êóðñîâûå,êîíòðîëüíûå,äèïëîìû,ðåôåðàòû
ÎÃËÀÂËÅÍÈÅ
1. ÒÅÕÍÈ×ÅÑÊÀß ÕÀÐÀÊÒÅÐÈÑÒÈÊÀ ÊÎÍÒÐÎËÈÐÓÅÌÛÕ ÎÁÚÅÊÒÎÂ È ÏÀÐÀÌÅÒÐÛ, ÏÎÄËÅÆÀÙÈÅ ÈÇÌÅÐÈÒÅËÜÍÎÌÓ ÊÎÍÒÐÎËÞ
2.ÎÁÇÎÐ ÌÅÒÎÄÎÂ È ÑÐÅÄÑÒÂ ÊÎÍÒÐÎËß ÏËÎÑÊÎÑÒÍÎÑÒÈ
2.1 Îïðåäåëåíèå îòêëîíåíèé îò ïëîñêîñòíîñòè ñ ïîìîùüþ ïëèò
2.2 Îïðåäåëåíèå îòêëîíåíèé îò ïëîñêîñòíîñòè ñ ïîìîùüþ ïîâåðî÷íûõ ëèíååê
2.3 Îïðåäåëåíèå îòêëîíåíèé îò ïëîñêîñòíîñòè ñ ïîìîùüþ óðîâíåé
2.4 Èçìåðåíèå îòêëîíåíèé îò ïëîñêîñòíîñòè ïî ïîëîæåíèþ îòäåëüíûõ òî÷åê
2.4.1 Ìåõàíè÷åñêèé ïëîñêîìåð
2.4.2 Îïòèêî-ìåõàíè÷åñêèé ïëîñêîìåð
2.5 Ãèäðàâëè÷åñêèå ìåòîäû èçìåðåíèÿ ïëîñêîñòíîñòè
2.5.1 Ìåòîä ñâîáîäíî íàëèòîé æèäêîñòè
2.5.2 Ìåòîä ñîîáùàþùèõñÿ ñîñóäîâ
2.6 Èçìåðåíèå îòêëîíåíèé îò ïëîñêîñòíîñòè ñ ïîìîùüþ îïòèêî-ìåõàíè÷åñêèõ ïðèáîðîâ
2.6.1 Èçìåðåíèå îòêëîíåíèé îò ïëîñêîñòíîñòè êîëëèìàöèîííûì è àâòîêîëëèìàöèîííûì ìåòîäàìè
2.6.2 Èçìåðåíèå îòêëîíåíèé îò ïëîñêîñòíîñòè ìåòîäîì âèçèðîâàíèÿ
2.7 Âûáîð ìåòîäà êîíòðîëÿ ïëîñêîñòíîñòè
3.ÐÀÇÐÀÁÎÒÊÀ ÔÓÍÊÖÈÎÍÀËÜÍÎÉ ÑÕÅÌÛ ÓÑÒÀÍÎÂÊÈ
4.ÐÀÑ×ÅÒ ÎÏÒÈ×ÅÑÊÎÉ ÑÕÅÌÛ
4.1 Ðàñ÷åò îáúåêòèâà
4.2 Ðàñ÷åò ñâåòîäåëèòåëüíîé ïðèçìû
4.3 Ðàñ÷åò ïåíòàïðèçìû
4.4 Ðàñ÷åò îêóëÿðà
5.ÝÍÅÐÃÅÒÈ×ÅÑÊÈÉ ÐÀÑ×ÅÒ
5.1 Ðàñ÷åò êîýôôèöèåíòà èñïîëüçîâàíèÿ ëàçåðà
5.2 Ðàñ÷åò êîýôôèöèåíòà ñâåòîïðîïóñêàíèÿ
5.3 Ðàñ÷åò ïîëíîãî ñèãíàëà ïðèåìíèêà
5.4 Ðàñ÷åò êðóòèçíû ñèãíàëüíîé õàðàêòåðèñòèêè
5.5 Ðàñ÷åò óðîâíÿ ñèãíàëà ñîîòâåòñòâóþùèé äîïîëíèòåëüíîé ïîãðåøíîñòè
5.6 Ñîîòíîøåíèå ñèãíàë øóì
6. ÀÍÀËÈÇ ÏÎÃÐÅØÍÎÑÒÅÉ ÓÑÒÐÎÉÑÒÂÀ
6.1 Ìåòîäè÷åñêèå ïîãðåøíîñòè
6.1.1 Îñëàáëåíèå èçëó÷åíèÿ ëàçåðíîãî äèîäà â âîçäóøíîì òðàêòå è åãî âëèÿíèå íà òî÷íîñòü ðàáîòû èçìåðèòåëüíîé ñèñòåìû
6.1.2 Ðåôðàêöèÿ ëàçåðíîãî ëó÷à
6.1.3 Ïîãðåøíîñòè öåíòðèðîâàíèÿ îò ôëóêòóàöèè ïîêàçàòåëÿ ïðåëîìëåíèÿ âîçäóøíîãî òðàêòà
6.2 Èíñòðóìåíòàëüíûå ïîãðåøíîñòè
7. ÎÏÈÑÀÍÈÅ ÊÎÍÑÒÐÓÊÖÈÈ
8.ÎÏÈÑÀÍÈÅ ÝËÅÊÒÐÈ×ÅÑÊÎÉ ÑÕÅÌÛ
9.ÌÅÒÎÄÈÊÀ ÞÑÒÈÐÎÂÊÈ ÓÑÒÐÎÉÑÒÂÀ ÄËß ÈÇÌÅÐÅÍÈß ÎÒÊËÎÍÅÍÈÉ ÎÒ ÏËÎÑÊÎÑÒÍÎÑÒÈ
9.1 Ðåãóëèðîâêà ôîêóñíîãî ðàññòîÿíèÿ
9.2 Óñòàíîâêà äèàôðàãìû â ôîêàëüíîé ïëîñêîñòè îáúåêòèâà
9.3 Êîíòðîëü íàïðàâëÿþùèõ
9.4 Þñòèðîâêà ñâåòîäåëèòåëüíîãî êóáèêà
10.ÝÊÎÍÎÌÈ×ÅÑÊÀß ×ÀÑÒÜ
10.1 Îïðåäåëåíèå ñîñòàâà ðàñ÷åòà
10.2 Ðàñ÷åò ñìåòû çàòðàò íà ðàçðàáîòêó
10.3 Îïðåäåëåíèå êîíêóðåíòíîé öåíû îáúåêòà
10.4Ðàñ÷åò ñåáåñòîèìîñòè èçäåëèÿ
10.5 Îïðåäåëåíèå ýêîíîìè÷åñêèõ ðåçóëüòàòîâ
11.ÁÅÇÎÏÀÑÍÎÑÒÜ ÆÈÇÍÈÄÅßÒÅËÜÍÎÑÒÈ È ÎÕÐÀÍÀ ÒÐÓÄÀ
11.1 Óñëîâèÿ ýêñïëóàòàöèè óñòðîéñòâà
11.2 Àíàëèç è âûÿâëåíèå ïîòåíöèàëüíî îïàñíûõ è âðåäíûõ ôàêòîðîâ íà íà÷àëüíîé ñòàäèè ïðîåêòèðîâàíèÿ êîíñòðóêöèè óñòðîéñòâà äëÿ êîíòðîëÿ ïëîñêîñòíîñòè
11.3 Ðàñ÷åò ëàçåðîîïàñíîé çîíû
11.4 Îïèñàíèå ìåðîïðèÿòèé, îáåñïå÷èâàþùèõ áåçîïàñíîñòü ïëàíèðóåìûõ èññëåäîâàíèé
11.5 Ïîæàðíàÿ áåçîïàñíîñòü
ÑÏÈÑÎÊ ËÈÒÅÐÀÒÓÐÛ
1.ÒÅÕÍÈ×ÅÑÊÀß ÕÀÐÀÊÒÅÐÈÑÒÈÊÀ ÊÎÍÒÐÎËÈÐÓÅÌÛÕ ÎÁÚÅÊÒÎÂ È ÏÀÐÀÌÅÒÐÛ, ÏÎÄËÅÆÀÙÈÅ ÈÇÌÅÐÈÒÅËÜÍÎÌÓ ÊÎÍÒÐÎËÞ
 êà÷åñòâå êîíòðîëèðóåìûõ îáúåêòîâ â çàäàíèè ïî äèïëîìíîìó ïðîåêòèðîâàíèþ ïðåäëîæåíû êîðïóñíûå äåòàëè, ñòàíêè, ìàøèíû, ïðèáîðû, óñòðîéñòâà è îòäåëüíûå ýëåìåíòû. Ïðè ýòîì ãàáàðèòû êîíòðîëèðóåìûõ äåòàëåé íå ïðåâûøàþò 12õ12ì, òî åñòü ïåðå÷èñëåííûå èçäåëèÿ îòíîñÿòñÿ ê ãðóïïå ñðåäíåãàáàðèòíûõ. Îñíîâíîé ôóíêöèîíàëüíîé õàðàêòåðèñòèêîé äàííûõ ÿâëÿåòñÿ ïëîñêîñòíîñòü.
Èçìåðÿåìûå äàííûå:
-äèàïàçîí èçìåðÿåìûõ îòêëîíåíèé ± 1.5 ìì;
-äèàïàçîí èçìåðÿåìûõ îòêëîíåíèé 0.02 ìì;
-ãàáàðèòû êîíòðîëèðóåìûõ äåòàëåé 12õ12ì.
 ñîîòâåòñòâèè ñ ÃÎÑÒ-24642-81(ÑÒ ÑÝ 301-76) ïîä ïîíÿòèåì îòêëîíåíèÿ îò ïëîñêîñòíîñòíîñòè ïîíèìàþò íàèáîëüøåå ðàññòîÿíèå ∆ îò òî÷åê ðåàëüíîé ïîâåðõíîñòè äî ïðèëåãàþùåé ïëîñêîñòè â ïðåäåëàõ íîðìèðóåìîãî ó÷àñòêà (ðèñ.1).
ðèñ.1
∆ - îòêëîíåíèå ôîðìû, îòêëîíåíèå ðàñïîëîæåíèÿ èëè ñóììàðíîå îòêëîíåíèå ôîðìû è ðàñïîëîæåíèÿ.
L-äëèíà íîðìèðóåìîãî ó÷àñòêà.
Ò – äîïóñê ôîðìû, äîïóñê ðàñïîëîæåíèÿ èëè ñóììàðíûé äîïóñê ôîðìû è ðàñïîëîæåíèÿ.
Îïðåäåëèì íåêîòîðûå òåðìèíû.
Óñòàíîâëåííûå òåðìèíû è îïðåäåëåíèÿ ðåêîìåíäóåòñÿ ïðèìåíÿòü äëÿ ñáîðî÷íûõ åäèíèö ìàøèí è ïðèáîðîâ â ìàøèíîñòðîåíèè è äðóãèõ îòðàñëÿõ ïðîìûøëåííîñòè.
Ðåàëüíîé ïîâåðõíîñòüþ íàçûâàþò ïîâåðõíîñòü, îãðàíè÷èâàþùóþ äåòàëü è îòäåëÿþùóþ åå îò îêðóæàþùåé ñðåäû.
Ïðèëåãàþùåé ïëîñêîñòüþ íàçûâàþò ïëîñêîñòü, êîòîðàÿ ñîïðèêàñàÿñü ñ ðåàëüíîé ïîâåðõíîñòüþ è ðàñïîëîæåííàÿ âíå ìàòåðèàëà äåòàëè òàê, ÷òîáû îòêëîíåíèå îò íåå íàèáîëåå óäàëåííîé òî÷êè ðåàëüíîé ïîâåðõíîñòè â ïðåäåëàõ íîðìèðóåìîãî ó÷àñòêà èìåëî ìèíèìàëüíîå çíà÷åíèå.
Ðåàëüíîé ïîâåðõíîñòüþ íàçûâàþò ïîâåðõíîñòü, îãðàíè÷èâàþùóþ äåòàëü è îòäåëÿþùóþ åå îò îêðóæàþùåé ñðåäû.
Ïîä äîïóñêîì ïëîñêîñòíîñòè íàçûâàåòñÿ íàèáîëüøåå äîïóñêàåìîå çíà÷åíèå îòêëîíåíèé îò ïëîñêîñòíîñòè.
Ïîä ïîëåì äîïóñêà ïëîñêîñòíîñòè íàçûâàþò îáëàñòü â ïðîñòðàíñòâå, îãðàíè÷åííîé äâóìÿ ïàðàëëåëüíûìè ïëîñêîñòÿìè, îòíîñÿùèìè äðóã îò äðóãà íà ðàññòîÿíèè ðàâíîì äîïóñêó ïëîñêîñòíîñòè Ò (ðèñ.2).
ðèñ.2
Íîðìèðóåìûì ó÷àñòêîì íàçûâàåòñÿ ó÷àñòîê ïîâåðõíîñòè, ê êîòîðîìó îòíîñèòñÿ äîïóñê èëè îòêëîíåíèå ôîðìû èëè ðàñïîëîæåíèå ýëåìåíòîâ.
Íîðìèðóåìûé ó÷àñòîê äîëæåí áûòü çàäàí ðàçìåðàìè, îïðåäåëÿþùèìè åãî ïëîùàäü, äëèíó èëè óãîë ñåêòîðà, à â íåîáõîäèìûõ ñëó÷àÿõ è ðàñïîëîæåíèå ó÷àñòêà íà ýëåìåíòå.
Äëÿ êðèâîëèíåéíûõ ïîâåðõíîñòåé èëè ïðîôèëåé íîðìèðóåìûé ó÷àñòîê ìîæåò çàäàâàòüñÿ ðàçìåðàìè ïðîåêöèè ïîâåðõíîñòè èëè ïðîôèëÿ.
Åñëè ðàñïîëîæåíèå íîðìèðóåìîãî ó÷àñòêà íå çàäàíî, òî ìîæåò çàíèìàòü ëþáîå ðàñïîëîæåíèå â ïðåäåëàõ âñåãî ýëåìåíòà.
Ïðè èçìåðåíèè îòêëîíåíèé ôîðìû äîïóñêàåòñÿ èõ êîëè÷åñòâåííàÿ îöåíêà îòíîñèòåëüíî ñðåäíåãî ýëåìåíòà.
1. Ñðåäíèé ýëåìåíò-ïîâåðõíîñòü (ïðîôèëü), èìåþùàÿ ôîðìó íîìèíàëüíîé ïîâåðõíîñòè è ðàñïîëîæåííàÿ ôîðìó íîìèíàëüíîé ïîâåðõíîñòè è ðàñïîëîæåííàÿ ïî îòíîøåíèþ ê ðåàëüíîé ïîâåðõíîñòè òàê, ÷òîáû ñðåäíåå êâàäðàòè÷åñêîå îòêëîíåíèå òî÷åê ðåàëüíîé ïîâåðõíîñòè îò ñðåäíåé ïîâåðõíîñòè (ïðîôèëÿ) â ïðåäåëàõ íîðìèðóåìîãî ó÷àñòêà èìåëî ìèíèìàëüíîå çíà÷åíèå.
2. Ïðè îòñ÷åòå îò ñðåäíåãî ýëåìåíòà îòêëîíåíèå ôîðìû ðàâíî ñóììå àáñîëþòíûõ çíà÷åíèé íàèáîëüøèõ îòêëîíåíèé òî÷åê ðåàëüíîé ïîâåðõíîñòè (ïðîôèëÿ) ïî îáå ñòîðîíû îò ñðåäíåãî ýëåìåíòà (ðèñ.3).
ðèñ.3.
Ïðîôèëü-ýòî ëèíèÿ ïåðåñå÷åíèÿ ïîâåðõíîñòè ñ ïëîñêîñòüþ èëè çàäàííîé ïîâåðõíîñòüþ.
Íîìèíàëüíîé ïîâåðõíîñòüþ íàçûâàåòñÿ èäåàëüíàÿ ïîâåðõíîñòü, íîìèíàëüíàÿ ôîðìà êîòîðîé çàäàíà ÷åðòåæîì èëè äðóãîé òåõíè÷åñêîé äîêóìåíòàöèåé.
Ñðåäíèé ïðîôèëü-ýòî ïðîôèëü ñðåäíåé ïîâåðõíîñòè.
Íîìèíàëüíûé ïðîôèëü- ýòî ïðîôèëü íîìèíàëüíîé ïîâåðõíîñòè.
Ðåàëüíûé ïðîôèëü- ýòî ïðîôèëü ðåàëüíîé ïîâåðõíîñòè.
Äëÿ ïëîñêîñòíîñòè âûäåëÿþòñÿ ÷àñòíûå âèäû îòêëîíåíèÿ – âûïóêëîñòü è âîãíóòîñòü.
Âûïóêëîñòü – îòêëîíåíèå îò ïëîñêîñòíîñòè, ïðè êîòîðîì óäàëåíèå òî÷åê ðåàëüíîé ïîâåðõíîñòè îò ïðèëåãàþùåé ïëîñêîñòè óìåíüøàåòñÿ îò êðàåâ ê ñåðåäèíå (ðèñ.4).
ðèñ.4.
Âîãíóòîñòü - îòêëîíåíèå îò ïëîñêîñòíîñòè, ïðè êîòîðîì óäàëåíèå òî÷åê ðåàëüíîé ïîâåðõíîñòè îò ïðèëåãàþùåé ïëîñêîñòè óâåëè÷èâàåòñÿ îò êðàåâ ê ñåðåäèíå (ðèñ.5).
ðèñ.5.
Ïðèìåðû îáîçíà÷åíèÿ íà ÷åðòåæå óñëîâíûìè çíàêàìè òðåáîâàíèé ê äîïóñêàåìûì îòêëîíåíèÿì ïëîñêîñòíîñòè ñîãëàñíî ÃÎÑÒó 2.308-79 (ÃÎÑÒ ÑÝ 368-76) ïðèâåäåíû â òàáëèöå 1.
Ïðèìåðû îáîçíà÷åíèÿ íà ÷åðòåæå óñëîâíûìè çíàêàìè òðåáîâàíèé ê äîïóñêàåìûì îòêëîíåíèÿì ïëîñêîñòíîñòè.
Òàáëèöà ¹ 1
Âèä äîïóñêà | Óêàçàíèå äîïóñêîâ ôîðìû è ðàñïîëîæåíèÿ óñëîâíûì îáîçíà÷åíèåì | Ïîÿñíåíèÿ | ||
Äîïóñê ïëîñêîñòíîñòè | Äîïóñê ïëîñêîñòíîñòè ïîâåðõíîñòè 0.01 ìì | |||
Äîïóñê ïëîñêîñòíîñòè ïîâåðõíîñòè 0.01 ìì, äîïóñê â âèäå âûïóêëîñòè íå áîëåå 0.004 ìì | ||||
Äîïóñê ïëîñêîñòíîñòè ïîâåðõíîñòè 0.01 ìì, äîïóñê íà âîãíóòîñòü íå äîïóñêàåòñÿ. | ||||
îïóñê ïëîñêîñòíîñòè | Äîïóñê êàæäîé ïîâåðõíîñòè 0.01 ìì | |||
Äîïóñê ïëîñêîñòíîñòè ïîâåðõíîñòè 0.1 ìì íà ïëîùàäè 100õ100 ìì | ||||
Äîïóñê ïëîñêîñòíîñòè ïîâåðõíîñòåé îòíîñèòåëüíî îáùåé ïðèëåãàþùåé ïëîñêîñòè 0.01 ìì. | ||||
Äëÿ íîðìèðîâàíèÿ ÷èñëîâûõ çíà÷åíèé â ÃÎÑÒ 24643-81 óñòàíîâëåíû 16 ñòåïåíåé òî÷íîñòè â çàâèñèìîñòè îò íîìèíàëüíîé äëèíû íîðìèðóåìîãî ó÷àñòêà, çà êîòîðûì â îáùåì ñëó÷àå ïðèíèìàåòñÿ äëèíà áîëüøåé ñòîðîíû ïîâåðõíîñòè.
