат заключается в повышении точности измерения и помехоустойчивости. 3 з.п. ф-лы, 7 ил.

Способ определения положения объектов относится к оптическим способам определения положения сканирующих датчиков при измерении полного поперечного профиля объекта. В первом варианте реализации способа определения положения оптических датчиков в устройстве контроля замкнутого профиля изделий с использованием формирования датчиками световой линии на его поверхности с последующим получением изображения световой линии и его обработки в устройство вводят эталонный образец с плоской поверхностью, протяженность которой обеспечивает прием сигналов от двух соседних датчиков одновременно. Образец вращают вокруг фиксированной оси в плоскости расположения датчиков устройства и получают изображение световых линий от каждой пары датчиков при нескольких разных положениях плоской поверхности и при каждом ее положении совмещают изображения световых линий двух датчиков и измеряют координаты второго датчика в системе координат первого датчика и измеряют угол между изображением световой линии профиля и осью абсцисс в системе координат датчика, у которой ось ординат совпадает с направлением излучения. По разности измеренных углов для первого и второго датчиков в паре судят о разности их положений. Измерения повторяют последовательно для всех пар датчиков измерительной системы, в которых второй датчик в паре является первым для последующей пары, и таким образом последовательно определяют положения всех оптических датчиков в системе датчиков измерительного устройства, причем положения всех оптических датчиков определяют относительно первого датчика измерительного устройства. Второй вариант реализации способа отличается тем, что положение изображения, измеренного первым датчиком в паре, корректируют с учетом точно измеренного угла наклона поверхности эталонного объекта. Технический результат – повышение точности определения положения датчиков в измерительной системе и, как следствие, возможность учета этого положения при формировании полного профиля объекта из частей, измеренных всеми датчиками измерительной системы. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Наверх