To'liq avtomatik sferik diametr o'lchagich - bu sferik sirtlarning (qavariq/konkav yuzalar) -egrilik radiusi, fokus uzunligi va sferiklik xatoligini yuqori aniqlik bilan o'lchash uchun ishlatiladigan optik tekshiruv qurilmasi. Uning asosiy printsipi ikkita asosiy modul atrofida joylashgan: "optik parametrlarni xaritalash" va "avtomatlashtirilgan aniq boshqaruv", ularni uchta asosiy bo'g'inga bo'lish mumkin:
1. Asosiy optik aniqlash printsipi: Geometrik optika va interferentsiya effektlariga asoslangan parametrlarni teskari chiqarish
Yadro optik tizim orqali "ma'lum optik yo'l" ni qurishda, o'lchangan sferik sirtning aks ettirish/sinishi xususiyatlaridan foydalanib, "sferik geometrik parametrlarni (masalan, egrilik radiusi)" "o'lchanadigan optik signallarga (nuqta pozitsiyasi, interferentsiya qirralari kabi)" aylantirish va keyin ma'lum parametrlar bo'yicha ma'lumot modeli orqali xulosa chiqarishdir. Asosiy texnik yo'llar ikki toifaga bo'linadi:
Avtokollimatsiya usuli (o'rta va past aniqlikdagi tez o'lchash uchun mos)
Optik yo'l dizayni: Kollimatsiya qiluvchi yorug'lik manbai (masalan, He-Ne lazer) chiqaradigan parallel yorug'lik nurni ajratuvchi tomonidan aks ettiriladi va keyin o'lchanadigan sferik sirtga perpendikulyar ravishda tushadi. .
Signal hosil qilish: Qavariq sferik sirtga parallel yorug'lik tushsa, aks ettirilgan yorug'lik sirtning "egrilik markazida" birlashadi. Konkav sferik sirtga tushganda, aks ettirilgan yorug'lik virtual fokus hosil qilish uchun ajralib chiqadi (egrilik markazidan chiqarilganga teng). .
Parametrlarni hisoblash Qurilma yuqori aniqlikdagi CCD tasvir sensori-orqali aks ettirilgan yorug'likning fokus nuqtasi o'rnini ushlaydi. “Yo‘naltiruvchi tekislik (masalan, asbobga o‘rnatilgan kollimator linzasining fokus tekisligi)” va “fokus nuqtasi” o‘rtasidagi masofa farqini birlashtirib, uni R= 2×(L - f₀) formulasiga qo‘yish orqali (bu yerda R – egrilik radiusi, L – o‘lchangan masofa va f₀ linzaning egri chizig‘i radiusi), fokus radiusi. bevosita xulosa qilinadi. .
Interferometriya (yuqori{0}}aniqlik, ±0,1 mkm aniqlik bilan aniqlash uchun mos)
Optik yo'l dizayni: yig'ilgan yorug'lik manbasini ikki nurga bo'lish uchun Mishelson interferentsiyasi optik yo'li qabul qilingan - bir nur "mos yozuvlar tekisligi oynasiga" (standart tekislik), ikkinchi nur esa "o'lchangan sferik sirtga" tushadi. Ikki aks ettirilgan yorug'lik nurlari qayta birlashgandan so'ng, optik yo'l farqi tufayli "teng-qalinlikdagi interferentsiya chekkalari" hosil bo'ladi. .
Signal tahlili: Sferik sirt egriligidagi o'zgarishlar, agar sferik sirtning egriligi bir xil bo'lsa, chekkalar konsentrik doiralar bo'ladi - interferentsiya chekkalarining "shakli (masalan, dumaloq yoki elliptik)" va "oraliqlari" o'zgarishiga olib keladi. Agar sharsimonlik xatosi bo'lsa (masalan, mahalliy o'simtalar/depressiyalar), chiziqlar siljiydi yoki deformatsiyalanadi. .
Parametrlarni hisoblash Dasturiy ta'minot avtomatik ravishda interferentsiya chegaralarining markaziy o'rnini va chekka oralig'ini aniqlaydi. To'lqin uzunligi (632,8 nm lazer to'lqin uzunligi kabi) bilan birgalikda optik yo'l farqi "chekka tartibdagi farq" orqali olinadi va keyin egrilik radiusi va sferik daraja xatosiga aylanadi. Formulani chiqarishning yadrosi optik yo'l farqiga asoslanadi=2×Dh=k×l (Dh - sferik sirt va mos yozuvlar yuzasi o'rtasidagi balandlik farqi). k chegara tartibini va l yorug'lik manbasining to'lqin uzunligini ifodalaydi. .