Íàèáîëåå òî÷íûå ñòåïåíè I–II ðåêîìåíäóåòñÿ äëÿ âûñîêîòî÷íûõ èçìåðèòåëüíûõ ïîâåðõíîñòåé, íàïðàâëÿþùèõ âûñîêîòî÷íûõ ñòàíêîâ. Òàêèå ïîâåðõíîñòè ïîëó÷àþò äîâîäêîé, òîíêèì øàáðåíèåì.
Ñòåïåíè III – IV óñòàíàâëèâàþòñÿ òàêæå ê èçìåðèòåëüíûì ïîâåðõíîñòÿì ñðåäñòâ èçìåðåíèÿ, íî ìåíüøåé òî÷íîñòè, ÷åì áûëî óêàçàíî ðàíåå (ïîâåðî÷íûå ëèíåéêè, ïëèòû è ò.ä.), áàçîâûå ïîâåðõíîñòè íåêîòîðûõ ïðèáîðîâ, ïðèñïîñîáëåíèé (óðîâíè àìïóëüíûå, îïîðû êîíòðîëüíûõ ïðèñïîñîáëåíèé è ò.ï.). Òàêèå ïîâåðõíîñòè ïîëó÷àþò äîâîäêîé, òî÷íûì øëèôîâàíèåì è òîíêèì øàáðåíèåì.
Ñòåïåíè V – VI óñòàíàâëèâàþòñÿ äëÿ íàïðàâëÿþùèõ ñòàíêîâ íîðìàëüíîé òî÷íîñòè è îáðàáàòûâàþòñÿ øëèôîâàíèåì, øàáðåíèåì è òîíêèì òî÷åíèåì.
Ñòåïåíè VII –VIII óñòàíàâëèâàþò äëÿ âñåâîçìîæíûõ íàïðàâëÿþùèõ, îïîðíûõ ïîâåðõíîñòåé, ïîâåðõíîñòåé ïîäøèïíèêîâ, ôóíäàìåíòàëüíûõ ðàì, ôëàíöåâ è ò. ä. Òàêèå ïîâåðõíîñòè ïîëó÷àþòñÿ ãðóáûì øëèôîâàíèåì, ôðåçåðîâàíèåì, òî÷åíèåì.
Ñòåïåíè IX-X çàäàþòñÿ íà ñòûêîâî÷íûå ïîâåðõíîñòè, êðîíøòåéíû âñïîìîãàòåëüíûõ ìåõàíèçìîâ è ò.ï. Îíè ïîëó÷àþòñÿ ôðåçåðîâàíèåì, ñòðîãàíèåì, òî÷åíèåì.
Ñòåïåíè XI – XII èñïîëüçóþò äëÿ íåîòâåòñòâåííûõ ðàáî÷èõ ïîâåðõíîñòåé, ïîëó÷àåìûõ ðàçëè÷íûìè ñïîñîáàìè ìåõàíè÷åñêîé îáðàáîòêè.
2.ÎÁÇÎÐ ÌÅÒÎÄÎÂ È ÑÐÅÄÑÒÂ ÊÎÍÒÐÎËß ÏËÎÑÊÎÑÒÍÎÑÒÈ
Âñå ìíîãîîáðàçèå ñóùåñòâóþùèõ è îïèñàííûõ â íàó÷íî-òåõíè÷åñêîé ëèòåðàòóðå ìåòîäîâ è ñðåäñòâ êîíòðîëÿ ïëîñêîñòíîñòè, êîòîðûå ìîæíî èñïîëüçîâàòü äëÿ èçìåðåíèé ñðåäíåãàáàðèòíûõ èçäåëèé, öåëåñîîáðàçíî ðàçäåëèòü ïî ôèçè÷åñêîìó ïðèíöèïó çàäàíèÿ èçìåðèòåëüíîé áàçû íà îïòè÷åñêèå è íå îïòè÷åñêèå.  îïòè÷åñêèõ ñðåäñòâàõ èçìåðèòåëüíàÿ áàçà, îòíîñèòåëüíî êîòîðîé èçìåðÿåòñÿ ðåàëüíîå ïîëîæåíèå ïðîôèëÿ, çàäàåòñÿ âèçèðíîé îñüþ èëè ýíåðãåòè÷åñêîé îñüþ ñâåòîâîãî ëó÷à. Âî âñåõ íå îïòè÷åñêèõ, íå ñìîòðÿ íà ðàçíîîáðàçèå ïðèíöèïîâ äåéñòâèÿ (ìåõàíè÷åñêèé, ãèäðàâëè÷åñêèé è äð.), èçìåðèòåëüíàÿ áàçà çàäàåòñÿ ýëåìåíòàìè êîíñòðóêöèè ïðèáîðà.
Äëÿ êîíòðîëÿ ïëîñêîñòíîñòè ÷àùå âñåãî èñïîëüçóþòñÿ ïðèáîðû ñ ìåõàíè÷åñêèì îïòè÷åñêèì è ãèäðîñòàòè÷åñêèì ïðèíöèïîì ïðåîáðàçîâàíèÿ èçìåðÿåìîé âåëè÷èíû.
 ìåõàíè÷åñêèõ ïðèáîðàõ ïðåîáðàçîâàòåëüíûé ìåõàíèçì ïîñòðîåí íà ìåõàíè÷åñêîì ïðèíöèïå äåéñòâèÿ, ò.å. ïðåîáðàçîâàíèå ìàëûõ ïåðåìåùåíèé èçìåðÿåìûõ âåëè÷èí â áîëüøèå ïåðåìåùåíèÿ íà îòñ÷åòíîì èëè ðåãèñòðèðóþùåì óñòðîéñòâå ïðîèçâîäèòñÿ ñ ïîìîùüþ ìåõàíè÷åñêèõ ïåðåäà÷.
Ãèäðîñòàòè÷åñêèå ïðèáîðû îñíîâàíû íà ãèäðàâëè÷åñêèõ ìåòîäàõ èçìåðåíèÿ. Ïðèíöèï èçìåðåíèÿ çàêëþ÷àåòñÿ â ñðàâíåíèè ïëîñêîñòè, îáðàçîâàííîé ïîâåðõíîñòüþ æèäêîñòè, êîòîðàÿ âñåãäà ðàñïîëàãàåòñÿ â ãîðèçîíòàëüíîì ïîëîæåíèè, ñ ïðîâåðÿåìîé ïîâåðõíîñòüþ.
Îïòè÷åñêèå èçìåðèòåëüíûå ïðèáîðû ïðåäñòàâëÿþò ñîáîé ñðåäñòâà èçìåðåíèÿ, â êîòîðûõ ïðè ðåøåíèè èçìåðèòåëüíîé çàäà÷è ãëàâíóþ ôóíêöèþ âûïîëíÿþò êîìïëåêñû îïòè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ: îáúåêòèâû, îêóëÿðû, ïðèçìû, çåðêàëà è ïåðåäâèãàþùèå èõ ðû÷àãè, íàïðàâëÿþùèå è ò. ï. Âñå îïòè÷åñêèå ýëåìåíòû ñîåäèíÿþòñÿ íàïðàâëÿåìûìè ïîòîêàìè ëó÷åé, íåñóùèìè â ñåáå èçìåðèòåëüíóþ ôóíêöèþ îá èçìåðÿåìîé äåòàëè. Îïòè÷åñêèå ïðèáîðû ìîæíî ðàçäåëèòü íà îïòèêî-ìåõàíè÷åñêèå è îïòèêî-ýëåêòðîííûå ïðèáîðû.
Ðàññìîòðèì íåñêîëüêî ìåòîäîâ êîíòðîëÿ ïëîñêîñòíîñòè, îñóùåñòâëÿåìûõ ñ ïîìîùüþ ðàçëè÷íûõ ïðèáîðîâ.
2.1 Îïðåäåëåíèå îòêëîíåíèé îò ïëîñêîñòíîñòè ñ ïîìîùüþ ïëèò
Ïðèíöèï èçìåðåíèÿ ñ ïîìîùüþ ïëèò çàêëþ÷àåòñÿ â òîì, ÷òî ïëîñêóþ ïîâåðõíîñòü ïëèòû ïðèíèìàþò çà ïðèëåãàþùóþ ïîâåðõíîñòü è îïðåäåëÿþò îòêëîíåíèÿ ðåàëüíîé ïîâåðõíîñòè îò ïîâåðõíîñòè ïëèòû.
Ðàçìåðû ïëèò (ðèñ.6) áûâàþò îò 250 Õ 250 äî 4000 Õ 1600 ìì (7 òèïîâ ðàçìåðîâ).
ðèñ.6
Ìàòåðèàëîì ïëèò îáû÷íî ÿâëÿåòñÿ ñåðûé ÷óãóí.
 ïîñëåäíèå ãîäû øèðîêîå ðàñïðîñòðàíåíèå ïîëó÷èëè ïëèòû, èçãîòîâëåííûå èç òâåðäûõ êàìåííûõ ïîðîä. Äîñòîèíñòâîì ýòèõ ïëèò ÿâëÿåòñÿ òî, ÷òî â íèõ îòñóòñòâóåò âíóòðåííåå íàïðÿæåíèå (êàìåíü íåîáõîäèìî äîáûâàòü áåç âçðûâà). Òâåðäîñòü êàìåííûõ ïëèò çíà÷èòåëüíî áîëüøå, ÷åì òâåðäîñòü ñòàëè, ÷òî ñïîñîáñòâóåò ïîâûøåííîé ñòîéêîñòè òàêèõ ïëèò ê èçíîñó. Êàìåííûå ïëèòû ìåíüøå ïîäâåðæåíû äåôîðìàöèè èç-çà èçìåðåíèÿ òåìïåðàòóðû îêðóæàþùåé ñðåäû, òàê êàê êîýôôèöèåíò òåïëîâîãî ðàñøèðåíèÿ íèæå, ÷åì ó ÷óãóíà. Êàìåííûå ïëèòû èìåþò êîýôôèöèåíò äåìïôèðîâàíèÿ â 15-20 ðàç âûøå, ÷åì ÷óãóííûå ïëèòû, à ýòî çíà÷èò, ÷òî îíè ìåíåå ÷óâñòâèòåëüíû ê âîçìîæíûì âèáðàöèÿì.
Òî÷íîñòü ïëèò îáû÷íî íîðìèðóåòñÿ ëèáî ïî ÷èñëó ïÿòåí êðàñêè â êâàäðàòå ñ ðàçìåðîì 25Õ25 ìì, ëèáî ÷åðåç îòêëîíåíèÿ îò ïðÿìîëèíåéíîñòè â ðàçíûõ íàïðàâëåíèÿõ.
Ïðèìåíåíèå ïëèò â áîëüøèíñòâå ñëó÷àåâ ñâÿçàíî ñ îïðåäåëåíèåì ïëîñêîñòíîñòè ñ ïîìîùüþ êðàñêè. Ïëèòó ïîêðûâàþò òîíêèì ñëîåì êðàñêè (òîëùèíà ñëîÿ çàâèñèò îò äîïóñêà íà ïëîñêîñòü) è êëàäóò íà ïîâåðõíîñòü ïðîâåðÿåìîé äåòàëè. Ïîñëå ïåðåìåùåíèÿ ïëèòû ïî ïîâåðõíîñòè äåòàëè (èëè íàîáîðîò) îïðåäåëÿþò ÷èñëî ïÿòåí, ïðèõîäÿùèõñÿ íà îäèí êâàäðàò 25Õ25 ìì.
Ïîãðåøíîñòü ïðîâåðêè ïðèìåðíî 3-5 ìêì.
2.2 Îïðåäåëåíèå îòêëîíåíèé îò ïëîñêîñòíîñòè ñ ïîìîùüþ ïîâåðî÷íûõ ëèíååê
Ïðîâåðêà ïëîñêîñòíîñòè ïðîèçâîäèòñÿ ïîâåðî÷íûìè ëèíåéêàìè òèïîâ: ØÏ - ñ øèðîêîé ðàáî÷åé ïîâåðõíîñòüþ ïðÿìîóãîëüíîãî ñå÷åíèÿ; ØÄ – ñ øèðîêîé ðàáî÷åé ïîâåðõíîñòüþ äâóòàâðîâîãî ñå÷åíèÿ; ØÌ - ñ øèðîêîé ðàáî÷åé ïîâåðõíîñòüþ, ìîñòèêè; è ÓÒ - óãëîâûå òðåõãðàííûå (ðèñ.7).
Ëèíåéêè ñ øèðîêîé ðàáî÷åé ïîâåðõíîñòüþ âûïóñêàþò òðåõ êëàññîâ òî÷íîñòè: 0,1,2.Ëèíåéêè êëàññà 0 ïðèìåíÿþò äëÿ ïðîâåðêè ïîâåðõíîñòè 4-é ñòåïåíè òî÷íîñòè, êëàññà 1- äëÿ 6-é è 7-é ñòåïåíè òî÷íîñòè è êëàññà 2- äëÿ ïðîâåðêè ïîâåðõíîñòè 7-é è 8-é ñòåïåíè òî÷íîñòè. Ðàçìåðû lxb ëèíååê ðàçëè÷íûõ òèïîâ èìåþò ñëåäóþùèå çíà÷åíèÿ: äëÿ ëèíååê òèïà ØÏ-205õ5…630õ10 ìì; äëÿ ëèíååê òèïà ØÄ-630õ4…4000õ30 ìì; äëÿ ëèíååê òèïà ØÌ- 400õ50…3000õ110 ìì. Ëèíåéêè ñ øèðîêîé ðàáî÷åé ïîâåðõíîñòüþ ïðèìåíÿþò äëÿ ïðîâåðêè ïëîñêîñòíîñòè óçêèõ ïîâåðõíîñòåé ìåòîäîì «íà êðàñêó» è ìåòîäîì ëèíåéíûõ îòêëîíåíèé.
Óãëîâûå ëèíåéêè òèïà ÓÒ èçãîòàâëèâàþò äëèíîé 400, 630 è1000 ìì ñ äâóìÿ øàáðåííûìè ðàáî÷èìè ïîâåðõíîñòÿìè, îáðàçóþùèìè óãîë α, ðàâíûé 45, 55 è 60˚. Ïî îòêëîíåíèÿì ãðàíåé îò ïëîñêîñòíîñòè ýòè óãëû äåëÿò íà êëàññû òî÷íîñòè 0,1, è 2. Óãëîâûå ëèíåéêè èñïîëüçóþò äëÿ îäíîâðåìåííîãî êîíòðîëÿ ïëîñêîñòíîñòè ïåðåñåêàþùèõñÿ ïîâåðõíîñòÿìè 7-é è 8-é ñòåïåíè òî÷íîñòè ìåòîäîì «íà êðàñêó».
Ó ïîâåðî÷íûõ ëèíååê ñ øèðîêîé ïîâåðõíîñòüþ îòêëîíåíèå îò ïëîñêîñòíîñòè íàõîäèòñÿ â ïðåäåëàõ îò 2.5 äî 100 ìêì.
ðèñ.7
2.3 Îïðåäåëåíèå îòêëîíåíèé îò ïëîñêîñòíîñòè ñ ïîìîùüþ óðîâíåé
Èçìåðåíèå îòêëîíåíèé îò ïëîñêîñòíîñòè áðóñêîâûìè óðîâíÿìè âûïîëíÿþò øàãîâûì ìåòîäîì (ðèñ.8). Ñóùíîñòü øàãîâîãî ìåòîäà çàêëþ÷àåòñÿ â ïîñëåäîâàòåëüíîì èçìåðåíèè ñìåùåíèÿ îòäåëüíûõ òî÷åê ïðîâåðÿåìîé ïîâåðõíîñòè îòíîñèòåëüíî ïðåäûäóùåé òî÷êè.
Ïðè øàãîâîì ìåòîäå êîíòðîëÿ âûáîð áàçû çàâèñèò îò êîíñòðóêöèè ïðèáîðà. Ïðè èñïîëüçîâàíèè øàãîâîãî ìîñòèêà ñ óðîâíåì çà áàçó ïðèíèìàþò ãîðèçîíòàëüíóþ ïëîñêîñòü, ïðîõîäÿùóþ ÷åðåç íà÷àëî êîîðäèíàò. Îñè X è Y ëåæàò â ýòîé ïëîñêîñòè, à Zïåðïåíäèêóëÿðíà ê íåé.
ðèñ.8
Ïðîâåðÿåìóþ ïîâåðõíîñòü èçäåëèÿ óñòàíàâëèâàþò ãðóáî â ãîðèçîíòàëüíîì ïîëîæåíèè. Íà ïîâåðõíîñòè â çàäàííîì íàïðàâëåíèè íàíîñÿò îòìåòêè 0, 1, 2, ….23 ñ èíòåðâàëîì l=0.1 ïðîâåðÿåìîé äëèíû. Óðîâåíü óñòàíàâëèâàþò íà ïîäñòàâêå ñ îïîðàìè, ðàññòîÿíèå ìåæäó êîòîðûìè ðàâíî âûáðàííîìó èíòåðâàëó l.Ñõåìà ïåðåìåùåíèÿ óðîâíÿ ïîêàçàíà íà ðèñ.9.
ðèñ.9
Ñíà÷àëà èçìåðåíèÿ ïðîâîäÿò ïî çàìêíóòîìó êîíòóðó â òî÷êàõ 0, 1, 2, 3,…15, 0. Çàòåì ïðîâåðÿþò òî÷êè 15, 16, 17, …19, 6 è 14, 20, 21,…23, 7..Ïîäñòàâêó ïåðåìåùàþò ïîñëåäîâàòåëüíî íà âñå ó÷àñòêè ïîâåðõíîñòè. Ïîêàçàíèÿ îòñ÷èòûâàþò ïî îáîèì êîíöàì ïóçûðüêà ïðè äâóõ ïîëîæåíèÿõ óðîâíÿ, îòëè÷àþùèõñÿ íà 180˚. Ðåçóëüòèðóþùåå ïîêàçàíèå îïðåäåëÿþò ïî ÷åòûðåì îòñ÷åòàì. Ïðè îáðàáîòêå ðåçóëüòàòîâ èçìåðåíèé ó÷èòûâàþò íàêëîí ïîâåðõíîñòè êàê â ïðîäîëüíîì òàê è â ïîïåðå÷íîì íàïðàâëåíèÿõ.
