Оптические измерения и оптические приборы
Оптические измерения – это область науки, основное содержание которой - контроль и измерение конструктивных параметров оптических систем и элементов, а также физических характеристик при помощи оптических приборов, систем и методов.
Особенность оптических измерений заключается в том, что они обладают высокими наглядностью и точностью. Они относятся к измерениям высшей точности, соизмеримой с длиной волны света. Из-за этого они используются в машиностроении и приборостроении, где необходима высокая точность. Кроме того, разработки и научные исследования в области высоких технологий требуют проведения измерений с максимально высокой точностью, которые во многих случаях находятся на пределе теоретически предсказанных возможностей. К оптическим измерительным приборам относятся:
- Оптиметры. Данные устройства представляют собой рычажно-оптические приборы, которые используются для точных измерений геометрических величин. Основными составляющими оптиметра являются его трубки, устройства для их крепления, а также столик для базирования измеряемой величины.
- Измерительные машины. Данные машины представляют собой оптико-механические контактные приборы, которые предназначены для точного измерения деталей большого размера посредством метода непосредственного измерения или сравнения с мерой.
- Длинномеры. Данные приборы представляют собой оптико-механические приборы контактного типа, где шкала совмещена с линией измерения, то есть полностью используется принцип Аббе.
- Катетометры. Данные приборы используются для бесконтактного дистанционного измерения вертикальных и горизонтальных координат изделия в труднодоступных местах.
- Сферометры. Данные приборы применяются для измерения радиуса кривизны сферических поверхностей косвенным измерением высоты шарового сегмента.
- Универсальные и инструментальные микроскопы. Данные измерительные оптико-механические приборы широко используются в различных областях. Они используются в метрологических лабораториях машиностроительных предприятий для измерения линейных и угловых геометрических величин. Инструментальными приборами измеряются наружные и внутренние геометрические размеры отраженном и проходящем свете.
Оптические измерительные системы
Оптическая измерительная система – это совокупность технических средств и оптических измерительных элементов, которая предназначена для оптических измерений.
Преимущества современных оптических измерительных систем заключается в их высокой точности и многофункциональности. Однако, при этом они также отличаются высокой конструкционной сложностью, а также высокой стоимостью относительно традиционных аналогов. Такие системы нашли применение во многих отраслях промышленности: приборостроение, машиностроение, информационные технологии, геодезии и т.п.
Примером современной оптической измерительной системы является оптическая система измерения геометрических размеров, разработанная ОАО “Черметавтоматика”. Данная система используется для контроля геометрических параметров горячекатаных полос. При помощи этой системы могут измеряться серповидности, диаметры, длины и ширины полос, а также она может управлять пространственной ориентацией холодного и горячего проката. К особенностям оптической измерительной системы можно отнести:
- Измерение температуры проката в диапазоне 700-1200 градусов по Цельсию.
- Автоматическая калибровка и диагностика системы.
- Одновременная выдача результатов измерения ширины горячего проката с пересчетом на холодный прокат.
- Архивирование и вывод результатов измерения за месяц, сутки, смену и т. д. на печать и дисплей.
Система может поставляться в различных комплектациях в зависимости от требований заказчика. К основным ее характеристикам относятся: диапазон измерений (от 850 до 2350 миллиметров), время цикла измерения (не превышает 0,05 секунд) и погрешность измерения (0,1 %). На рисунке ниже изображен пример структурной схемы системы:
Рисунок 1. Структурная схема системы. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Измерительные видеокамеры крепятся на координатных столах, в которых предусмотрена возможность фиксации видеокамер в любом положении. Между видеокамерами располагается пирометр для измерения температуры полосы, при помощи него также осуществляется коррекция параметров электронного затвора камер.
С обеих сторон от камеры располагаются лазерные корректоры. Пирометр, видеокамеры и корректоры связаны блоком видеоконтроллера при помощи информационного кабеля. Видеоконтроллер представляет собой корпус с выходными и входными разъемами. Внутри него находятся блоки согласования видеосигналов с высокочастотным кабелем на выходе и схемы предварительной обработки и управления.