2. Avtomatlashtirish moduli: Qo'lda xatolarni bartaraf qiling va butun jarayon davomida aniq nazoratga erishing
Qo'lda fokuslash va o'qishga tayanadigan qo'lda to'p diametri o'lchagichlarining cheklovlaridan farqli o'laroq, to'liq avtomatik to'p diametri o'lchagichlari "mexatronik nazorat" orqali xatolarni qoplash va jarayonni avtomatlashtirishga erishadi. Asosiy texnologiyalar uchta nuqtani o'z ichiga oladi:
Avtomatik tekislash va fokuslash
"Aniq elektr yo'naltiruvchi relslar" (takroriy joylashishni aniqlash aniqligi 0,05 mkm dan kam yoki unga teng) va "lazerli siljish sensorlari" bilan jihozlangan, u tushayotgan yorug'likning sharsimon yuzaning tepasiga perpendikulyar bo'lishini ta'minlash uchun o'lchangan sferik sirt va optik tizim o'rtasidagi nisbiy pozitsiyani avtomatik ravishda sozlashi mumkin (o'lchov xatolarining oldini olish). .
Avto{0}}fokuslash tizimi CCD orqali real vaqt rejimida yorugʻlik nuqtasining tiniqligini toʻplaydi va “qirraning aniqligi algoritmi” asosida linzaning fokus uzunligini avtomatik ravishda sozlaydi, shunda aks ettirilgan yorugʻlikning fokus nuqtasi sensorning optimal tasvirlash yuzasida boʻladi. Fokuslashning aniqligi ± 0,01 mkm ga yetishi mumkin. .
Avtomatik ma'lumotlarni yig'ish va tahlil qilish
Qo'lda o'qish shart emas: CCD sensori optik signallarni oldindan belgilangan chastotada (masalan, soniyasiga 10 kadr) to'playdi va dasturiy ta'minot avtomatik ravishda shovqinni (atrof-muhit yorug'ligi shovqini) filtrlaydi va samarali signallarni chiqaradi (masalan, interferentsiya profillari, fokus nuqtasi koordinatalari). .
Haqiqiy{0}}vaqtni hisoblash va kalibrlash: "Standart sharlar ma'lumotlar bazasi"ga{1}} o'rnatilgan (masalan, egrilik radiusi ma'lum bo'lgan kvarts standart sharlari), o'lchashdan oldin standart to'plarni avtomatik ravishda "tizimli xato kalibrlash" uchun chaqiradi (yo'naltiruvchi relsning bo'shligi va optik yo'lning siljishi kabi xatolarning o'rnini qoplash) o'lchashdan oldin va o'lchov ma'lumotlarining kiritilishini ta'minlaydi. .
Ko'p parametrli ulanish chiqishi.-
Bitta o'lchov bir vaqtning o'zida "egrilik radiusi (R), fokus uzunligi (f, f=R/(n-1) formulasi asosida), bu erda n - materialning sindirish ko'rsatkichi), sharsimonlik xatosi va cho'qqi qalinligi" kabi parametrlarni o'lchash rejimlarini bir necha marta almashtirishni talab qilmasdan chiqarishi mumkin. .
Avtomatik ma'lumotlarni eksport qilishni (masalan, Excel va SAPR formatlarida) qo'llab-quvvatlaydi va optik komponentlar ishlab chiqarish sifatini kuzatish talablariga javob beradigan "xato tahlili hisobotlari" (masalan, interferentsiya chegaralari va egrilik taqsimoti egri chiziqlari) yaratadi. .
3. Asosiy afzallik printsipi: Nima uchun qo'lda ishlaydigan uskunadan ustunroq? .
Uning aniqlik va samaradorlikdagi afzalliklari "printsipial darajadagi xatolarni nazorat qilish" dan kelib chiqadi:
Qo'lda fokuslash xatolaridan saqlaning: Qo'lda ishlaydigan qurilmalar fokus nuqtasini aniqlash uchun ±5 mkm gacha xatolik bilan inson ko'ziga tayanadi, to'liq avtomatik qurilmalar esa algoritmlar orqali aniq joylashadi va xatolikni ± 0,01 mkm gacha kamaytiradi. .
Atrof-muhit shovqinlarini yo'q qiling: o'rnatilgan{0}}doimiy harorat moduli (haroratni nazorat qilish aniqligi ±0,1) materiallarning termal kengayishi va qisqarishini qoplaydi va avtomatlashtirilgan optik yo'lning yopiq dizayni havo oqimi va tebranishning optik yo'lga ta'sirini kamaytiradi. .
Takroriylikni yaxshilash: Qo'lda o'lchashning takroriylik xatosi odatda 0,5% dan ortiq, to'liq avtomatik uskunalar esa standartlashtirilgan jarayonlar orqali takrorlanish xatosini 0,05% dan kamroq nazorat qilishi mumkin. .