Zi=
Pi- òåêóùèå ïîêàçàíèÿ èçìåðèòåëüíîãî ïðèáîðà ïðè øàãîâîì èçìåðåíèè;
i-ëþáàÿ èç òî÷åê (íà êîòîðûå îïèðàþòñÿ íîæêè øàãîâîãî ìîñòèêà).
Ïîñëå íàõîæäåíèÿ âñåõ òî÷åê ñåòêè êîíòðîëèðóåìîé ïîâåðõíîñòè çàíîñÿò â òàáëèöó è ïðèñòóïàþò ê ïîñòðîåíèþ ãðàôèêîâ â òðåõ êîîðäèíàòàõ, à çàòåì ê ïîñòðîåíèþ ïðèëåãàþùåé ïëîñêîñòè.
2.4Èçìåðåíèå îòêëîíåíèé îò ïëîñêîñòíîñòè ïî ïîëîæåíèþ îòäåëüíûõ òî÷åê
Ïðèíöèï èçìåðåíèÿ çàêëþ÷àåòñÿ â òîì, ÷òî íà ïîâåðõíîñòè èçìåðÿåìîé äåòàëè âûáèðàþò òðè òî÷êè (ïî âîçìîæíîñòè ðàâíîìåðíî ðàñïîëîæåííûå è ðàçíåñåííûå íà ïîâåðõíîñòè) è ïðèíèìàþò çà èñõîäíûå (áàçó) äëÿ îòñ÷åòà ïîëîæåíèÿ îñòàëüíûõ òî÷åê ïîâåðõíîñòè. Ïðè ýòîì ÷àùå âñåãî ïðèíèìàþò, ÷òî ïëîñêîñòü, ïðîâåäåííàÿ ÷åðåç ýòè òðè òî÷êè, ïðèáëèçèòåëüíî ïàðàëëåëüíà ïðèëåãàþùåé ïëîñêîñòè.
2.4.1Ìåõàíè÷åñêèé ïëîñêîìåð
Ìåõàíè÷åñêèé ïëîñêîìåð (ðèñ.10) óñòàíàâëèâàþò âåðòèêàëüíî íà èçìåðÿåìóþ ïîâåðõíîñòü, ïðè ýòîì îí èìååò äâå ïîâîðîòíûå îñè I è II.
ðèñ.10
Íà îñè II ñ ïîìîùüþ êðîíøòåéíà óñòàíîâëåíà èçìåðèòåëüíàÿ ãîëîâêà, êîòîðàÿ ìîæåò ïîâîðà÷èâàòüñÿ âîêðóã ñâîåé îñè, Îñü II ïîäâåøåíà íà êðîíøòåéíå ê îñè I, êîòîðàÿ òàêæå ïîâîðà÷èâàåòñÿ.
Ïðè èçìåðåíèè ïëîñêîìåð óñòàíàâëèâàþò â ñåðåäèíå èçìåðÿåìîé ïîâåðõíîñòè, Ïîñëå ýòîãî ðåãóëèðîâêîé îñíîâàíèÿ îñè I äîáèâàþòñÿ ïîëîæåíèå ïëîñêîìåðà, ïðè êîòîðîì ïîêàçàíèÿ èçìåðèòåëüíîé ãîëîâêè âî âñåõ òðåõ òî÷êàõ áûëè áû îäèíàêîâû, Çàòåì èçìåðÿþò ïîëîæåíèå äðóãèõ òî÷åê ïîâåðõíîñòè îòíîñèòåëüíî áàçîâîé ïëîñêîñòè.
2.4.2Îïòèêî-ìåõàíè÷åñêèé ïëîñêîìåð
Îïòèêî-ìåõàíè÷åñêèé ïëîñêîìåð (ðèñ.11) ïî ïðèíöèïó äåéñòâèÿ àíàëîãè÷åí ìåõàíè÷åñêîìó, íî â íåì èñïîëüçîâàí îïòè÷åñêèé ñïîñîá ïðåîáðàçîâàíèÿ.
ðèñ.11
Ïëîñêîìåð ñîñòîèò èç íåïîäâèæíîé I è ïîâîðîòíîé II ÷àñòåé. Íåïîäâèæíàÿ ÷àñòü, óñòàíàâëèâàåìàÿ íà èçìåðÿåìóþ ïîâåðõíîñòü, èìååò îáúåêòèâ 6 è ìèêðîîáúåêòèâ 3. Íåïîäâèæíóþ ÷àñòü óñòàíàâëèâàþò íà òðåõ òî÷êàõ ñ ïîìîùüþ ïîñòîÿííûõ ìàãíèòîâ 1 (àíàëîãè÷íî øòàòèâó ñ ìàãíèòíûì îñíîâàíèåì). Ïîëîæåíèå ïëîñêîìåðà ìîæíî ðåãóëèðîâàòü ïî âûñîòå. Ïîâîðîòíàÿ ÷àñòü ïëîñêîìåðà èìååò îêóëÿð 5 ñ ñåòêîé 4, ïåíòà-ïðèçìó 2 è ïëîñêîïàðàëëåëüíóþ ïëàñòèíó 8. Âèçèðíàÿ ìàðêà III (â êîìïëåêò ïëîñêîìåðà âõîäèò ÷åòûðå ìàðêè) ñîäåðæèò èñòî÷íèê ñâåòà 12, êîíäåíñîð 11 è òî÷å÷íóþ äèàôðàãìó 9.Óçåë ñ ýòèìè ýëåìåíòàìè ìîæåò ñìåùàòüñÿ ïî âûñîòå ìèêðîìåòðè÷åñêîé ïàðîé 10, à ôèêñèðîâàòüñÿ íà èçìåðÿåìîé ïîâåðõíîñòè ñ ïîìîùüþ ïîñòîÿííîãî ìàãíèòà 13.
Ïðè èçìåðåíèè, êàê è â ñëó÷àå ìåõàíè÷åñêîãî ïëîñêîìåðà, âûáèðàþò òðè òî÷êè íà èçìåðÿåìîé ïîâåðõíîñòè è ðåãóëèðîâêîé îïîð ïëîñêîìåðà äîáèâàþòñÿ èçîáðàæåíèå âñåõ òðåõ ñâåòÿùèõñÿ òî÷åê â öåíòðå ïåðåêðåñòèé ñåòêè è ïðèáîðà. Ïîñëå ýòîãî ÷åòâåðòóþ ìàðêó óñòàíàâëèâàþò â ëþáóþ òî÷êó èçìåðÿåìîé ïîâåðõíîñòè è îïðåäåëÿþò îòêëîíåíèå åå ïîëîæåíèÿ îò áàçîâîé ïëîñêîñòè ïî èçìåíåíèþ èçîáðàæåíèÿ ñâåòÿùåéñÿ òî÷êè â ïîëå çðåíèÿ. Ñîâìåùåíèå ñ öåíòðîì ñåòêè äîñòèãàåòñÿ ïîâîðîòîì ïëîñêîïàðàëëåëüíîé ïëàñòèíû 8, à âåëè÷èíó ñìåùåíèÿ îïðåäåëÿþò ïî ìèêðîìåòðè÷åñêîé ïàðå 7.
2.5 Ãèäðàâëè÷åñêèå ìåòîäû èçìåðåíèÿ ïëîñêîñòíîñòè
Ïðèíöèï èçìåðåíèÿ çàêëþ÷àåòñÿ â ñðàâíåíèè ïëîñêîñòè, îáðàçîâàííîé ïîâåðõíîñòüþ æèäêîñòè, êîòîðàÿ âñåãäà ðàñïîëàãàåòñÿ â ãîðèçîíòàëüíîì ïîëîæåíèè, ñ ïðîâåðÿåìîé ïîâåðõíîñòüþ.
2.5.1 Ìåòîä ñâîáîäíî íàëèòîé æèäêîñòè
Ìåòîä ñâîáîäíî íàëèòîé æèäêîñòè çàêëþ÷àåòñÿ â òîì, ÷òî íà ïðîâåðÿåìóþ ïîâåðõíîñòü óñòàíàâëèâàþò ðåçåðâóàð ñ æèäêîñòüþ (ðèñ.12).
ðèñ.12.
Âìåñòå ñ ðåçåðâóàðîì â ñâîáîäíûå ìåñòà íà èçìåðÿåìóþ ïîâåðõíîñòü óñòàíàâëèâàþò ñòîéêó ñ çàêðåïëåííîé íà íåå ìèêðîïàðîé, ó êîòîðîé êîíåö ìèêðîâèíòà ñäåëàí â âèäå èãëû. Âðàùåíèåì ìèêðîâèíòà èçìåðÿþò ðàçìåð ïî ìèêðîïàðå ïðè ñîïðèêîñíîâåíèè èãëû ñ ïîâåðõíîñòüþ æèäêîñòè (ìîìåíò êàñàíèÿ çàìå÷àþò ïî èçãèáó ìåíèñêà èëè ïî çàìûêàíèþ ýëåêòðè÷åñêîé öåïè). Ïî ðàçíîâèäíîñòè îòñ÷åòîâ â ðàçíûõ òî÷êàõ ïëîñêîñòè ñóäÿò î ïîëîæåíèè îäíîé òî÷êè ïîâåðõíîñòè îòíîñèòåëüíî äðóãîé.
Ïîãðåøíîñòü èçìåðåíèÿ â îñíîâíîì îêàçûâàåò âëèÿíèå íåïîñòîÿíñòâî àòìîñôåðíîãî äàâëåíèÿ íà èçìåðÿåìîé ïîâåðõíîñòè (ïåðåïàä äàâëåíèÿ â îäíó ìèëëèîííóþ îò íîðìàëüíîãî àòìîñôåðíîãî äàâëåíèÿ ñîçäàåò ðàçíîñòü óðîâíåé íà îòêðûòîé ïîâåðõíîñòè âîäû 0.01 ìì).
2.5.2 Ìåòîä ñîîáùàþùèõñÿ ñîñóäîâ
Ìåòîä ñîîáùàþùèõñÿ ñîñóäîâ ðåàëèçîâàí â ñïåöèàëüíûõ èçìåðèòåëüíûõ ñðåäñòâàõ, ïîëó÷èâøèõ íàçâàíèå ãèäðîñòàòè÷åñêèå óðîâíè (ðèñ.13).
ðèñ.13.
Óðîâåíü ñîñòîèò èç äâóõ è áîëåå èçìåðèòåëüíûõ ãîëîâîê (ðèñ.14) – ðåçåðâóàðîâ, ñîåäèíåííûõ ìåæäó ñîáîé ãèáêèìè øëàíãàìè. Èçìåðèòåëüíàÿ ãîëîâêà(ðèñ.13 è14) ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé íåáîëüøîé çàêðûòûé ðåçåðâóàð, â âåðõíåé ÷àñòè êîòîðîãî óñòàíîâëåíà ìèêðîïàðà 1, êîòîðàÿ â ïðèíöèïå ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ñïåöèàëüíóþ êîíñòðóêöèþ ìèêðîìåòðè÷åñêîãî ãëóáèíîìåðà.
 íèæíåé ÷àñòè ãîëîâêè èìåþò êàíàë äëÿ ñîåäèíåíèÿ ìåæäó ñîáîé ñ ïîìîùüþ øëàíãîâ 3 (ðèñ.13). Èçìåðèòåëüíûå ãîëîâêè âìåñòå ñ íèæíèì øëàíãîì îáðàçóþò ñèñòåìó ñîîáùàþùèõñÿ ñîñóäîâ. Ñ ïîìîùüþ âåðõíèõ øëàíãîâ 2 ñîçäàåòñÿ âîçäóøíàÿ ñåòü äëÿ èçîëèðîâàííîé ñèñòåìû ñ îäèíàêîâûì äàâëåíèåì â ðåçåðâóàðàõ.
ðèñ.14.
Ïðè èçìåðåíèè ñ ïîìîùüþ äâóõ ãîëîâîê îäíó èç íèõ ðàñïîëàãàþò â êàêàîé-ëèáî òî÷êå èçìåðÿåìîé ïîâåðõíîñòè, à âòîðóþ ïåðåñòàâëÿþò â äðóãèå èçìåðÿåìûå òî÷êè ïîâåðõíîñòè è êàæäûé ðàç ñíèìàþò îòñ÷åò ïî îáîèì ìèêðîâèíòàì. Äëèíà èçìåðÿåìûõ ïîâåðõíîñòåé äî 12 è äî 24 ì.
Ïîãðåøíîñòü èçìåðåíèÿ íå ïðåâûøàåò îáû÷íî ±0.01 ìì.
2.6 Èçìåðåíèå îòêëîíåíèé îò ïëîñêîñòíîñòè ñ ïîìîùüþ îïòèêî-ìåõàíè÷åñêèõ ïðèáîðîâ
Ïðèíöèï èçìåðåíèÿ ïëîñêîñòíîñòè ñ ïîìîùüþ îïòèêî-ìåõàíè÷åñêèõ ïðèáîðîâ çàêëþ÷àåòñÿ â èñïîëüçîâàíèè ëó÷à ñâåòà â êà÷åñòâå ïðÿìîé ëèíèè è èçìåðåíèé ëèáî ïîëîæåíèÿ ýòîé ïðÿìîé, ëèáî ïîëîæåíèå òî÷åê ïðîôèëÿ îò ýòîé ïðÿìîé.
2.6.1Èçìåðåíèå îòêëîíåíèé îò ïëîñêîñòíîñòè êîëëèìàöèîííûì è àâòîêîëëèìàöèîííûì ìåòîäàìè
Àâòîêîëëèìàòîðû è êîëëèìàòîðû ïðèìåíÿþòñÿ äëÿ èçìåðåíèÿ ïëîñêîñòíîñòè øàãîâûì ìåòîäîì è ìåòîäîì îïòè÷åñêîãî âèçèðîâàíèÿ.
Ïðè èçìåðåíèè øàãîâûì ìåòîäîì (ðèñ.15.) íà ïðîâåðÿåìóþ ïîâåðõíîñòü íàêëàäûâàþò ïîäñòàâêó ñ äâóìÿ îïîðàìè, íà êîòîðîé óêðåïëåíî ïëîñêîå çåðêàëî 1; àâòîêîëëèìàòîð 2 óñòàíàâëèâàþò ðÿäîì ñ ïðîâåðÿåìîé ïîâåðõíîñòüþ. Îñü àâòîêîëëèìàòîðà äîëæíà áûòü ïåðïåíäèêóëÿðíà ê çåðêàëó è íàõîäèòüñÿ íà îäíîé âûñîòå ñ îñüþ çåðêàëà.  ýòîì ñëó÷àå îòðàæåííîå îò çåðêàëà èçîáðàæåíèå ìàðêè àâòîêîëëèìàòîðà (ïðîçðà÷íîå ïåðåêðåñòèå íà òåìíîì ïîëå èëè äð.) çàíèìàåò îñåâîå ïîëîæåíèå â ïîëå çðåíèÿ îêóëÿðà.
Ïðè ïåðåìåùåíèè ïîäñòàâêè ñ çåðêàëîì ïî ïðîâåðÿåìîé ïîâåðõíîñòè îòêëîíåíèÿ îò ïëîñêîñòíîñòè âûçûâàþò íàêëîíû çåðêàëà, â ðåçóëüòàòå ÷åãî èçîáðàæåíèå ìàðêè ñìåùàåòñÿ. Èçìåðÿÿ ñìåùåíèå èçîáðàæåíèÿ ìàðêè, îïðåäåëÿþò îòêëîíåíèÿ òî÷åê ïðîôèëÿ ïðîâåðÿåìîé ïîâåðõíîñòè. Çåðêàëî ïåðåìåùàþò êàæäûé ðàç íà ðàññòîÿíèå, ðàâíîå ðàññòîÿíèþ ìåæäó îïîðàìè ïîäñòàâêè.
ðèñ.15 Èçìåðåíèå îòêëîíåíèé îò ïëîñêîñòíîñòè êîëëèìàöèîííûì ìåòîäîì.
Ïðè èçìåðåíèè ìåòîäîì îïòè÷åñêîãî âèçèðîâàíèÿ àâòîêîëëèìàòîð èñïîëüçóþò êàê ïðîñòàÿ çðèòåëüíàÿ òðóáà, à âìåñòî çåðêàëà ïðèìåíÿåòñÿ âèçèðíàÿ ìàðêà (îñâåùåííîå ïåðåêðåñòèå), óñòàíàâëèâàåìàÿ â îòäåëüíûõ òî÷êàõ ïðîâåðÿåìîé ïîâåðõíîñòè. Ñìåùåíèå ïåðåêðåñòèÿ âûçûâàåìûå îòêëîíåíèÿìè îò ïëîñêîñòíîñòè, îòñ÷èòûâàþòñÿ ïî øêàëå îêóëÿð-ìèêðîìåòðà àâòîêîëëèìàòîðà.
ðèñ.16 Èçìåðåíèå îòêëîíåíèé îò ïëîñêîñòíîñòè àâòîêîëëèìàöèîííûì ìåòîäîì
Ïðè èñïîëüçîâàíèè êîëëèìàòîðà âèçèðíóþ òðóáó ïðèáîðà óñòàíàâëèâàþò ðÿäîì ñ ïðîâåðÿåìîé ïîâåðõíîñòüþ, à ïî ïîâåðõíîñòè ïåðåìåùàþò ïîäñòàâêó ñ êîëëèìàòîðîì èëè ìàðêó.
2.6.2 Èçìåðåíèå îòêëîíåíèé îò ïëîñêîñòíîñòè ìåòîäîì âèçèðîâàíèÿ
Ïðèíöèï èçìåðåíèÿ ïëîñêîñòíîñòè ìåòîäîì âèçèðîâàíèÿ çàêëþ÷àåòñÿ â èçìåðåíèè ðàññòîÿíèÿ îò ðåàëüíîé (èñòèííîé) ïîâåðõíîñòè äî îïòè÷åñêîãî ëó÷à (äî îñè çðèòåëüíîé òðóáû).
Íà ìåòîäå âèçèðîâàíèÿ îñíîâàí ñïåöèàëüíûé ïðèáîð, êîòîðûé íàçûâàåòñÿ îïòè÷åñêîé ñòðóíîé (ðèñ.17).
ðèñ.17.
Îïòè÷åñêàÿ ñòðóíà ñîñòîèò èç ìàðêè I çðèòåëüíîé òðóáû, âêëþ÷àÿ âèçèðíóþ òðóáó II è íàáëþäàòåëüíûé òåëåñêîï III. Òî÷å÷íàÿ ìàðêà I ñîñòîèò èç ëàìïû 1, íèòü êîòîðîé èçîáðàæàåòñÿ êîëëåêòîðîì 2 íà òî÷å÷íîé äèàôðàãìå 3. Ìàðêà ñíàáæåíà ïÿòüþ òî÷å÷íûìè äèàôðàãìàìè äëÿ ðàáîòû íà ðàçíûõ ðàññòîÿíèÿõ. Âèçèðíàÿ òðóáà ñîñòîèò èç ñôåðè÷åñêîãî îáúåêòèâà 4 è íàáëþäàòåëüíîãî ìèêðîñêîïà III, ñíàáæåííîãî äâóìÿ ñìåííûìè ìèêðîîáúåêòèâàìè è äâóìÿ îêóëÿðàìè ñ ïåðåêðåñòèÿìè è êðóãîâûìè ñåòêàìè. Ïðèçìà 7 ïðåäíàçíà÷åíà äëÿ èçìåðåíèÿ íàïðàâëåíèÿ ëó÷åé ñ öåëüþ óäîáñòâà ðàáîòû. Èçîáðàæåíèå äèàôðàãìû 3 òî÷å÷íîé ìàðêè I ñ òåì èëè èíûì óâåëè÷åíèåì â çàâèñèìîñòè îò ðàññòîÿíèÿ ïðîåêòèðóåòñÿ îáúåêòèâîì 4 â ïðåäìåòíóþ ïëîñêîñòü ìèêðîñêîïà III, ìèêðîîáúåêòèâ 5 êîòîðîãî ïåðåíîñèò èçîáðàæåíèå â ïëîñêîñòü îêóëÿðíîé ñåòêè 8, ãäå åãî ðàññìàòðèâàåò îïåðàòîð ÷åðåç îêóëÿð 6.
