ДВУХВОЛНОВОЙ ИНТЕРФЕРЕНЦИОННЫЙ СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛОВЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ОБЪЕКТОВ

Aleksandr Nikolaevich Ivanov, Maryana Dmitrievna Nosova, Valerij Evgenevich Kireenkov


Аннотация


В настоящее время для контроля пространственного положения объектов и его геометрических размеров широко применяют муаровую интерферометрию. В работе рассмотрен способ измерения угловых перемещений, в основе которого лежит использование цифровых комбинационных полос, полученных вычитанием интенсивностей двух интерференционных картин от лазерных источников с разными длинами волн. Выделение комбинационных полос из полученного изображения производится с помощью преобразования Гилберта. Применение комбинационных полос позволяет увеличить точность и чувствительность измерений благодаря тому, что малое смещение интерференционной полосы приводит большому смещению комбинационной полосы. В результате, при больших значениях коэффициента преобразования перемещения, существует возможность регистрировать смещение интерференционной картины, составляющее сотые доли размера пиксела ПЗС приемника. Предложена схема установки для проведения угловых измерений указанным способом, проведена ее экспериментальная апробация, подтвердившая работоспособность способа. Показано, что данная установка позволяет проводить измерения углового перемещения объекта в пределах ± 2.5' с погрешностью порядка 0.8% при использовании источников излучения с длинами волн 632 нм и 532 нм. Дальнейшее увеличение точности возможно при использовании источников излучения, разность длин волн которых не превышает 5-10 нм.

Ключевые слова


комбинационные полосы; интерференция; угловые измерения; преобразование Гилберта

Литература


Оптический производственный контроль / Под ред. Малака-ры Д.М.: Машиностроение, 1985. 400 с.

Высокоточные угловые измерения / Под ред. Якушенко-

ва Ю.Г. – М.: Машиностроение, 1987. 480 с.

Xu-Gung Bai, Sheng Cai, Yan-Feng Qiao, Ming Dai Small roll angle measurement based on auto-collimation and moiré fringes // Proc. of SPIE. 2009. Vol. 7511, pр. 751101-751108.

Shashi Prakash, Sumitra Singh, Santosh Rana Automated small tilt-angle measurement using Lau interferometry // Appl. Opt. 2005. Vol. 44. Is. 28, pр. 5905-5909.

Назаров В.Н., Иванов А.Н. Использование явления муара для увеличения точности дифракционных методов контроля геометрических параметров и пространственного положения объектов // Оптический журнал. 2009. Т. 76. № 1. C. 46-50.

Назаров В.Н., Иванов А.Н. Формирование муар-интерференционной картины при дифракции на щели между краем с конечной толщиной и зеркальной поверхностью // Изв. Вузов. Приборостроение. 2011. Т. 54. № 11. С. 69-72.

Маломед Е.Р. Конструирование оптических приборов космического базирования. – СПб.: СПбГУИТМО(ТУ), 2002. 291 с.

Муханин Л.Г. Схемотехника измерительных устройств. – СПб.: Издательство «Лань», 2009. 288 с.

VáclavIk J., Minster J., Houha R. Moire interferometry using stuck foil-embossed diffraction grating // Proc. of SPIE. 2001.

Vol. 4399, pр. 1-26.

Турухано Б.Г., Турухано Н., Вилков Е.А. Синтез апертуры интерференционного поля // Компьютерная оптика. 2009. Т. 35. №2. С. 145-150.

Harding K., Cartwright S. Phase grating use in moire interferometry // Appl. Opt. 1984. Vol. 23. Is. 10, pр. 1517-1520.

Torrobav R., Bolognini N., Tebaldi M., Tagliaferri A. Positioning method based on digital moire // Optics Communications. 2002. Vol. 209, рp. 1-6.

Torroba R., Tagliaferri A. Precision small angle measurements with a digital moire technique // Optics Communications. 1998.

Vol. 149, pр. 213-216.

Степанов А.В., Матвеев С.А. Методы компьютерной обработки сигналов систем радиосвязи. – М.: СОЛОН-Пресс, 2003. 208 с.

Сергиенко А.Б. Цифровая обработка сигналов. – СПб.: Питер, 2003. 608 с.

Пашков В.С., Степовой А.В., Данилов Д.В., Перешивай-

лов Л.А. Исследование точностных характеристик оптико-электронных приборов с матричными фотоприемниками методом компьютерного моделирования // Оптико-электронные приборы и системы. 1997. Вып. 97. С. 58-80.

Сачков Д.Ю. Влияние дискретной структуры фотоприемника на погрешность интерференционного измерения // Науч.-техн. вестн. СПбГУ ИТМО. 2008. Вып. 49. С. 67-73.

Солдатов В.П. Определение зависимости погрешности измерения перемещений оптико-электронными приборами с многоэлементными приемниками излучения от соотношения сигнал-шум // Измерительная техника. 2012. № 5. С. 52-54.

Грейсух Г.И., Ежов Е.Г., Земцов А.Ю., Степанов С.А. Разработка методов и программных средств подавления шумов в интерферограммах на этапе их предварительной обработки // Компьютерная оптика. 2005. Т. 28. С. 140-144.

Ikram M., Hussain G. Michelson interferometer for precision angle measurement // Appl. Opt. 1999. Vol. 38. Is. 1, pр. 113-120.




DOI: https://doi.org/10.12731/wsd-2015-4-19

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


Bookmark and Share


(c) 2016 В мире научных открытий



ISSN 2658-6649 (print)

ISSN 2658-6657 (online)

HotLog Яндекс цитирования