Научно-технический
«ОПТИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ»
издается с 1931 года
 
   
Русский вариант сайта Английский вариант сайта
   
       
   
       
Статьи последнего выпуска

Электронные версии
выпусков начиная с 2008


Алфавитный указатель
2000-2010 гг


444
Архив оглавлений
выпусков 2002-2007 гг


Реквизиты и адреса

Вниманию авторов и рецензентов!
- Порядок публикации
- Порядок рецензирования статей
- Типовой договор
- Правила оформления
- Получение авторского вознаграждения
- Редакционная этика


Контакты

Подписка

Карта сайта




Журнал с 01.12.2015 допущен ВАК для публикации основных результатов диссертаций как издание, входящее в международные реферативные базы систем цитирования (Web Science, Scopus) (см. Vak.ed.gov.ru Перечень журналов МБД 16.03.2018г)

Аннотации (11.2022) : Оптико-цифровая измерительная система с многоэлементной маркой

Оптико-цифровая измерительная система с многоэлементной маркой

DOI: 10.17586/1023-5086-2022-89-11-32-38

УДК 531.742: 62.791

 

Александр Николаевич Королев1, Александр Яковлевич Лукин2, Юрий Владимирович Филатов3, Евгений Давидович Бохман4, Владимир Юрьевич Венедиктов5* 

1, 3, 4, 5Санкт-Петербургский электротехнический университет «ЛЭТИ», Санкт-Петербург, Россия

2Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, Санкт-Петербург, Россия

1al_korolev@mail.ru        https://orcid.org/0000-0003-0477-2326

2alexander_lukin@inbox.ru         https://orcid.org/0000-0002-8479-1836

3yvfilatov@etu.ru              https://orcid.org/0000-0002-4388-8033

4edbokhman@mail.ru      https://orcid.org/0000-0002-3948-7675

5vlad.venediktov@mail.ru https://orcid.org/0000-0002-0728-2050

Аннотация

Предмет исследования. Возможность использования матричных элементов в угловой метрологии. Основное внимание уделено рассмотрению двумерных многоэлементных марок различного типа, использующихся в фотоэлектрическом автоколлиматоре с матричным фотоприемником. Целью работы является поиск формы двумерных многоэлементных марок, которая позволяет минимизировать погрешность определения их центра. Метод. Основной акцент сделан на результатах разработки автоколлиматоров с многоэлементной маркой в виде круга или набора концентрических колец. Предложен и реализован алгоритм определения координаты изображения марки, основанный на вычислении геометрического центра изображения. Алгоритм вычисления координаты изображения марки предусматривает получение полинома интерполяции для всех перепадов яркости края марки. Основные результаты. С использованием моделирования получены погрешности вычисления координаты центра марки по алгоритму геометрического центра при разных диаметрах марки как для марки в виде круга, так и для марки в виде набора колец. Проведена оценка оптимального размера марок обеих конфигураций. С помощью поворотного стола с датчиком угла проведена калибровка автоколлиматора с обоими вариантами выполнения марки. Калибровка автоколлиматора с многоэлементной кольцевой маркой и фотоприемной матрицей с размером пиксела 3,45 мкм показала погрешность в пределах ±0,01І в диапазоне ±600І. Практическая значимость. Применение предложенных конфигураций многоэлементных марок позволяет существенно сократить размах погрешности фотоэлектрического автоколлиматора.

Ключевые слова: угловые измерения, автоколлиматор, многоэлементная марка, матричный фотоприемник

Благодарность: исследование выполнено за счет гранта РНФ № 20-19-00412.

Ссылка для цитирования: Королев А.Н., Лукин А.Я., Филатов Ю.В., Бохман Е.Д., Венедиктов В.Ю. Оптико-цифровая измерительная система с многоэлементной маркой // Оптический журнал. 2022. Т. 89. № 11. С. 32–38. DOI: 10.17586/1023-5086-2022-89-11-32-38

Коды OCIS:  120.0120, 230.0230

 

Список источников

1.    Кривцов Е.П., Чекирда К.В., Янковский А.А. Современное состояние первичных эталонов в областях измерений геометрических, механических и связанных с ними величин // Измерительная техника. 2017. № 12. С. 23–27.

Krivtsov E.P., Chekirda K.V., and Yankovskii A.A. Contemporary state of primary standards in the fields of measurements of geometric, mechanical, and related quantities // Measurement Techniques. 2018. V. 60. P. 1193–1198.

2.   Чекирда К.В., Шур В.Л., Косьмина М.А., Лейбенгардт Г.И., Лукин А.Я. Измерение углов многогранных призм на государственном первичном эталоне единицы плоского угла ГЭТ 22-2014 // Измерительная техника. 2017. № 3. С. 19–24.