Ïëîñêîïàðàëëåëüíàÿ ïëàñòèíà 9 ÿâëÿåòñÿ îïòè÷åñêèì êîìïåíñàòîðîì, åå íàêëîíû ïîçâîëÿþò èçìåðÿòü ñìåùåíèå òî÷å÷íîé äèàôðàãìû 3 ñ îïòè÷åñêîé îñè.
2.7 Âûáîð ìåòîäà êîíòðîëÿ ïëîñêîñòíîñòè
Ïî ïðîâåäåííîìó îáçîðó ìåòîäîâ è ïðèáîðîâ êîíòðîëÿ ïëîñêîñòíîñòè ìîæíî ñäåëàòü âûâîäû.
 îñíîâó ìåòîäîâ è ïðèáîðîâ, ïðèìåíÿåìûõ â íàñòîÿùåå âðåìÿ äëÿ âûñîêîòî÷íîãî êîíòðîëÿ ïëîñêîñòíîñòè, ïîëîæåíû ìåõàíè÷åñêèå è îïòè÷åñêèå ïðèíöèïû. Îäíàêî òîëüêî îïòè÷åñêèå ïðèáîðû è ìåòîäû ìîãóò îáåñïå÷èòü âûñîêóþ òî÷íîñòü êîíòðîëÿ ïëîñêîñòè è ïîâåðõíîñòåé áîëüøîãî ïðîòÿæåíèÿ.
Ìåõàíè÷åñêèå ìåòîäû â îñíîâíîì ïðèìåíÿþòñÿ â ìàøèíîñòðîåíèè è ñòàíêîñòðîåíèè.
Ïðè êîíòðîëå ïëîñêîñòíîñòè ñ ïîìîùüþ ïîâåðî÷íûõ ïëèò ïîãðåøíîñòü èçìåðåíèÿ èìååò áîëüøîé ðàçáðîñ. Îíà îáóñëîâëåíà íå òîëüêî îòêëîíåíèåì ôîðìû êîíòðîëèðóåìîé ïîâåðõíîñòè, íî è ñîñòîÿíèåì ïîâåðõíîñòè ïîâåðî÷íîé ïëèòû.
Ïðè êîíòðîëå ïëîñêîñòíîñòè ñ ïîìîùüþ óðîâíÿ îñíîâíûìè íåäîñòàòêàìè ìåòîäà ÿâëÿåòñÿ áîëüøàÿ ÷óâñòâèòåëüíîñòü ê òåìïåðàòóðíûì êîëåáàíèÿì.
Îïòè÷åñêèå ìåòîäû èçìåðåíèÿ ïëîñêîñòíîñòè èìåþò øèðîêîå ðàñïðîñòðàíåíèå è îòëè÷àþòñÿ óíèâåðñàëüíîñòüþ è íàäåæíîñòüþ êîíòðîëÿ.
Îïòè÷åñêèå ìåòîäû êîíòðîëÿ ïëîñêîñòíîñòè ìîæíî ðàçäåëèòü íà îïòèêî-ìåõàíè÷åñêèå è îïòèêî-ýëåêòðîííûå ìåòîäû.
Ê îïòèêî-ìåõàíè÷åñêèì îòíîñÿò èçìåðåíèå îòêëîíåíèé îò ïëîñêîñòíîñòè êîëëèìàöèîííûì è àâòîêîëëèìàöèîííûì ìåòîäàì, ìåòîä âèçèðîâàíèÿ.
Îïòèêî-ýëåêòðîííûå ìåòîäû îñóùåñòâëÿþòñÿ ñ ïîìîùüþ âèçóàëüíûõ è ôîòîýëåêòðîííûõ àâòîêîëëèìàòîðîâ. Îïòèêî-ýëåêòðîííûìè íàçûâàþòñÿ ïðèáîðû, ïîçâîëÿþùèå ïîëó÷àòü èíôîðìàöèþ î ãåîìåòðè÷åñêèõ ïàðàìåòðàõ, ïðîñòðàíñòâåííîì ïîëîæåíèè è ýíåðãåòè÷åñêîì ñîñòîÿíèè èçëó÷àþùåãî îáúåêòà ñ ïîìîùüþ ýíåðãèè èçëó÷åíèÿ, ïðåîáðàçîâàííîé â ýëåêòðè÷åñêèé ñèãíàë ñ ïîñëåäóþùåé åãî îòðàáîòêîé è ðåãèñòðàöèåé. Èíôîðìàöèÿ îá èññëåäóåìûõ îáúåêòàõ ïåðåíîñèòñÿ îïòè÷åñêèì èçëó÷åíèåì, à ïåðâè÷íàÿ îáðàáîòêà ñîïðîâîæäàåòñÿ ïðåîáðàçîâàíèåì ýíåðãèè îïòè÷åñêîãî èçëó÷åíèÿ â ýëåêòðè÷åñêóþ ïðè ïîìîùè ïðèåìíèêà îïòè÷åñêîãî èçëó÷åíèÿ.
Îïòèêî-ýëåêòðîííûå ïðèáîðû è ìåòîäû ÿâëÿþòñÿ íà ñåãîäíÿøíèé äåíü ñàìûìè ïåðñïåêòèâíûìè.
Òàêèì îáðàçîì, ïî ïðîâåäåííîìó îáçîðó ìåòîäîâ è ïðèáîðîâ êîíòðîëÿ áûëî ðàçðàáîòàíî îïòèêî-ýëåêòðîííîå óñòðîéñòâî äëÿ èçìåðåíèÿ êîíòðîëÿ ïëîñêîñòíîñòè ïîâåðõíîñòåé. Çà îñíîâó óñòðîéñòâà áûë âûáðàí ïëîñêîìåð, òàê êàê ó ýòîãî ïðèáîðà âûñîêàÿ òî÷íîñòü èçìåðåíèé, áîëüøàÿ ïðîòÿæåííîñòü ïðîâåðÿåìûõ ïîâåðõíîñòåé, íàäåæíîñòü â ðàáîòå è ïðîñòîòà â ýêñïëóàòàöèè. Èçìåðåíèå îòêëîíåíèé îò ïëîñêîñòíîñòè ðàçðàáîòàííîãî óñòðîéñòâî âûïîëíÿåòñÿ øàãîâûì ìåòîäîì êîíòðîëÿ. Ñóùíîñòü øàãîâîãî ìåòîäà çàêëþ÷àåòñÿ â ïîñëåäîâàòåëüíîì èçìåðåíèè ñìåùåíèÿ îòäåëüíûõ òî÷åê ïðîâåðÿåìîé ïîâåðõíîñòè îòíîñèòåëüíî ïðåäûäóùåé òî÷êè.
Ïðè øàãîâîì ìåòîäå êîíòðîëÿ âûáîð áàçû çàâèñèò îò êîíñòðóêöèè ïðèáîðà. Ïðè èñïîëüçîâàíèè øàãîâîãî ìîñòèêà ñî ùóïîì çà áàçó ïðèíèìàþò ãîðèçîíòàëüíóþ ïëîñêîñòü, ïðîõîäÿùóþ ÷åðåç íà÷àëî êîîðäèíàò, íàõîäÿùóþñÿ â òî÷êå À (ðèñ.18).
ðèñ.18
Îñè X è Y ëåæàò â ýòîé ïëîñêîñòè, à Z ïåðïåíäèêóëÿðíà ê íåé. Ïðîâåðÿåìóþ ïîâåðõíîñòü èçäåëèÿ óñòàíàâëèâàþò ãðóáî â ãîðèçîíòàëüíîì ïîëîæåíèè.
Øàãîâûé ìîñòèê ïåðåäâèãàåòñÿ ïî ïðÿìûì ADè DC (ñ îêîí÷àíèåì èçìåðåíèÿ â òî÷êå Ñ), à çàòåì ïî ïðÿìûì ABè BC (òî æå ñ îêîí÷àíèåì â òî÷êå Ñ).
Çíà÷åíèÿ âñåõ òî÷åê øàãîâîãî èçìåðåíèÿ ïîäñ÷èòûâàþòñÿ ïî ôîðìóëå(1)
Zi= (1)
Pi- òåêóùèå ïîêàçàíèÿ èçìåðèòåëüíîãî ïðèáîðà ïðè øàãîâîì èçìåðåíèè;
i - ëþáàÿ èç òî÷åê (íà êîòîðûå îïèðàþòñÿ íîæêè øàãîâîãî ìîñòèêà).
Ïîñëå íàõîæäåíèÿ âñåõ òî÷åê ñåòêè êîíòðîëèðóåìîé ïîâåðõíîñòè çàíîñÿò â òàáëèöó è ïðèñòóïàþò ê ïîñòðîåíèþ ãðàôèêîâ â òðåõ êîîðäèíàòàõ, à çàòåì ê ïîñòðîåíèþ ïðèëåãàþùåé ïëîñêîñòè.
3. ÐÀÇÐÀÁÎÒÊÀ ÔÓÍÊÖÈÎÍÀËÜÍÎÉ ÑÕÅÌÛ ÓÑÒÀÍÎÂÊÈ
Ðèñ.19 Ôóíêöèîíàëüíàÿ ñõåìà óñòàíîâêè äëÿ êîíòðîëÿ ïëîñêîñòíîñòè.
Ðàçðàáîòàííîå óñòðîéñòâî äëÿ èçìåðåíèÿ îòêëîíåíèÿ îò ïëîñêîñòíîñòè ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ñèñòåìó äëÿ êîíòðîëÿ âåëè÷èíû ðàññòîÿíèÿ îò îáðàçöîâîé ïëîñêîñòè äî êîíòðîëèðóåìîé ïëîñêîñòè, ñ öåëüþ íàõîæäåíèÿ ïîãðåøíîñòè ôîðìû ýòîé ïëîñêîñòè.
Ôóíêöèîíàëüíàÿ ñõåìà óñòàíîâêè äëÿ êîíòðîëÿ ïëîñêîñòíîñòè ïîêàçàíà íà ðèñ.19.
Óñòðîéñòâî äëÿ èçìåðåíèÿ îòêëîíåíèÿ îò ïëîñêîñòíîñòè âêëþ÷àåò â ñåáÿ óñòðîéñòâî äëÿ ñîçäàíèÿ îáðàçöîâîé ïëîñêîñòè è èçìåðèòåëüíîãî óñòðîéñòâà.
Óñòðîéñòâî äëÿ ñîçäàíèÿ îáðàçöîâîé ïëîñêîñòè, ñîãëàñíî òåõíè÷åñêîìó çàäàíèþ, äîëæåí ðàáîòàòü â âèäèìîì äèàïàçîíå äëÿ òîãî ÷òîáû ïîëîæåíèå ýòîé ïëîñêîñòè ìîæíî áûëî êîíòðîëèðîâàòü âèçóàëüíî.
Óñòðîéñòâî äëÿ ñîçäàíèÿ îáðàçöîâîé ïëîñêîñòè ñîñòîèò èç: èñòî÷íèêà èçëó÷åíèÿ, ïîëåâîé äèàôðàãìû, ñâåòîäåëèòåëüíîé ïðèçìû, îáúåêòèâà, ïåíòà-ïðèçìû è îêóëÿðà.
 êà÷åñòâå èñòî÷íèêà èçëó÷åíèÿ èñïîëüçóåòñÿ ëàçåðíûé ñâåòîäèîä, êîòîðûé ðàáîòàåò â âèäèìîì äèàïàçîíå.
Ïîëåâàÿ äèàôðàãìà èñïîëüçóåòñÿ äëÿ ôîðìèðîâàíèÿ ïó÷êà ëó÷åé.
Ñâåòîäåëèòåëüíàÿ ïðèçìà èñïîëüçóåòñÿ äëÿ ðàçäåëåíèÿ âèçóàëüíîãî è èçìåðèòåëüíîãî êàíàëà.
Îáúåêòèâ èñïîëüçóåòñÿ äëÿ ôîðìèðîâàíèÿ ïàðàëëåëüíîãî ïó÷êà ëó÷åé.
Âðàùàþùàÿñÿ ïåíòà-ïðèçìà íóæíà äëÿ ñêàíèðîâàíèÿ ïëîñêîñòè.
Îêóëÿð èñïîëüçóåòñÿ äëÿ íàáëþäåíèÿ ñâåòîâîãî ïÿòíà íà ôîòîïðèåìíèêå.
Èçìåðèòåëüíîå óñòðîéñòâî ñîñòîèò èç: ïðèåìíèêà èçëó÷åíèÿ, øòàòèâà è ïåðåìåùàþùèõñÿ íàïðàâëÿþùèõ, óñòàíîâëåííûõ íà ìàêðîïîâåðõíîñòÿõ è ùóïà.
Ïðèåìíèê èçëó÷åíèÿ ïðèêðåïëåí íà øòàòèâ.
 êà÷åñòâå ïðèåìíèêà èçëó÷åíèÿ èñïîëüçóåòñÿ êîîðäèíàòíûé ôîòîïðèåìíèê.
Êîîðäèíàòíûì ôîòîïðèåìíèêîì íàçûâàåòñÿ ôîòîïðèåìíèê, ïî âûõîäíîìó ñèãíàëó êîòîðîãî îïðåäåëÿþò êîîðäèíàòû ñâåòîâîãî ïÿòíà íà ôîòî÷óâñòâèòåëüíîé ïîâåðõíîñòè.
Ðàçðàáîòàííîå óñòðîéñòâî äëÿ èçìåðåíèÿ îòêëîíåíèÿ îò ïëîñêîñòíîñòè ðàáîòàåò ñëåäóþùèì îáðàçîì.
Ïåðåä ïðîâåðÿåìîé äåòàëüþ óñòàíàâëèâàåòñÿ óñòðîéñòâî äëÿ ñîçäàíèÿ îáðàçöîâîé ïëîñêîñòè, à íà èçìåðÿåìóþ ïîâåðõíîñòü èçìåðèòåëüíîå óñòðîéñòâî. Ïåðåä ïðîâåäåíèåì èçìåðåíèÿ íåîáõîäèìî ïðîâåñòè ñîãëàñîâàíèå îáðàçöîâîé ïëîñêîñòè è êîíòðîëèðóåìîé ïî ðàñïîëîæåíèþ â ïðîñòðàíñòâå, ïî îòíîñèòåëüíîìó çàêëîíó è íà÷àëüíîìó ñìåùåíèþ.  êà÷åñòâå îáðàçöîâîé ïëîñêîñòè âûáèðàåòñÿ ïëîñêîñòü, ïîëó÷åííàÿ âðàùåíèåì ëó÷à îòíîñèòåëüíî ïåðïåíäèêóëÿðíîé åìó îñè, ò.å. íàäî îòðåãóëèðîâàòü ïîëîæåíèå ïðèåìíèêà òàêèì îáðàçîì, ÷òîáû ëó÷ ïðîõîäèë ÷åðåç òðè òî÷êè íàõîäÿùèåñÿ íà ìàêñèìàëüíîì ðàññòîÿíèè. Ïîñëå ýòîãî ïðîèçâîäèòñÿ èçìåðåíèå îòêëîíåíèÿ îò ïëîñêîñòíîñòè. Èçìåðåíèå îòêëîíåíèÿ îò ïëîñêîñòíîñòè ïðîèçâîäèòñÿ øàãîâûì ìåòîäîì.
Ñâåò îò èñòî÷íèêà èçëó÷åíèÿ êîëëèìèðóåòñÿ îáúåêòèâîì è ïðîéäÿ ñêàíèðóþùóþ ñèñòåìó, ïîïàäàåò íà ïðèåìíèê èçëó÷åíèÿ. Èçìåðèòåëüíàÿ ñèñòåìà ïåðåìåùàåòñÿ âäîëü êîíòðîëèðóåìîé ïîâåðõíîñòè. Ïðèåìíèê èçëó÷åíèÿ èçìåðÿåò ñìåùåíèå ùóïà îòíîñèòåëüíî áàçîâîé ïëîñêîñòè. Ïðè îòñóòñòâèè îòêëîíåíèÿ îò ïëîñêîñòíîñòè ïðîâåðÿåìîé ïîâåðõíîñòè ñâåòîâîå ïÿòíî áóäåò íàõîäèòüñÿ â öåíòðå êîîðäèíàòíîé ïëîùàäêè ôîòîïðèåìíèêà. Åñëè îòêëîíåíèå îò ïëîñêîñòíîñòè ïðèñóòñòâóåò, òî ïðîèçîéäåò íàêëîí èçìåðèòåëüíîãî óñòðîéñòâà.  ðåçóëüòàòå ñâåòîâîé ëó÷, ïðîøåäøèé ÷åðåç óñòðîéñòâî äëÿ ñîçäàíèÿ îáðàçöîâîé ïëîñêîñòè, ñìåñòèòñÿ íà âåëè÷èíó ∆. Íà êîîðäèíàòíîé ïëîùàäêå ôîòîïðèåìíèêà ñâåòîâîå ïÿòíî áóäåò ñìåùåíî îòíîñèòåëüíî öåíòðà.
Ñèãíàëû, ïðèõîäÿùèå íà äâå ïîëîâèíêè ôîòîäèîäà (âåðõíåãî è íèæíåãî), ïðåîáðàçóþòñÿ â òîê è ïðîõîäÿò ñîãëàñóþùèé óñèëèòåëü. Ïîñëå ñîãëàñóþùåãî óñèëèòåëÿ ó íàñ èìååòñÿ ïóëüñèðóþùåå íàïðÿæåíèå, âåëè÷èíà êîòîðîãî çàâèñèò îò ñìåùåíèÿ ëó÷à îòíîñèòåëüíî êîîðäèíàòíîé ñèñòåìû ïðèåìíèêà è âåëè÷èíû ïîòîêà. Ïîñëå ñîãëàñóþùèõ óñèëèòåëåé ñèãíàë èäåò íà àðèôìåòè÷åñêîå óñòðîéñòâî, êîòîðîå âûðàáàòûâàåò ñèãíàë ñóììû (Uc) è ñèãíàë ðàçíîñòè (Uð) ïåðâè÷íûõ ñèãíàëîâ. Ðåøàþùèé àíàëîãîâî–öèôðîâîé ïðåîáðàçîâàòåëü ïðåîáðàçîâûâàåò àíàëîãîâóþ âåëè÷èíó â öèôðîâóþ, öèôðîâîé êîä êîòîðûé ïðîïîðöèîíàëåí îòíîøåíèþ Up ∕ Uc. Íà èíäèêàòîðå âûäàåòñÿ öèôðà ïðîïîðöèîíàëüíàÿ âåëè÷èíå ëèíåéíîãî ñìåùåíèÿ.
