Оптико-цифровая измерительная система с многоэлементной маркой

Королев А.Н., Лукин А.Я., Филатов Ю.В., Бохман Е.Д., Венедиктов В.Ю.

Полный текст на elibrary.ru

Публикация в Journal of Optical Technology

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

Korolev A.N., Lukin A.Ya., Filatov Yu.V., Bokhman E.D., Venediktov V.Yu. Digital optical measurement system with multielement marks [in Russian] // Оптический журнал. 2022. Т. 89. № 11. С. 32–38. DOI: 10.17586/1023-5086-2022-89-11-32-38

Ссылка на англоязычную версию:

A. N. Korolev, A. Ya. Lukin, Yu. V. Filatov, E. D. Bokhman, and V. Yu. Venediktov, "Digital optical measurement system with multielement marks," Journal of Optical Technology. 89(11), 661-665 (2022). https://doi.org/10.1364/JOT.89.000661

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...

Ключевые слова:

угловые измерения, автоколлиматор, многоэлементная марка, матричный фотоприемник

Благодарность:

исследование выполнено за счет гранта РНФ № 20-19-00412

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 0.001″ 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. 42–47.
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.