Chekirda K.V., Shur V.L., Kos’mina M.A., Leibengardt G.I., and Lukin A.Ya. Measurement of angles of polyhedral prisms on the state primary standard get 22-2014 for a flat angle unit // Measurement Techniques. 2017. V. 60. P. 226–234.

3.   Probst R., Wittekopf R. Angle calibration on precision polygons // Final Report of EUROMET Project #371. PTBF-43 (Physikalisch-Technische Bundesanstalt, Braunschweig, Germany) 2001. 54 р.

4.   Geckeler R.D., Just A., Vasilev V., Prieto E., Dvorácek F., Zelenika S., Przybylska J., Lassila A. Angle comparison using an autocollimator // Metrologia. 2018. V. 55. N1A. 04001. DOI: 10.1088/0026-1394/55/1A/04001

5.   Колосов М.П., Федосеев В.И., Гебгарт А.Я. Сравнительная оценка трех современных датчиков угла поворота // Оптический журнал. 2017. Т. 84. № 11. С. 34–38.

Kolosov M.P., Fedoseev V.I., Gebgart A.Ya. Comparative evaluation of three modern turning-angle sensors // JOT. 2018. V. 84. № 11. P. 743–747.

6.   Ловчий И.Л. Моделирование широкодиапазонного однокоординатного автоколлиматора с протяженной маркой и приемником в виде линейки фоточувствительных элементов // Оптический журнал. 2021. Т. 88. № 11. С. 56–65.

Lovchy I.L. Modeling a broad-band single-coordinate autocollimator with an extended mark and a detector in the form of a linear-array camera // JOT. 2021. V. 88. № 11. P. 654–660.

7.    Gao Y., Wang X., Hu C., Huang Z., and Zhan D. Highly precise micro torsion angle detection by fringe array // Chin. Opt. Lett. 2014. V. 12. № 8. Р. 080401.

8.   Королев А.Н., Гарцуев А.И. Исследование точности позиционирования изображения на ПЗС матрице // Измерительная техника. 2004. № 5. С. 20–22.

Korolev A.N., Gartsuev A.I. Precision of measurement of the coordinates of an image on a CCD matrix // Measurement Techniques. 2004. V. 47. P. 449–453.

9.   Королев А.Н., Гарцуев А.И. Цифровой двухкоординатный автоколлиматор с разрешением 0.001 угловых секунды // Измерительная техника. 2004. № 12. С. 29–32.

Korolev A.N., Gartsuev A.I. X-Y digital autocollimator with 0.001І resolution // Measurement Techniques. 2004. V. 47. P. 1178–1183.

10. Королев А.Н., Гарцуев А.И., Полищук Г.С., Трегуб В.П. Цифровой двухкоординатный автоколлиматор // Оптический журнал. 2009. Т. 76. № 10. С. 4247.

Korolev A.N., Gartsuev A.I., Polishchuk G.S., Tregub V.P. A digital autocollimator // JOT. 2009. V. 76. № 10. P. 624–628.

11.  Андреева Т.А., Бохман Е.Д., Венедиктов В.Ю., Гордеев С.В., Королев А.Н., Лукин А.Я., Косьмина М.А., Шур В.Л. Оценка метрологических характеристик высокоточного цифрового автоколлиматора с помощью углового энкодера // Оптический журнал. 2018. Т. 85. № 7. С. 39–43.

Andreeva T.A., Bokhman E.D., Venediktov V.Yu., Gordeev S.V., Korolev A.N., Kos’mina M.A., Lukin A.Ya., Shur V.L. Estimation of metrological characteristics of a high-precision digital autocollimator using an angle encoder // JOT. 2018. V. 85. № 7. P. 406–409.

12.  Королев А.Н., Гарцуев А.И., Полищук Г.С., Трегуб В.П. Метрологические исследования и выбор формы оптической марки в цифровых измерительных системах // Оптический журнал. 2010. Т. 77. № 6. С. 25–27.

Korolev A.N., Gartsuev A.I., Polishchuk G.S., Tregub V.P. Metrological studies and the choice of the shape of an optical mark in digital measuring systems // JOT. 2010. V. 77. № 6. P. 370–372.

13.  ООО «ИНЕРТЕХ» [Электронный ресурс] — http://inertech-ltd.com/

14.  Королев А.Н., Лукин А.Я., Полищук Г.С. Использование информационной избыточности в оптических цифровых измерительных системах с 2D-сенсором // Измерительная техника. 2017. № 3. С. 29–33.

Korolev A.N., Lukin A.Ya., and Polishchuk G.S. Use of information redundancy in optical digital measurement systems with 2D sensor // Measurement Techniques. 2017. V. 60. P. 242–247.