Ñíèìàþòñÿ ïîêàçàíèÿ ñ èíäèêàòîðà.
Èçìåðåíèå ïðîèçâîäèòñÿ ìåòîäîì ñðàâíåíèÿ ñ îáðàçöîâîé ïëîñêîñòüþ. Ñíà÷àëà ðàññ÷èòûâàåòñÿ ïðèëåãàþùàÿ ïëîñêîñòü (2), à îòíîñèòåëüíî íåå ðåàëüíûå òî÷êè (3) .
(2)
= (3)
ãäå ∆-îòêëîíåíèå îò ïëîñêîñòíîñòè;
- ñðåäíåå çíà÷åíèå ïðèëåãàþùåé ïëîñêîñòè;
- òåêóùèå ïîêàçàíèÿ èçìåðèòåëüíîãî ïðèáîðà ïðè øàãîâîì èçìåðåíèè;
- çíà÷åíèÿ âñåõ òî÷åê øàãîâîãî èçìåðåíèÿ;
- êîëè÷åñòâî èçìåðåíèé.
Ïîñëå íàõîæäåíèÿ âñåõ òî÷åê ñåòêè êîíòðîëèðóåìîé ïîâåðõíîñòè çàíîñÿò â òàáëèöó è ïðèñòóïàþò ê ïîñòðîåíèþ ãðàôèêîâ â òðåõ êîîðäèíàòàõ, à çàòåì ê ïîñòðîåíèþ ïðèëåãàþùåé ïëîñêîñòè.
4.ÃÀÁÀÐÈÒÍÛÉ ÐÀÑ×ÅÒ ÎÏÒÈ×ÅÑÊÎÉ ÑÕÅÌÛ
Îïòè÷åñêàÿ ñõåìà óñòðîéñòâà äëÿ êîíòðîëÿ ïëîñêîñòíîñòè ñîñòîèò èç èñòî÷íèêà èçëó÷åíèÿ, ïîëåâîé äèàôðàãìû, îáúåêòèâà, ñâåòîäåëèòåëüíîé ïðèçìû, êîòîðàÿ èñïîëüçóåòñÿ äëÿ ðàçäåëåíèÿ âèçóàëüíîãî è èçìåðèòåëüíîãî êàíàëà, îêóëÿðà, ïåíòà-ïðèçìû è ôîòîïðèåìíîãî óñòðîéñòâà. Îïòè÷åñêàÿ ñõåìà ïîêàçàíà íà ðèñ.20.
Ïðèíöèï ðàáîòû îïòè÷åñêîé ñõåìû èçìåðèòåëüíîãî êàíàëà.
Ñâåò îò èñòî÷íèêà èçëó÷åíèÿ 1 îñâåùàåò ïîëåâóþ äèàôðàãìó 2, íàõîäÿùóþñÿ â ôîêàëüíîé ïëîñêîñòè îáúåêòèâà 5. Ïîëåâàÿ äèàôðàãìà ÿâëÿåòñÿ ïëîñêîñòüþ ïðåäìåòà. Îáúåêòèâ 5 ôîðìèðóåò ïàðàëëåëüíûé ïó÷îê ëó÷åé è, ïðîéäÿ ÷åðåç ñêàíèðóþùóþ ñèñòåìó 6, â âèäå ïåíòà-ïðèçìû âðàùàþùåéñÿ âîêðóã âåðòèêàëüíîé îñè, ïîïàäàåò íà ïðèåìíóþ ïëîùàäêó ôîòîïðèåìíèêà 7. Íà ïðèåìíîé ïëîùàäêå ôîòîäèîäà ó íàñ íàõîäèòñÿ ïëîñêîñòü èçîáðàæåíèÿ.
Ïðèíöèï ðàáîòû îïòè÷åñêîé ñõåìû âèçóàëüíîãî êàíàëà.
Ñâåò îò èñòî÷íèêà èçëó÷åíèÿ 1 îñâåùàåò ïîëåâóþ äèàôðàãìó 2, êîòîðàÿ ôîðìèðóåò ïó÷îê ëó÷åé. Ïó÷îê ëó÷åé âûõîäÿùèé èç ïîëåâîé äèàôðàãìû ïîïàäàåò íà ñâåòîäåëèòåëüíóþ ïðèçìó 3, êîòîðàÿ èñïîëüçóåòñÿ äëÿ ðàçäåëåíèÿ ñâåòîâîãî ïó÷êà íà äâà êàíàëà (âèçóàëüíîãî è èçìåðèòåëüíîãî êàíàëà). Ïó÷îê ëó÷åé, îòðàæàÿñü îò çåðêàëüíîé ïîâåðõíîñòè ñâåòîäåëèòåëüíîé ïðèçìû ïîä óãëîì 90˚, ïîïàäàåò â îêóëÿð 4.Äëÿ òîãî ÷òîáû ãëàç ìîã ðàññìîòðåòü èçîáðàæåíèå ïðåäìåòà, íåîáõîäèìî èìåòü íà âûõîäå îêóëÿð. Îêóëÿð íàõîäèòñÿ â ôîêàëüíîé ïëîñêîñòè îáúåêòèâà 5. Îêóëÿð èñïîëüçóåòñÿ äëÿ íàáëþäåíèÿ ñâåòîâîãî ïÿòíà íà ôîòîïðèåìíèêå 7.
Èñòî÷íèêîì èçëó÷åíèÿ 1 ÿâëÿåòñÿ ëàçåðíûé äèîä ìàðêè ÎÐ-651 ñ ìîùíîñòüþ íåïðåðûâíîãî èçëó÷åíèÿ 5 ìÂò â ñïåêòðàëüíîì äèàïàçîíå 650 íì, èçãîòîâëåííûõ íà îñíîâå âûñîêîýôôåêòèâíûõ InGaALP êâàíòîâîðàçìåðíûõ ãåòåðîñòðóêòóð. Îñíîâíûå îïòè÷åñêèå è ýëåêòðè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè ïðèâåäåíû â òàáëèöå 2.
Òàáëèöà 2.
Îïòè÷åñêèå è ýëåêòðè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè (Ò= 25˚Ñ):
Õàðàêòåðèñòèêè | Îáîçíà÷åíèÿ | Óñë.òåñòà | Ìèí. | Òèïè÷. | Ìàêñ. | Åä. èçìåð. |
Ëàçåðíûé äèîä | ||||||
Âûõîäíàÿ îïòè÷åñêàÿ ìîùíîñòü | ÐOUT | CW | - | - | 5,0 | ìÂò |
Äëèíà âîëíû èçëó÷åíèÿ | λ | Ð0=5 ìÂò | 640 | 650 | 660 | íì |
Ðàáî÷èé òîê | IF | Ð0=5 ìÂò | - | 31 | 36 | ìÀ |
Ðàáî÷åå íàïðÿæåíèå | UF | Ð0=5 ìÂò | - | 2,55 | 2,8 |  |
Ðàñõîäèìîñòü èçëó÷åíèÿ | Θ׀׀ õ Θ┴ | Ð0=5 ìÂò | - | 8 õ 35 | - | ãðàä |
Ìîäîâàÿ ñòðóêòóðà | Ð0=5 ìÂò | SM | ||||
Ôîòîäèîä îáðàòíîé ñâÿçè | ||||||
Óïðàâëÿþùèé ôîòîòîê | IPD | UPD=5V, P0=ìÂò | 0,1 | 0,25 | 0,7 | ìÀ |
Îáðàòíîå íàïðÿæåíèå | UPD | - | 5,0 | - | Â | |
Óñëîâèÿ ýêñïëóàòàöèè | ||||||
Äèàïàçîí ðàáî÷èõ òåìïåðàòóð | TOP | -10 | - | +40 | ˚C | |
Äèàïàçîí òåìïåðàòóð õðàíåíèÿ | ÒST | -40 | - | +80 | ˚C | |
Ëàçåðíûé äèîä | ||||||
Ìîùíîñòü èçëó÷åíèÿ | PMAX | P0 | - | - | 5,0 | ìÂò |
Ôîòîäèîä îáðàòíîé ñâÿçè | ||||||
Îáðàòíîå íàïðÿæåíèå | UPD | CW | - | - | 10 | Â |
Ëàçåðíûé äèîä ïðåäíàçíà÷åí äëÿ ñîçäàíèÿ íàïðàâëåííîãî ïó÷êà ëó÷åé, êîòîðûé îñâåùàåò
ïîëåâóþ äèàôðàãìó.
Ïîëåâàÿ äèàôðàãìà 2 ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ìåòàëëè÷åñêóþ äåòàëü ñ âíóòðåííèì îòâåðñòèåì, äèàìåòð îòâåðñòèÿ ðàâåí 0,1 ìì. Îíà ïðåäíàçíà÷åíà äëÿ îãðàíè÷åíèÿ ïîëÿ çðåíèÿ è ôîðìèðîâàíèÿ ñâåòÿùåãîñÿ ïðåäìåòà â âèäå îòâåðñòèÿ êðóãëîé ôîðìû. Ïîëåâàÿ äèàôðàãìà ðàñïîëîæåíà â ôîêàëüíîé ïëîñêîñòè îáúåêòèâà 5.
Äëÿ óìåíüøåíèÿ äëèíû L îò ïåðâîé ïîâåðõíîñòè äî ôîêàëüíîé ïëîñêîñòè áûë âçÿò òåëåîáúåêòèâ.
Îáúåêòèâ ôîðìèðóåò ïàðàëëåëüíûé ïó÷îê ëó÷åé. Ïàðàëëåëüíûé ïó÷îê ëó÷åé ïîïàäàåò íà ïåíòà-ïðèçìó 6.
Âðàùàþùàÿñÿ ïåíòà-ïðèçìà (ÁÏ-90˚) íóæíà äëÿ ñêàíèðîâàíèÿ ïëîñêîñòè. Ýòà ïðèçìà èìååò äâå îòðàæàþùèå ãðàíè, íà êîòîðûå íàíîñèòñÿ îòðàæàþùåå ïîêðûòèå, òàê êàê óãëû ïàäåíèÿ ìåíüøå óãëà ïîëíîãî âíóòðåííåãî îòðàæåíèÿ.
Ñâåòîäåëèòåëüíàÿ ïðèçìà 3 èñïîëüçóåòñÿ äëÿ ðàçäåëåíèÿ ñâåòîâîãî ïó÷êà íà äâà êàíàëà (âèçóàëüíîãî è èçìåðèòåëüíîãî êàíàëà).
Îíà ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé äâå ñêëååííûå ïðèçìû ÀÐ-90˚ , ìåæäó êîòîðûìè íàíåñåíî ñâåòîäåëèòåëüíîå ïîêðûòèå.
Îêóëÿð èñïîëüçóåòñÿ äëÿ íàáëþäåíèÿ ñâåòîâîãî ïÿòíà íà ôîòîïðèåìíèêå 7.
Ôîòîïðèåìíèêîì 7 ÿâëÿåòñÿ ôîòîäèîä ÔÄ-Ê- 142 îñíîâíûå õàðàêòåðèñòèêè êîòîðîãî ïðèâåäåííûìè â òàáëèöå 3.
Òàáëèöà3
Îñíîâíûå ïàðàìåòðû ôîòîäèîäà ÔÄ-Ê-142 (Ò=20±5˚Ñ)
Õàðàêòåðèñòèêè | Îáîçíà÷åíèÿ | Åä. èçìåð. | Ïàðàìåòðû |
Ðàçìåð ôîòî÷óâñòâèòåëüíîãî ýëåìåíòà (êîëè÷åñòâî ýëåìåíòîâ) | Ø | ìì | Ø13,7 êâàäðàíòíûé (4) |
Îáëàñòü ñïåêòðàëüíîé ÷óâñòâèòåëüíîñòè | ∆λ | ìêì | 0,3…1,1 |
Äëèíà âîëíû ìàêñèìóìà ñïåêòðàëüíîé ÷óâñòâèòåëüíîñòè | ∆λìàêñ | ìêì | 0,72…0,85 |
Ðàáî÷åå íàïðÿæåíèå | Up |  | 120 |
Òåìíîâîé òîê | Iò | ìêÀ | 1,5 |
Òîêîâàÿ èíòåãðàëüíàÿ ÷óâñòâèòåëüíîñòü | SI èíò | ìêÀ/ëì (ìêÀ/ëê) | 10 |
Ïîñòîÿííàÿ âî âðåìåíè | τ | c | 8õ10-8 |
Êîýôôèöèåíò ôîòîýëåêòðè÷åñêîé ñâÿçè | ÊÔÑ | % | 5 |
Ñîïðîòèâëåíèå èçîëÿöèè ìåæäó êîðïóñîì è âûâîäîì | - | ìÎì | 200 |
Ìàññà | - | ã | 15 |
4.1Ðàñ÷åò îáúåêòèâà
Ïðè ïîñòðîåíèè îïòè÷åñêîé ñèñòåìû íåîáõîäèìî ó÷èòûâàòü îñîáåííîñòè ñèíòåçà ñèãíàëüíîé õàðàêòåðèñòèêè. Èíà÷å ãîâîðÿ, çàâèñèìîñòè ñèãíàëà íà âûõîäå îò ñìåùåíèÿ îïòè÷åñêîé îñè îòíîñèòåëüíî íà÷àëüíîãî çíà÷åíèÿ. Çà íà÷àëüíîå ñìåùåíèå ïîíèìàåòñÿ òàêîå ïîëîæåíèå, êîãäà îïòè÷åñêàÿ îñü ïó÷êà èçëó÷åíèÿ ïîïàäàåò òî÷íî íà ãðàíèöó ðàçäåëà äâóõ ïðèåìíûõ ïëîùàäîê. Ðàçíîñòíûé ñèãíàë ïðè ñìåùåíèè ïó÷êà îáðàçóåòñÿ çà ñ÷åò íåðàâåíñòâà ïîòîêîâ èçëó÷åíèÿ, ïðèõîäÿùèõ íà âåðõíþþ è íèæíþþ ïðèåìíûå ïëîùàäêè. Âûñîêèå òðåáîâàíèÿ ê òî÷íîñòè èçìåðåíèÿ ïîòîêîâ èçëó÷åíèÿ (äîïîëíèòåëüíàÿ ïîãðåøíîñòü 0,02 ìì) ïðåäïîëàãàåò ðàáîòó ïðèåìíèêà èçëó÷åíèÿ ñ âûñîêîé ëèíåéíîñòüþ ñâåòîâîé õàðàêòåðèñòèêè. Èñêàæåíèå ýòîé õàðàêòåðèñòèêè ïðîèñõîäèò îò äâóõ ôàêòîðîâ:
1. Ïàäåíèå ýôôåêòèâíîñòè ïðèåìíèêà â êðàåâîé çîíå;
2. Ïðè íå òî÷íîì ïîïàäàíèè ëó÷à â âåðòèêàëüíîé ïëîñêîñòè ýôôåêòèâíûé ðàçìåð åãî óìåíüøàåòñÿ è ìîæåò ïðîèñõîäèòü âèíüåòèðîâàíèå ïó÷êà èçëó÷åíèÿ.
Ïîýòîìó ñîîòíîøåíèå ïó÷êà ñâåòîâîãî äèàìåòðà ëó÷à è ïðèåìíîé ïëîùàäêè íåîáõîäèìî âûáèðàòü èç óñëîâèÿ:
Dïó÷êà+ 2 x1,5 + 0,5 ≤ Dïðèåìíèêà (4)
Ãäå 1,5 - äèàïàçîí èçìåðÿåìûõ îòêëîíåíèé;
0,5- çîíà ïàäåíèÿ ýôôåêòèâíîñòè ôîòîïðèåìíèêà.
 ýòîì ñîîòíîøåíèè íå ó÷èòûâàåòñÿ ãîðèçîíòàëüíîå ñìåùåíèå ïÿòíà îòíîñèòåëüíî ïðèåìíèêà, âûçâàííîå ïîãðåøíîñòüþ íàâåäåíèÿ. Âåëè÷èíà ïîãðåøíîñòè íàâåäåíèÿ îáû÷íî çàäàåòñÿ ÷àñòüþ ïÿòíà. Òèïîâûå çíà÷åíèÿ áûâàþò îò (0,3 ÷0,4) Dïó÷êà. Âûõîäÿ èç âûøå ïðèâåäåííûõ óñëîâèé, âûáèðàåì ðàçìåð ïó÷êà èçîáðàæåíèÿ.
D ïó÷êà èçîáðàæåíèÿ=8ìì ïðè ñâåòîâîì äèàìåòðå ïðèåìíèêà èçëó÷åíèÿ 13,7 ìì.
Äëÿ ôîðìèðîâàíèÿ íà ïëîùàäêå ôîòîïðèåìíèêà ñâåòîâîãî ïÿòíà êîíå÷íîãî ðàçìåðà â êà÷åñòâå ïðåäìåòà èñïîëüçóåì äèàôðàãìó, äèàìåòð îòâåðñòèÿ êîòîðîé, ñîãëàñíî òåõíè÷åñêîìó çàäàíèþ, ðàâåí 0,1 ìì.
Dïó÷êà ïðåäìåòà=0,1 ìì.
Èñõîäÿ èç êðèòåðèåâ óìåíüøåíèÿ ãàáàðèòîâ, áûë âûáðàí òåëåîáúåêòèâ.
Óãîë ðàñõîæäåíèÿ èçëó÷åíèÿ íàõîäèòñÿ ñëåäóþùèì ñîîòíîøåíèåì:
(5)
ãäå - óãîë ðàñõîæäåíèå èçëó÷åíèÿ;
- ñâåòîâîé äèàìåòð èçîáðàæåíèÿ;
-ðàññòîÿíèå îò ïðèåìíèêà èçëó÷åíèÿ äî äèàôðàãìû.
Ðàññ÷èòûâàåì ôîêóñíîå ðàññòîÿíèå îáúåêòèâà.
(6)
ãäå - ôîêóñíîå ðàññòîÿíèå îáúåêòèâà;
- âûñîòà äèàôðàãìû
Íà ðàññòîÿíèè 212,5 ìì óãîë ðàñõîæäåíèå èçëó÷åíèÿ îïðåäåëÿåòñÿ ñîîòíîøåíèåì:
(7)
ãäå - óãîë ðàñõîæäåíèå ïó÷êà ëó÷åé ëàçåðíîãî äèîäà;
- ñâåòîâîé äèàìåòð ëèíçû;
- ôîêóñíîå ðàññòîÿíèå îáúåêòèâà.
Çíàÿ ñâåòîâîé äèàìåòð ëèíçû, è ó÷èòûâàÿ ðàñõîäèìîñòü ïó÷êà ëó÷åé ëàçåðíîãî äèîäà, íàõîäèì ðàññòîÿíèå îò ëàçåðíîãî äèîäà äî äèàôðàãìû ñëåäóþùèì ñîîòíîøåíèåì:
(8)
ãäå - ðàññòîÿíèå îò ëàçåðíîãî äèîäà äî äèàôðàãìû;
- âûñîòà äèàôðàãìû
ìì
Òàêèì îáðàçîì, ðàññòîÿíèå îò ëàçåðíîãî äèîäà äî äèàôðàãìû ñîñòàâëÿåò 2,65 ìì.
Ïî ðåçóëüòàòàì ãàáàðèòíîãî ðàñ÷åòà îáúåêòèâà ïîëó÷àåì ñëåäóþùèå âåëè÷èíû:
Êîíñòðóêòèâíûå ïàðàìåòðû îáúåêòèâà:
R1=17,62 d1=33,205 òô4
R2=167,11 d2=2,0 1
R3=25,47 d3=4,0 ëô5
R4= - 29,79 ê8
Ïàðàêñèàëüíûå õàðàêòåðèñòèêè îáúåêòèâà:
= - 212,5
= 212,5
= - 67, 7744
= 536,9299
= -144,7256
= 324,4298
4.2Ðàñ÷åò ñâåòîäåëèòåëüíîé ïðèçìû
Ðàçìåðû ñâåòîäåëèòåëüíîé ïðèçìû è ðàññòîÿíèå áûëè âûáðàíû èç êîíñòðóêòèâíûõ ñîîáðàæåíèé. Ñ ó÷åòîì äîïóñêîâ ðàçìåð ñâåòîäåëèòåëüíîé ïðèçìû ðàâåí 8õ8 ìì.
4.3 Ðàñ÷åò ïåíòàïðèçìû
Ðàñ÷åò ðàçìåðîâ ïåíòàïðèçìû âåäåòñÿ îò ïîñëåäíåé ïîâåðõíîñòè ëèíçû îáúåêòèâà äî åå âõîäíîé ãðàíè, ðàñïîëîæåííîé íà ðàññòîÿíèè . Òàê êàê îáúåêòèâ ôîðìèðóåò ïàðàëëåëüíûé ïó÷îê ëó÷åé, òî ñâåòîâîé äèàìåòð âõîäíîé è âûõîäíîé ãðàíè, ñ ó÷åòîì äîïóñêîâ áóäåò ðàâåí 10,25 ìì.
Íàõîäèì äëèíó õîäà ëó÷à â ïðèçìå èç ñëåäóþùåãî ñîîòíîøåíèÿ:
=3,414 D (9)
= ìì
4.4 Ðàñ÷åò îêóëÿðà
Äëÿ íàáëþäåíèÿ è þñòèðîâêè ñâåòîâîãî ïÿòíà íà ôîòîïðèåìíèêå ââåäåí íàáëþäàòåëüíûé êàíàë. Äëÿ òîãî ÷òîáû ãëàç ìîã ðàññìîòðåòü èçîáðàæåíèå ïðåäìåòà, íåîáõîäèìî èìåòü íà âûõîäå îêóëÿð. Îêóëÿð äîëæåí íàõîäèòñÿ â ôîêàëüíîé ïëîñêîñòè îáúåêòèâà.
= - 67, 7744 ìì
Ñâåòîâîé äèàìåòð ïðèåìíèêà èçëó÷åíèÿ ðàâåí 14 ìì.
Äèàìåòð ãëàçà ðàâåí 4,5 ìì.
Âûáèðàåì îêóëÿð òàêèì îáðàçîì, ÷òîáû ôîêàëüíàÿ ïëîñêîñòü îáúåêòèâà áûëà ðàâíà ôîêàëüíîé ïëîñêîñòè îêóëÿðà.
Ïî ðåçóëüòàòàì ãàáàðèòíîãî ðàñ÷åòà îêóëÿðà ïîëó÷àåì ñëåäóþùèå âåëè÷èíû:
Êîíñòðóêòèâíûå ïàðàìåòðû îêóëÿðà:
R1= 149,75 d1= 2,68 òô1
R2= 28,01 d2= 7,15 áê6
R3= -37,1 d3=34.42 1
R4=137,85 d2=7,15 ê8
R5= -63,01
Ïàðàêñèàëüíûå õàðàêòåðèñòèêè îêóëÿðà:
= -49,99
= 49,99
= -21,5902
= 19,8969
= 28,4097
= -30,103
= 0,9685
5.ÝÍÅÐÃÅÒÈ×ÅÑÊÈÉ ÐÀÑ×ÅÒ
Äëÿ îáåñïå÷åíèÿ ðàáîòîñïîñîáíîñòè ëþáîãî îïòèêî-ýëåêòðîííîãî ïðèáîðà âàæíî ïîëó÷èòü îïðåäåëåííûå ýíåðãåòè÷åñêèå ñîîòíîøåíèÿ ìåæäó ïîëåçíûì ñèãíàëîì, ò.å. ñèãíàëîì îò íàáëþäàåìîãî îáúåêòà, è ïîðîãîì ÷óâñòâèòåëüíîñòè ïðèáîðà - ìèíèìàëüíûì ñèãíàëîì, ïðè êîòîðîì ïðîèñõîäèò íàäëåæàùåå ñðàáàòûâàíèå îïòèêî-ýëåêòðîííîãî ïðèáîðà. Ïîðîã ÷óâñòâèòåëüíîñòè îïòèêî-ýëåêòðîííîãî ïðèáîðà îïðåäåëÿåòñÿ îáû÷íî øóìàìè. Îïðåäåëåíèå ýòèõ ñîîòíîøåíèé è íà èõ îñíîâå íåêîòîðûõ âàæíåéøèõ ïàðàìåòðîâ îïòèêî-ýëåêòðîííîãî ïðèáîðà (íàïðèìåð, ìîùíîñòè èñòî÷íèêà, äàëüíîñòè äåéñòâèÿ, ðàçìåðà âõîäíîãî çðà÷êà è.ò.ä.) ñîñòàâëÿåò îñíîâíîå ñîäåðæàíèå è öåëü ýíåðãåòè÷åñêèõ ðàñ÷åòîâ.
Ïîñëåäîâàòåëüíîñòü ýíåðãåòè÷åñêîãî ðàñ÷åòà:
1.Ðàñ÷åò êîýôôèöèåíòà èñïîëüçîâàíèÿ ëàçåðà;
2.Ðàñ÷åò êîýôôèöèåíòà ñâåòîïðîïóñêàíèÿ;
3.Ðàñ÷åò ïîëíîãî ñèãíàëà ïðèåìíèêà;
4.Ðàñ÷åò êðóòèçíû ñèãíàëüíîé õàðàêòåðèñòèêè;
5. Ðàñ÷åò óðîâíÿ ñèãíàëà ñîîòâåòñòâóþùèé äîïîëíèòåëüíîé ïîãðåøíîñòè;
6. Ñîîòíîøåíèå ñèãíàë øóì.
5.1 Ðàñ÷åò êîýôôèöèåíòà èñïîëüçîâàíèÿ ëàçåðà
Ïðè îïðåäåëåíèè êîýôôèöèåíòà èñïîëüçîâàíèÿ ëàçåðà íåîáõîäèìî ó÷èòûâàòü ïàðàìåòðû îïòè÷åñêîé ñèñòåìû è ñâåòîòåõíè÷åñêèå òðåáîâàíèÿ ê îáåñïå÷åíèþ ðàáîòû ïðèáîðà. Ïðèáîð ðàáîòàåò íà äèñòàíöèè îò1ì äî 17ì.  ýòîì ñëó÷àå ðàñïðåäåëåíèå ýíåðãèè ïðèíöèïèàëüíî ìåíÿåòñÿ.  áëèæíåé çîíå îïðåäåëÿåòñÿ îñâåùåííîñòüþ âõîäíîãî è âûõîäíîãî çðà÷êîâ îáúåêòèâà, à â äàëüíåé çîíå ñîîòâåòñòâóåò ðàñïðåäåëåíèþ îñâåùåííîñòè ïîëåâîé äèàôðàãìû. Äëÿ îáåñïå÷åíèÿ óñëîâèÿ ðàâíîìåðíîñòè îñâåùåííîñòè íåîáõîäèìî îòêàçàòüñÿ îò ìàêñèìàëüíîãî èñïîëüçîâàíèÿ ëàçåðà, à èñïîëüçîâàòü òîëüêî òó ÷àñòü, êîãäà èíäèêàòðèñà ( óãëîâîå ðàñïðåäåëåíèå ëàçåðà) ðàâíîìåðíà.
Îïðåäåëÿåì ñâåòîïðîïóñêàíèå èçëó÷àòåëÿ íà îñíîâàíèè îïòè÷åñêîé ñõåìû, êîòîðàÿ çàäàåò ðàñïîëîæåíèå ëàçåðà, ïîëåâîé äèàôðàãìû, îáúåêòèâà. Çàòåì íàõîäèì êîýôôèöèåíò èñïîëüçîâàíèÿ ëàçåðà, êîòîðûé îïðåäåëÿåò òåëåñíûé óãîë, ïîä êîòîðûì ñî ñòîðîíû ëàçåðà íàáëþäàåòñÿ îáúåêòèâ.
Íàõîäèì òåëåñíûé óãîë îïòè÷åñêîé ñèñòåìû:
(11)
ãäå- òåëåñíûé óãîë îïòè÷åñêîé ñèñòåìû;
-ïëîùàäü âûõîäíîãî çðà÷êà;
-äëèíà îïòè÷åñêîé ñèñòåìû.
(12)
Íàõîäèì òåëåñíûé óãîë èçëó÷åíèÿ ëàçåðà:
(13)
ãäå - òåëåñíûé óãîë èçëó÷åíèÿ ëàçåðà;
Θ׀׀ – ðàñõîäèìîñòü èçëó÷åíèÿ â ãîðèçîíòàëüíîì íàïðàâëåíèè;
Θ┴ – ðàñõîäèìîñòü èçëó÷åíèÿ â âåðòèêàëüíîì íàïðàâëåíèè.
=
Íàõîäèì êîýôôèöèåíò èñïîëüçîâàíèÿ ëàçåðà:
(14)
5.2 Ðàñ÷åò êîýôôèöèåíòà ñâåòîïðîïóñêàíèÿ
Êîýôôèöèåíò ñâåòîïðîïóñêàíèÿ ìîæíî âû÷èñëèòü ïî ôîðìóëå (15):
(15)
ãäå - êîýôôèöèåíò îòðàæåíèÿ îò ïîâåðõíîñòè äåòàëåé íà ãðàíèöå âîçäóõ- ñòåêëî äëÿ íåïðîñâåòëåííûõ äåòàëåé èç ñòåêëà ñ ïîêàçàòåëåì ïðåëîìëåíèÿ ; ;
-êîýôôèöèåíò ïîãëîùåíèÿ ñòåêëà îïòè÷åñêèõ äåòàëåé ñèñòåìû;
- äëèíà õîäà îñåâîãî ëó÷à â äåòàëÿõ (ñì);
-êîýôôèöèåíò îòðàæåíèÿ çåðêàëüíûõ íåïðîçðà÷íûõ ïîêðûòèé è ñâåòîäåëèòåëüíûõ ïîêðûòèé;
- êîýôôèöèåíò ïðîïóñêàíèÿ ñâåòîäåëèòåëüíûõ ïîêðûòèé;
- ÷èñëî äåòàëåé ñèñòåìû;
- ÷èñëî ïîâåðõíîñòåé, ãðàíè÷àùèõ ñ âîçäóõîì, êðîìå ïîâåðõíîñòåé ñî ñâåòîäåëèòåëüíûì è çåðêàëüíûì ïîêðûòèåì;
-÷èñëî ïîâåðõíîñòåé ñî ñâåòîäåëèòåëüíûì ïîêðûòèåì â óñëîâèÿõ ðàáîòû íà ïðîïóñêàíèå.
0,29
5.3 Ðàñ÷åò ïîëíîãî ñèãíàëà ïðèåìíèêà
Íàõîäèì ýôôåêòèâíûé ïîòîê ëàçåðà ïî ôîðìóëå (15):
(15)
ãäå - ýôôåêòèâíûé ïîòîê ëàçåðà;
- ïîëíûé ïîòîê áåç ó÷åòà ïðîïóñêàíèÿ ñèñòåìû.
Âò
Ïîòîê, ïðèõîäÿùèé íà ïðèåìíèê èçëó÷åíèÿ óìåíüøàåòñÿ â çàâèñèìîñòè êîýôôèöèåíòà ñâåòîïðîïóñêàíèÿ. Òîãäà ïîëíûé ïîòîê ñ ó÷åòîì ïðîïóñêàíèÿ ñèñòåìû áóäåò ðàâåí:
(16)
Âò
5.4 Ðàñ÷åò êðóòèçíû ñèãíàëüíîé õàðàêòåðèñòèêè
Âåëè÷èíà òîêà ñèãíàëà ïðèåìíèêà, ïîïàäàþùåãî íà îäíó èç ïîëîâèí, áóäåò ðàâíà:
(17)
Èç ïàðàìåòðîâ ïðèåìíèêà òîêîâàÿ ÷óâñòâèòåëüíîñòü - ðàâíà 0,4 À / Âò, à îòíîñèòåëüíàÿ ÷óâñòâèòåëüíîñòü - - 0,75
À
 êà÷åñòâå ñîãëàñóþùåãî óñèëèòåëÿ èñïîëüçóåì ïðåîáðàçîâàòåëü òîê – íàïðÿæåíèÿ ñ îì
(18)
Â
Äàëåå íåîáõîäèìî íàéòè êðóòèçíó ñèãíàëüíîé õàðàêòåðèñòèêè ïðè ñìåùåíèè ïÿòíà íà ïðèåìíîé ïëîùàäêå. Äëÿ ýòîãî íàõîäèì ïðèðàùåíèå ñèãíàëà ïðè ñìåùåíèè íà 1 ìì. Âåëè÷èíó ïðèðàùåíèÿ ñèãíàëà íàõîäèì èç óñëîâèÿ ïðîïîðöèîíàëüíîãî èçìåíåíèÿ ñèãíàëà è èçìåíåíèÿ çàñâå÷èâàåìîé ïëîùàäêå ïðèåìíèêà.
Ïëîùàäü çàñâåòêè ïðèåìíèêà ðàâíà 50,26 ìì.
Ïðè ñìåùåíèè ïÿòíà íà 1 ìì ïðèðàùåíèå ïëîùàäè áóäåò 8 ìì, òîãäà ïðèðàùåíèå ñèãíàëà áóäåò:
(19)
Â
5.5 Ðàñ÷åò óðîâíÿ ñèãíàëà ñîîòâåòñòâóþùèé äîïîëíèòåëüíîé ïîãðåøíîñòè
Íàõîäèì âåëè÷èíó ýëåêòðè÷åñêîãî ñèãíàëà, ñîîòâåòñòâóþùåé äîïîëíèòåëüíîé ïîãðåøíîñòè:
(20)
Â
5.6 Ñîîòíîøåíèå ñèãíàë øóì
Íàõîäèì íàïðÿæåíèå øóìà.
Øóì îïðåäåëÿåòñÿ äðîáîâûì òîêîì ôîòîïðèåìíèêà ñ ó÷åòîì .
Äèñïåðñèþ òîêà äðîáîâîãî øóìà â ïîëîñå ÷àñòîò îïðåäåëÿþò ïî ôîðìóëå Øîòòêè:
(21)
ãäå - çàðÿä ýëåêòðîíà; =;
- ñðåäíåå çíà÷åíèå òîêà â ïðèåìíèêå. Èç ïàñïîðòíûõ äàííûõ ïðèåìíèêà
À
- ÷àñòîòà.
À
À
Ïðîòåêàÿ ïî íàãðóçî÷íîìó ñîïðîòèâëåíèþ , òîê äðîáîâîãî øóìà ñîçäàåò íàïðÿæåíèå øóìà:
(22)
Â
(23)
Ïî ðåçóëüòàòàì ýíåðãåòè÷åñêîãî ðàñ÷åòà ìîæíî ñäåëàòü 2 çàêëþ÷åíèÿ:
1.Äèñïåðñèÿ îòñ÷åòîâ, âûçâàííàÿ øóìîâûìè ôëóêòóàöèÿìè ñèãíàëüíîãî òîêà ïðåíåáðåæèòåëüíî ìàëà;
2. Óðîâåíü ñèãíàëà ñîîòâåòñòâóåò äîïîëíèòåëüíîé îøèáêè ðàâíîé 17 ìÂ, ÷òî ïîçâîëÿåò èñïîëüçîâàòü ïðîñòîé 10 áèò ÀÖÏ äëÿ óïðàâëåíèÿ øêàëû èíäèêàòîðà áåç äîïîëíèòåëüíîãî óñèëèòåëÿ.
6.ÀÍÀËÈÇ ÏÎÃÐÅØÍÎÑÒÅÉ ÓÑÒÐÎÉÑÒÂÀ
Ïðîöåññ ôóíêöèîíèðîâàíèÿ óñòðîéñòâà êîíòðîëÿ ïëîñêîñòíîñòè ñîïðîâîæäàåòñÿ ïîãðåøíîñòÿìè (ïîòåðåé èíôîðìàöèè), êîòîðûå îïðåäåëÿþò òî÷íîñòü èçìåðåíèÿ. Ïîãðåøíîñòü èçìåðåíèÿ îáóñëîâëåíà ïîòåðåé èíôîðìàöèè, âîçíèêàþùèìè äî ïðåîáðàçîâàíèÿ âõîäíîãî ñèãíàëà â ïðèáîðå, íåïîñðåäñòâåííî â ïðîöåññå ïðåîáðàçîâàíèÿ è ïðè ðåãèñòðàöèè (îáðàáîòêå) ðåçóëüòàòîâ.
Ïîãðåøíîñòè èç-çà ïîòåðè èíôîðìàöèè äî ïðåîáðàçîâàíèÿ åå â ïðèáîðå, à òàêæå ïðè ðåãèñòðàöèè è îáðàáîòêå, íàçûâàþò ìåòîäè÷åñêèìè ïîãðåøíîñòÿìè.
Ïîãðåøíîñòè, îáóñëîâëåííûå ïîòåðåé èíôîðìàöèè â ñàìîì óñòðîéñòâå íàçûâàþò èíñòðóìåíòàëüíûìè ïîãðåøíîñòÿìè.
(23)
6.1 Ìåòîäè÷åñêèå ïîãðåøíîñòè
Ìåòîäè÷åñêèå ïîãðåøíîñòè îáóñëîâëåíû îøèáî÷íîñòüþ èëè íåäîñòàòî÷íîñòüþ ðàçðàáîòêè ïðèíÿòîé òåîðèè ìåòîäà ôóíêöèîíèðîâàíèÿ ïðèáîðà â öåëîì, äîïóùåíèÿìè â îòíîøåíèè îáúåêòà ñèãíàëà èëè êàíàëà ïðîõîæäåíèÿ ñèãíàëà è ò.ï. Èçìåðèòåëüíûé ïðîöåññ, âûïîëíÿåìûé ñ ïîìîùüþ ëàçåðíîãî èçëó÷åíèÿ, íà êîòîðîì îñíîâàí ïðèíöèï ðàáîòû óñòðîéñòâà èìååò áîëüøóþ ïðîñòðàíñòâåííóþ ïðîòÿæåííîñòü, ïîýòîìó â öåõîâûõ óñëîâèÿõ íå ïðåäñòàâëÿåòñÿ âîçìîæíîñòü ñîçäàòü ïðîñòðàíñòâåííî ñòàáèëüíûå, îäíîðîäíûå è èçîòðîïíûå òåìïåðàòóðíûå, ñâåòîâûå è äðóãèå óñëîâèÿ äëÿ îáåñïå÷åíèÿ îïòèìàëüíîé ðàáîòû ëàçåðíûõ èçìåðèòåëüíûõ ñèñòåì.
Íà òî÷íîñòü ðàáîòû ñ ïîìîùüþ ëàçåðíîãî èçëó÷åíèÿ áîëüøîå âëèÿíèå îêàçûâàþò âîçäóøíûé òðàêò è ñðåäà, ðàçäåëÿþùèå ëàçåðíûé èçëó÷àòåëü è êîîðäèíàòíûé ôîòîïðèåìíèê.
 ðåçóëüòàòå òåîðåòè÷åñêèõ è ýêñïåðèìåíòàëüíûõ èññëåäîâàíèé [6] óñòàíîâëåíà ñòåïåíü âëèÿíèÿ âîçäóøíîé ñðåäû íà òî÷íîñòü èçìåðåíèé ñ ïîìîùüþ ëàçåðíîãî èçëó÷åíèÿ, îïðåäåëåíû îñíîâíûå ïîãðåøíîñòè, âíîñèìûå âîçäóøíûì òðàêòîì â ïðîöåññå èçìåðåíèÿ.
Ëàçåðíîå èçëó÷åíèå, ðàñïðîñòðàíÿþùååñÿ â íåîäíîðîäíîé âîçäóøíîé ñðåäå, ïðåòåðïåâàåò ðÿä èçìåíåíèé ïîä âëèÿíèåì ðàçëè÷íûõ ôàêòîðîâ. Îñíîâíûå èç íèõ èçìåíåíèé ìîæíî ðàçäåëèòü íà ñëåäóþùèå ãðóïïû:
- Îñëàáëåíèå èçëó÷åíèÿ, ïðîèñõîäÿùåãî çà ñ÷åò ïîãëîùåíèÿ è ðàññåèâàíèÿ ýíåðãèè;
- Ðåôðàêöèÿ ëàçåðíîãî ëó÷à çà ñ÷åò èçìåíåíèÿ ñðåäíåé âåëè÷èíû êîýôôèöèåíòà ïðåëîìëåíèÿ ñðåäû ïî äëèíå âîçäóøíîãî òðàêòà;
- Ñëó÷àéíîé ðàññåèâàíèå èçëó÷åíèÿ, îáóñëîâëåííîå ôëóêòóàöèÿìè ïîêàçàòåëÿ ïðåëîìëåíèÿ ñðåäû.
(24)
6.1.1 Îñëàáëåíèå èçëó÷åíèÿ ëàçåðíîãî äèîäà â âîçäóøíîì òðàêòå è åãî âëèÿíèå íà òî÷íîñòü ðàáîòû èçìåðèòåëüíîé ñèñòåìû
Ïðè ðàñ÷åòàõ ïîãëîùåíèé ëàçåðíîãî èçëó÷åíèÿ íåîáõîäèìî ñ âûñîêîé òî÷íîñòüþ çíàòü ïîëîæåíèå öåíòðîâ ëèíèé ïîãëîùåíèÿ è ëèíèè èçëó÷åíèÿ ëàçåðíîãî äèîäà. Äëÿ âûáðàííîãî íàìè äèîäà, ðàáîòàþùåãî íà äëèíàõ âîëí 0,65 íì, íåò áëèæíèõ ëèíèé ïîãëîùåíèÿ àòìîñôåðíûõ ãàçîâ, ïîýòîìó ïîãëîùåíèå èçëó÷åíèÿ âîçäóøíûì òðàêòîì íà ýòîé äëèíå âîëíû áóäåò íåçíà÷èòåëüíûì.
 àòìîñôåðå ïðîèçâîäñòâåííûõ ïîìåùåíèé íàõîäèòñÿ âñåãäà îïðåäåëåííîå êîëè÷åñòâî ïûëè, ÷àñòèö äûìà, èñïàðåíèÿ, ðàçìåðû êîòîðûõ ìîãóò áûòü çíà÷èòåëüíî áîëüøå äëèíû âîëíû.
Ó÷èòûâàÿ, ÷òî äëèíà âîçäóøíîãî òðàêòà íå ïðåâûøàåò 100 ìåòðîâ, âëèÿíèåì îñëàáëåíèÿ èçëó÷åíèÿ ìîæíî ïðåíåáðå÷ü.
6.1.2 Ðåôðàêöèÿ ëàçåðíîãî ëó÷à
Âëèÿíèå ðåôðàêöèè íà òðàåêòîðèþ ëàçåðíîãî ëó÷à (l=0.65 íì) àíàëîãè÷íî âëèÿíèþ íà áåëûé ñâåòîâîé ëó÷ è èìååò ñåçîííóþ è ñóòî÷íóþ ïåðèîäè÷íîñòü.
Ïîãðåøíîñòü îò ðåãóëÿðíûõ ðåôðàêöèé îïðåäåëÿåòñÿ çàâèñèìîñòüþ:
(25)
ãäå -êîýôôèöèåíò çåìíîé ðåôðàêöèè (0,14);
-äëèíà âîçäóøíîãî òðàêòà (17ì);
-çåìíîé ðàäèóñ (6380 êì).
 öåõîâûõ ïîìåùåíèÿõ çàâîäîâ òåìïåðàòóðíûé ãðàäèåíò äîñòèãàåò 0,1…0,2˚Ñ/ ì è áîëåå. Ïðè ýòèõ óñëîâèÿõ ðåôðàêöèÿ äîñòèãàåò ± 0,003… ± 0,006 ìì ïðè äëèíå âîçäóøíîãî òðàêòà äî 17 ìåòðîâ.
Ïîãðåøíîñòè îò ðåôðàêöèè ëàçåðíîãî ëó÷à ìîæíî îòíåñòè ê ñèñòåìàòè÷åñêèì, åñëè èõ ðàññìàòðèâàòü äëÿ îäíîé êîíêðåòíîé ñõåìû êîíòðîëÿ èçäåëèé. Ñ èçìåíåíèåì ñõåìû êîíòðîëÿ, ïðè êîòîðîé èçìåíÿåòñÿ óãîë ìåæäó íàïðàâëåíèåì ëàçåðíîãî ëó÷à è ãðàäèåíòîì ïîêàçàòåëÿ ïðåëîìëåíèÿ ñðåäû, ýòó ïîãðåøíîñòü ñëåäóåò îöåíèâàòü êàê ñëó÷àéíóþ.
6.1.3 Ïîãðåøíîñòè öåíòðèðîâàíèÿ îò ôëóêòóàöèè ïîêàçàòåëÿ ïðåëîìëåíèÿ âîçäóøíîãî òðàêòà
Ôëóêòóàöèÿ òåïëîâûõ íåîäíîðîäíîñòåé â âîçäóøíîì òðàêòå ÿâëÿþòñÿ ïðè÷èíîé äðîæàíèÿ ëó÷à.
Ëó÷ ëàçåðíîãî äèîäà, óïàâøèé íà êàêîé- ëèáî ýëåìåíò s1 íåîäíîðîäíîñòè, îòêëîíÿåòñÿ íà ìàëûé óãîë δφ1 è ïîïàäàåò íà ýëåìåíò s2, êîòîðûé, â ñâîþ î÷åðåäü îòêëîíÿåò ëó÷ íà ýëåìåíòàðíûé óãîë δφ2 è ò.ä.  ðåçóëüòàòå ïðîõîæäåíèÿ ëó÷à ÷åðåç òîëùó íåîäíîðîäíîñòåé îí ïðåòåðïåâàåò n ñëó÷àéíûõ íåçàâèñèìûõ ïðîöåññîâ îòêëîíåíèÿ îò n íåîäíîðîäíîñòåé. Äëÿ àíàëèçà ñóììàðíîãî ýôôåêòà òàêèõ ïðîöåññîâ ïðèìåíÿþò ñòàòèñòè÷åñêèå ìåòîäû.
Ñðåäíåêâàäðàòè÷åñêàÿ ïîãðåøíîñòü ñìåùåíèÿ ðåïåðíîé îñè ëàçåðíîãî ëó÷à îò äåéñòâèÿ íåîäíîðîäíîñòåé òóðáóëåíòíîãî òðàêòà ïðèíèìàåò âèä:
(26)
ãäå ∆t – èçìåíåíèå òåìïåðàòóðû âîçäóøíîãî òðàêòà (â öåõîâûõ ïîìåùåíèÿõ îò 0,01 äî 0,1˚Ñ);
t- òåìïåðàòóðà â öåõå ( äëÿ ñðåäíåé ïîëîñû îò 10˚Ñ äî 27˚Ñ);
l- äëèíà âîçäóøíîãî òðàêòà.
(27)
Ïîäñòàâëÿÿ çíà÷åíèå (26) è (28) â âûðàæåíèå (25) ïîëó÷àåì
0.003 ìì
6.2 Èíñòðóìåíòàëüíûå ïîãðåøíîñòè
Èíñòðóìåíòàëüíûå ïîãðåøíîñòè ïîäðàçäåëÿþòñÿ íà òåîðåòè÷åñêèå, òåõíîëîãè÷åñêèå è ýêñïëóàòàöèîííûå.
 äàííîì ñëó÷àå ê èíñòðóìåíòàëüíûì ïîãðåøíîñòÿì îòíîñÿòñÿ îòêëîíåíèÿ îò ðàñ÷åòíûõ çíà÷åíèé õàðàêòåðèñòèê äåòàëåé è ïîãðåøíîñòè ýëåêòðîííîãî èçìåðèòåëüíîãî êàíàëà.
Ê èíñòðóìåíòàëüíûì ïîãðåøíîñòÿì çíà÷åíèé õàðàêòåðèñòèê äåòàëåé îòíîñèòñÿ:
· Ïîêàçàòåëè ïðåëîìëåíèÿ;
· Ìîäóëü óïðóãîñòè;
· Êîýôôèöèåíò ëèíåéíîãî ðàñøèðåíèÿ.
Ïîãðåøíîñòè ðàçìåðîâ è ôîðì äåòàëåé:
· Ïîãðåøíîñòü ðàäèóñîâ êðèâèçíû (0.003ìì);
· Ïîãðåøíîñòè ôîðìû ðàáî÷èõ ïîâåðõíîñòåé ëèíç (0.001).
Ïîãðåøíîñòü ðàñïîëîæåíèÿ è äåôîðìàöèè äåòàëåé:
· Äåöåíòðèðîâêà ëèíç (0.001 ìì);
· Äåôîðìàöèÿ ëèíç (0.003ìì);
· Ïîãðåøíîñòü çíà÷åíèé âîçäóøíûõ ïðîìåæóòêîâ (0.01 ìì).
Ïîãðåøíîñòü îò ïîâîðîòà ïåíòàïðèçìû:
Ïîãðåøíîñòüþ ïîâîðà÷èâàþùåéñÿ ïåíòàïðèçìû ÿâëÿåòñÿ îòêëîíåíèå ïðîõîäÿùåãî ÷åðåç íåãî ïó÷êà ëó÷åé. Íàêëîíû ïåíòàïðèçìû ïðîèñõîäÿò èç-çà çàçîðîâ íàïðàâëÿþùèõ âðàùåíèå ïðèçìû.
Ðàññìîòðèì âîçìîæíûå íàêëîíû ïðèçìû îòíîñèòåëüíî îñåé äåêàðòîâîé ñèñòåìû êîîðäèíàò.
ðèñ.20. Íàêëîíû ïðèçìû îòíîñèòåëüíî îñåé äåêàðòîâîé ñèñòåìû êîîðäèíàò.
Íàêëîí âîêðóã îñè Õ íå âëèÿåò íà ïîëîæåíèå ïðîõîäÿùåãî ÷åðåç ïðèçìó ëó÷à, áëàãîäàðÿ èíâàðèàíòíîìó ñâîéñòâó ïðèçìû â ãëàâíîì ñå÷åíèè.
Íàêëîí âîêðóã îñè Ó íå âíîñèò ïîãðåøíîñòü, ò.ê. â ýòîì íàïðàâëåíèè íå ïðîèñõîäèò èçìåðåíèå.
Íàêëîí âîêðóã îñè Z (îñü âèçèðîâàíèÿ) âíîñèò ïîãðåøíîñòü èçìåðåíèÿ, êîòîðûå îòíîñÿòñÿ ê ðàçðÿäó êîñèíóñíîé ïîãðåøíîñòè.
Îöåíèì âåëè÷èíó ýòîé ïîãðåøíîñòè äëÿ ãàáàðèòîâ íàøåé ñèñòåìû.
Óãîë íàêëîíà ïðèçìû îïðåäåëÿåòñÿ ïî ôîðìóëå (28).
(28)
Ãäå α – óãîë íàêëîíà ïðèçìû;
- âåëè÷èíà çàçîðà â íàïðàâëÿþùèõ (0.005 ìì);
L – ðàññòîÿíèå ìåæäó ïîäøèïíèêàìè íàïðàâëÿþùèõ(80ìì).
6,25·10-5
Îïðåäåëèì âåëè÷èíó ïîãðåøíîñòè â îòíîñèòåëüíûõ âåëè÷èíàõ
(29)
0.001ìì
Òàêèì îáðàçîì, ïîãðåøíîñòü îò íàêëîíà ïðèçìû íå ïðåâûøàåò 0,1% îò èçìåðåííîé âåëè÷èíû.
Ýêñïëóàòàöèîííûå ïîãðåøíîñòè:
· Ïîãðåøíîñòü ÷óâñòâèòåëüíîñòè ïðèåìíèêà (0.003 ìì);
· Ïîãðåøíîñòü èçëó÷àòåëüíîé ñïîñîáíîñòè (0.009ìì);
· Ïîãðåøíîñòü îòñ÷åòà (ýëåêòðîííàÿ îáðàáîòêà 0.0001 ìì).
Ïîãðåøíîñòè ýëåêòðîííîãî èçìåðèòåëüíîãî êàíàëà.
Ïîãðåøíîñòè ýëåêòðîííîãî òðàêòà ÿâëÿþòñÿ èíñòðóìåíòàëüíûìè ïîãðåøíîñòÿìè, íî ñ äðóãîé ñòîðîíû îíè ðàçäåëÿþòñÿ íà ñëó÷àéíûå è ñèñòåìàòè÷åñêèå.
Ñèñòåìàòè÷åñêèå ïîãðåøíîñòè ïðè äîñòàòî÷íîì óðîâíå èññëåäîâàíèÿ ìîãóò áûòü ñêîìïåíñèðîâàíû è ó÷òåíû è âõîäÿò â ñîñòàâ äîïîëíèòåëüíîé îøèáêè.
Ñëó÷àéíûå ïîãðåøíîñòè íå ìîãóò áûòü ñêîìïåíñèðîâàíû è ó÷òåíû, è âõîäÿò â îñíîâíóþ îøèáêó ïðèáîðà.
Ïðîâåäåì àíàëèç ñîñòàâëÿþùèõ ïîãðåøíîñòåé çâåíüåâ ñõåìû îáðàáîòêè ñèãíàëà, à çàòåì óòî÷íèì èõ âåëè÷èíó è âîçìîæíîñòü êîìïåíñàöèè ñèñòåìàòè÷åñêèõ ñîñòàâëÿþùèõ.
Ïåðâûì çâåíîì ýëåêòðîííîé ñèñòåìû îáðàáîòêè ñèãíàëà ÿâëÿåòñÿ èçìåðèòåëüíûé ïðåîáðàçîâàòåëü — ôîòîäèîä è èìåííî îí îïðåäåëÿåò âîçìîæíûé äèíàìè÷åñêèé äèàïàçîí ýòîé ñèñòåìû.
Ôîòîäèîä, êàê èñòî÷íèê îøèáîê èçìåðåíèÿ, ìîæíî îõàðàêòåðèçîâàòü óðîâíåì òåìíîâîãî òîêà, òåìïåðàòóðíûì êîýôôèöèåíòîì àáñîëþòíîé ÷óâñòâèòåëüíîñòè ôîòîäèîäà, óðîâíåì øóìîâîãî òîêà è âîñïðèèì÷èâîñòüþ ê ýëåêòðîìàãíèòíûì ïîìåõàì âíåøíèõ èñòî÷íèêîâ. Áåçóñëîâíî íå íàäî çàáûâàòü è î çàâèñèìîñòè îòíîñèòåëüíîé ñïåêòðàëüíîé ÷óâñòâèòåëüíîñòè îò òåìïåðàòóðû. Îäíàêî ýòè òåìïåðàòóðíûå âàðèàöèè ñóùåñòâåííû â îñíîâíîì íà êðàÿõ ðàáî÷åãî ñïåêòðàëüíîãî èíòåðâàëà ïðèåìíèêà èçëó÷åíèÿ. Ïðè âûáîðå ïðèåìíèêà èçëó÷åíèÿ ñòðåìèìñÿ ê îáåñïå÷åíèþ âîçìîæíîñòè ðàáîòû ïðèåìíèêà â îáëàñòè ìàêñèìàëüíîé ÷óâñòâèòåëüíîñòè, à, ñëåäîâàòåëüíî, è âäàëè îò êðàñíîé è ñèíåé ãðàíèö åãî ñïåêòðàëüíîãî äèàïàçîíà.
Òåìíîâîé òîê ôîòîäèîäà è òåìïåðàòóðíàÿ çàâèñèìîñòü àáñîëþòíîé ÷óâñòâèòåëüíîñòè äîñòàòî÷íî õîðîøî èçó÷åííûå çàâèñèìîñòè. Êàê îòìå÷àþò ìíîãîå àâòîðû, âåëè÷èíà òåìíîâîãî òîêà êîíêðåòíîãî ïðèáîðà ìîæåò ñëóæèòü ìåðîé òåìïåðàòóðû åãî ïåðåõîäà â ñîîòâåòñòâèè ñ èçâåñòíûì âûðàæåíèåì äëÿ òîêà ïîëóïðîâîäíèêîâîãî äèîäà:
(30)
Ãäå Id - òîê ôîòîäèîäà â êîíêðåòíîì ðåæèìå ñ íà÷àëüíûì òåìíîâûì òîêîì;
I0(Ò) çàâèñÿùåì îò òåìïåðàòóðû;
V — íàïðÿæåíèå íà ïåðåõîäå, êîòîðîå çàâèñèò îò ñõåìû èñïîëüçîâàíèÿ;
å — çàðÿä ýëåêòðîíà (1,6*10^-19 Êë);
k — ïîñòîÿííàÿ Áîëüöìàíà (1,38*10^-23);
T — àáñîëþòíàÿ òåìïåðàòóðà ïåðåõîäà.
Øóìîâûå ñâîéñòâà è âîñïðèèì÷èâîñòü ê ýëåêòðîìàãíèòíûì ïîìåõàì çàâèñÿò è îò èñõîäíûõ ñâîéñòâ ìàòåðèàëà, òåõíîëîãèè èçãîòîâëåíèÿ è êîíñòðóêòèâíîãî îôîðìëåíèÿ ïðèáîðà è îò ðåæèìà ðàáîòû ïðèáîðà.  ñîîòâåòñòâèè ñ îñîáåííîñòÿìè ðåøàåìûõ â íàñòîÿùåé ðàáîòå çàäà÷, èìååòñÿ âîçìîæíîñòü ðàáîòû ïðèåìíèêà èçëó÷åíèÿ íà îñíîâå ñîáñòâåííîãî ïîãëîùåíèÿ ìàòåðèàëà íå èñïîëüçóÿ äîïîëíèòåëüíîãî ëåãèðîâàíèÿ äëÿ ñìåùåíèÿ êðàñíîé ãðàíèöû ôîòîýôôåêòà. Âûøå ïðîâîäèëîñü îáîñíîâàíèå âûáîðà òèïà ïðèåìíèêà èçëó÷åíèÿ è åãî ðåæèìà ðàáîòû äëÿ îáåñïå÷åíèÿ ëèíåéíîñòè ñâåòîâîé õàðàêòåðèñòèêè â áîëüøîì äèíàìè÷åñêîì äèàïàçîíå îñâåùåííîñòè èëè ýíåðãåòè÷åñêîé îáëó÷åííîñòè.
Èñïîëüçîâàíèå ñõåìû îáðàáîòêè ñèãíàëà áåç ïðåäâàðèòåëüíîé ìîäóëÿöèè ïîëåçíîãî ñèãíàëà ïðèâîäèò ê íåîáõîäèìîñòè ó÷åòà ñâåðõ-íèçêî÷àñòîòíûõ øóìîâ ôîòîïðèåìíèêà è âõîäà ýëåêòðîííîé ñõåìû.
Òåìïåðàòóðíûå äðåéôû âñåõ óñèëèòåëüíûõ êàñêàäîâ ïðèâåäåííûõ êî âõîäó ÀÖÏ îïðåäåëÿò äîïîëíèòåëüíóþ ñèñòåìàòè÷åñêóþ àääèòèâíóþ ïîãðåøíîñòü, â òî âðåìÿ êàê òåìïåðàòóðíàÿ çàâèñèìîñòü àáñîëþòíîé ÷óâñòâèòåëüíîñòè ïðèåìíèêà èçëó÷åíèÿ, òåìïåðàòóðíàÿ çàâèñèìîñòü êîýôôèöèåíòà ïåðåäà÷è êàíàëà óñèëåíèÿ ñèãíàëà ïðèåìíèêà èçëó÷åíèÿ è ïîãðåøíîñòü íàïðÿæåíèÿ îïîðíîãî èñòî÷íèêà íàïðÿæåíèÿ ôîðìèðóþò âåëè÷èíó äîïîëíèòåëüíîé ñèñòåìàòè÷åñêîé ìóëüòèïëèêàòèâíîé òåìïåðàòóðíîé ïîãðåøíîñòè èçìåðåíèÿ.
Ïîãðåøíîñòè ÀÖÏ íåîáõîäèìî ðàçäåëèòü íà ìåòîäè÷åñêèå è èíñòðóìåíòàëüíûå. Òàê êàê äàæå èäåàëüíûé êâàíòîâàòåëü îãðàíè÷åííîé ðàçðÿäíîñòè èìååò ñòóïåí÷àòóþ ôóíêöèþ ïðåîáðàçîâàíèÿ h(u), òî ïðåäñòàâëåíèå ðåàëüíîé àíàëîãîâîé âåëè÷èíû u(t) âîçìîæíî òîëüêî ñ ïîãðåøíîñòüþ;
Ãäå g — íîìèíàëüíàÿ ñòóïåíü êâàíòîâàíèÿ;
Fr — ñèìâîë îáîçíà÷àþùèé äðîáíóþ ÷àñòü ÷èñëà.
Èñïîëüçóåìûå â ñîñòàâå ðàáî÷åãî ñðåäñòâà èçìåðåíèÿ ÀÖÏ äâîéíîãî èíòåãðèðîâàíèÿ õàðàêòåðèçóþòñÿ ñëåäóþùèìè ïàðàìåòðàìè: ÷èñëî îäíîçíà÷íûõ ñòóïåíåé êâàíòîâàíèÿ ðàâíî 1999, ïîãðåøíîñòü ïðåîáðàçîâàíèÿ ñîîòâåòñòâóåò ± 1 åìð (åäèíèöà ìëàäøåãî ðàçðÿäà ÀÖÏ), ïîãðåøíîñòü ïîääåðæàíèÿ îïîðíîãî íàïðÿæåíèÿ çà âðåìÿ ïðåîáðàçîâàíèÿ 0,2%, äîïîëíèòåëüíàÿ òåìïåðàòóðíàÿ ïîãðåøíîñòü ±1 åìð ïðè èçìåíåíèè òåìïåðàòóðû îò 10 è äî 40 °C. Äîïîëíèòåëüíîé èíñòðóìåíòàëüíîé ïîãðåøíîñòüþ áóäåò ïîãðåøíîñòü îïîðíîãî íàïðÿæåíèÿ.
Åñëè ó÷åñòü, ÷òî äëÿ óäîáñòâà ðàáîòû ñ ïðèáîðîì âûáðàí ïåðåõîä ìåæäó øêàëàìè ïî àíàëîãîâîìó ñèãíàëó ðàâíûé 10 , òî ïîãðåøíîñòü ïðåäñòàâëåíèÿ ðåçóëüòàòà èçìåðåíèÿ áóäåò:
(32)
Ãäå f6 — ñîñòàâëÿþùàÿ îñíîâíîé ïîãðåøíîñòè ïðèáîðà ñîãëàñíî ðåêîìåíäàöèÿì ÌÊÎ;
k — êîýôôèöèåíò ïåðåõîäà ìåæäó øêàëàìè;
d — ïîãðåøíîñòü êâàíòîâàíèÿ;
P — ìàêñèìàëüíîå ÷èñëî êâàíòîâàíèé.
Âåëè÷èíà ïîãðåøíîñòè ïîëó÷àåòñÿ ðàâíîé 0,02%.
Ïðîâåäåì ðàññìîòðåíèå ïðîõîæäåíèÿ àääèòèâíîé ñîñòàâëÿþùåé îøèáêè èçìåðåíèÿ ïîä âîçäåéñòâèåì òåìïåðàòóðû. Äèàïàçîí âàðèàöèé òåìïåðàòóðû îêðóæàþùåé ñðåäû äîëæåí ñîîòâåòñòâîâàòü ÒÇ íà ñîçäàâàåìûå ïðèáîðû, äëÿ ñëó÷àÿ ïðèáîðîâ öåõîâîãî êîíòðîëÿ ýòîò äèàïàçîí îáû÷íî îãðàíè÷èâàåòñÿ 20°C.
Ïîãðåøíîñòè è âîçìóùåíèÿ îòäåëüíûõ çâåíüåâ ïðîÿâëÿþòñÿ â ïîêàçàíèÿõ ïðèáîðà ñ ó÷åòîì êîýôôèöèåíòà ñâÿçè êîíêðåòíîãî çâåíà.
Ïåðâîå çâåíî ýëåêòðîííîé ñõåìû — ôîòîäèîä ÿâëÿåòñÿ çâåíîì ñ íàèáîëüøèì ðàçáðîñîì ïàðàìåòðîâ, êàê â ÷àñòè ñïåêòðàëüíûõ ñâîéñòâ, òàê è â ÷àñòè àáñîëþòíîé ÷óâñòâèòåëüíîñòè.
Íà÷àëüíîå ñìåùåíèå ñèãíàëüíîé õàðàêòåðèñòèêè êîìïåíñèðóåòñÿ â çâåíå ñîãëàñóþùåãî êàñêàäà ñèãíàëîì êîìïåíñàòîðà íà÷àëüíîãî ñìåùåíèÿ.
Âåëè÷èíà òåìíîâîãî òîêà çàâèñèò îò òåìïåðàòóðû â ñîîòâåòñòâèè ñ èçìåíåíèåì òåìíîâîãî òîêà:
(33)
Òîãäà ñèñòåìàòè÷åñêàÿ ïîãðåøíîñòü ñìåùåíèÿ ôîòîäàò÷èêà ìîæåò áûòü âûðàæåíà:
Ãäå Ku — êîýôôèöèåíò ïåðåäà÷è êàíàëà îò ôîòîäàò÷èêà äî èçìåðèòåëüíîãî ÀÖÏ.
Äëÿ òèïîâîãî äàò÷èêà ïðè äîïóñòèìîì èíòåðâàëå èçìåíåíèè òåìïåðàòóðû îêðóæàþùåé ñðåäû âåëè÷èíà ýòîé êîìïîíåíòû àääèòèâíîé ñîñòàâëÿþùåé ïîãðåøíîñòè èçìåðåíèÿ îöåíèâàåòñÿ â îòíîñèòåëüíûõ âåëè÷èíàõ 0,2 % íà ìëàäøåé øêàëå ïðèáîðà.
Êàê óæå îòìå÷àëîñü âûøå, òåìïåðàòóðíàÿ ïîãðåøíîñòü îïîðíîãî èñòî÷íèêà ïðîÿâëÿåòñÿ, â òîì ÷èñëå, â âèäå ñìåùåíèÿ êîìïåíñàöèè íà÷àëüíîãî óðîâíÿ.  ïðàêòèêå öèôðîâûõ ïðèáîðîâ ñðåäíåãî óðîâíÿ òî÷íîñòè, îñîáåííî ïåðåíîñíûõ è ìàëîãàáàðèòíûõ, øèðîêî èñïîëüçóþòñÿ îïîðíûå èñòî÷íèêè íà áàçå ïîëåâîãî òðàíçèñòîðà ñ p/n ïåðåõîäîì. Ïî äàííûì ôèðìû Siliconix îíè õàðàêòåðèçóþòñÿ ñëåäóþùèìè ïàðàìåòðàìè:
íîìèíàëüíûé òîê ñòàáèëèçàöèè — 0,22 äî 4,7 ìÀ
Äîïóñê — 10%
Òåìïåðàòóðíûé êîýôôèöèåíò — 0,15 %/°C
Ýòà òåìïåðàòóðíàÿ ïîãðåøíîñòü ïðîÿâëÿåòñÿ ÷åðåç âåëè÷èíó ñèãíàëà êîìïåíñèðóþùåãî íà÷àëüíîå ñìåùåíèå è âëèÿíèå ýòîé ïîãðåøíîñòè áóäåò òåì áîëüøå ÷åì áîëüøå áóäåò íà÷àëüíîå ñìåùåíèå ôîòîäàò÷èêà.
Ñ ó÷åòîì âûøå ñêàçàííîãî ìîæíî íàïèñàòü âûðàæåíèå äëÿ çàâèñèìîñòè àääèòèâíîé ñîñòàâëÿþùåé ñèñòåìàòè÷åñêîé ïîãðåøíîñòè èñòî÷íèêà îïîðíîãî íàïðÿæåíèÿ â âèäå:
Îïåðàöèîííûå óñèëèòåëè èñïîëüçóåìûå â ñîñòàâå ñõåìû òîæå âíîñÿò ñâîé âêëàä â àääèòèâíóþ ïîãðåøíîñòü ïðèáîðà. Ñ òî÷êè çðåíèÿ óõîäà íà÷àëà øêàëû ïðèáîðà âñå îïåðàöèîííûå óñèëèòåëè õàðàêòåðèçóþòñÿ âåëè÷èíîé íà÷àëüíîãî ñìåøåíèÿ è åãî òåìïåðàòóðíûì êîýôôèöèåíòîì, à òàê æå âåëè÷èíîé íà÷àëüíûõ âõîäíûõ òîêîâ, èõ ðàçíîñòüþ è èõ òåìïåðàòóðíûì êîýôôèöèåíòîì. Ïðè ïðàâèëüíî ñïðîåêòèðîâàííîé ñõåìå òîêîâîé òåìïåðàòóðíîé çàâèñèìîñòüþ ìîæíî ïðåíåáðå÷ü, è â ýòîì ñëó÷àå îñòàåòñÿ òåìïåðàòóðíûé äðåéô íà÷àëüíîãî ñìåùåíèÿ.
Âåëè÷èíà íà÷àëüíîãî ñìåùåíèÿ óñèëèòåëÿ êîìïåíñèðóåòñÿ â ïðîöåññå íàñòðîéêè ïðèáîðà, à òåìïåðàòóðíûé êîýôôèöèåíò îòäåëüíûõ çâåíüåâ ïðèâîäèò ê äîïîëíèòåëüíîé ïîãðåøíîñòè. Åñëè ââåñòè îáîçíà÷åíèå äëÿ êîýôôèöèåíòà ïåðåäà÷è îò âõîäà äàííîãî êàñêàäà äî âõîäà ÀÖÏ âèäà Kik òî âûðàæåíèå äëÿ òåìïåðàòóðíîãî ñìåùåíèÿ ïîêàçàíèÿ ïðèáîðà èç-çà äðåéôà âõîäíûõ öåïåé ÎÓ íàïèøåì â âèäå :
Ãäå aik — òåìïåðàòóðíûé êîýôôèöèåíò i-òîãî êàñêàäà.
 ñëó÷àå èñïîëüçîâàíèè óêàçàííûõ âûøå ïðèáîðîâ òåìïåðàòóðíûé äðåéô ìîæíî îöåíèòü âåëè÷èíîé 90 ìê / Ê, ÷òî ïðè ïåðåïàäå òåìïåðàòóðû â 20°C ïðèâåäåò ê ïîãðåøíîñòè â 0,2% îòíîñèòåëüíîé âåëè÷èíû íà ìëàäøåé øêàëå ïðèáîðà.
Êðîìå âëèÿíèÿ îêðóæàþùåé òåìïåðàòóðû, íà ïîêàçàíèÿ ïðèáîðà â ïðèíöèïå îêàçûâàåò âëèÿíèå èçìåíåíèå íàïðÿæåíèÿ ïèòàíèÿ ýëåêòðîííîé ñõåìû. Ýòè âîçäåéñòâèÿ ïðîèçâîäÿòñÿ ÷åðåç ñìåùåíèÿ íà÷àëüíîãî óðîâíÿ ÎÓ è ÷åðåç èçìåíåíèå êîýôôèöèåíòà ñáîðà íîñèòåëåé ôîòîäàò÷èêà. Ñîâðåìåííûå ÎÓ õàðàêòåðèçóþòñÿ êîýôôèöèåíòîì ïîäàâëåíèÿ âëèÿíèÿ èñòî÷íèêà ïèòàíèÿ íà óðîâíå îò 90 äî 120 äá è íåñòàáèëüíîñòü íà óðîâíå äîëåé âîëüòà íå îêàçûâàåò çàìåòíîãî âëèÿíèÿ íà ïîêàçàíèÿ ïðèáîðà.
Ïîä âëèÿíèåì âàðèàöèé òåìïåðàòóðû ïðîèñõîäÿò ïðîöåññû ïðèâîäÿùèå è ê èçìåíåíèþ êîýôôèöèåíòîâ ïåðåäà÷è îòäåëüíûõ çâåíüåâ.  ÷àñòíîñòè ïðèåìíèê èçëó÷åíèÿ ïðè òåìïåðàòóðàõ â áëèçè íîðìàëüíûõ õàðàêòåðèçóåòñÿ òåìïåðàòóðíûì êîýôôèöèåíòîì ðàâíûì - 0,003 /°Ñ. Îòìå÷åííàÿ âûøå òåìïåðàòóðíàÿ ïîãðåøíîñòü èñòî÷íèêà îïîðíîãî íàïðÿæåíèÿ ïðèâîäèò íå òîëüêî ê ñìåùåíèþ íà÷àëüíîãî óðîâíÿ , íî è ê èçìåíåíèþ ÷óâñòâèòåëüíîñòè ÀÖÏ.
Ïîëîæèòåëüíûé òåìïåðàòóðíûé êîýôôèöèåíò îïîðíîãî èñòî÷íèêà ïðèâîäèò ê âîçðàñòàíèþ âåëè÷èíû îïîðíîãî íàïðÿæåíèÿ, ÷òî ñ ó÷åòîì èñïîëüçóåìîé ñõåìîòåõíèêè ïðèâîäèò ê óìåíüøåíèþ ÷óâñòâèòåëüíîñòè ïðèáîðà.
Âûðàæåíèå äëÿ çàâèñèìîñòè ïðèâåäåííîé ÷óâñòâèòåëüíîñòè îò èçìåíåíèÿ ðàáî÷åé òåìïåðàòóðû ìîæíî ïðèâåñòè â âèäå:
 ñîîòâåòñòâèè ñ ýòèì âûðàæåíèå äëÿ ìóëüòèêàòèâíîé ñîñòàâëÿþùåé ñèñòåìàòè÷åñêîé äîïîëíèòåëüíîé òåìïåðàòóðíîé îøèáêè ïðèìåò âèä :
Ìóëüòèïëèêàòèâíàÿ ïîãðåøíîñòü ÿâëÿåòñÿ äîïîëíèòåëüíîé è ñèñòåìàòè÷åñêîé è ìîæåò áûòü ñêîìïåíñèðîâàíà â ïðîöåññå îáðàáîòêè ñèãíàëà. Åñëè ïîäñòàâèòü ÷èñëåííûå çíà÷åíèÿ òåìïåðàòóðíûõ êîýôôèöèåíòîâ â ïðåäûäóùåå âûðàæåíèå, òî ìîæíî íàïèñàòü âûðàæåíèÿ äëÿ ó÷åòà ýòîé êîìïîíåíòû ñèñòåìàòè÷åñêîé ïîãðåøíîñòè.
Ãäå Ei è Ek — èçìåðåííûå è êîìïåíñèðîâàííûå çíà÷åíèÿ ýíåðãåòè÷åñêîé ÿðêîñòè.
Äëÿ îöåíêè îòíîñèòåëüíîé âåëè÷èíû âêëàäà îòäåëüíûõ ñîñòàâëÿþùèõ ïîãðåøíîñòè ïðèâåäåì ñâîäíóþ òàáëèöó ¹4 äëÿ ýëåêòðîííîãî èçìåðèòåëüíîãî êàíàëà.
Òàáëèöà ¹4
N | Èñòî÷íèê îøèáêè è åå õàðàêòåðèñòèêè | |
1 | ÀÖÏ îñíîâíàÿ äèñêðåòèçàöèè ñëó÷àéíàÿ | 0,05% |
2 | ÀÖÏ äîïîëíèòåëüíàÿ ñèñòåìàòè÷åñêàÿ | 0,2 % |
3 | ÀÖÏ äîïîëíèò. ñèñòåìàòè÷åñêàÿ îò Ò | 0,02 % |
4 | ÈÎÍ äîïîëíèò.ñèñòåì. ìóëòèï. îò Ò | 0,15 %/Ê |
5 | ÈÎÍ äîïîëíèò ñèñòåì. àäîòòèâ. îò Ò | 0,009%/Ê |
6 | Ôîòîäèîä àäèòèâ. ñèñòåì. äîïîë. îòÒ | 0,002%/Ê |
7 | Ôîòîäèîä ìóëüòèï. ñèñòåìàò. äîïîë. îòÒ | 0,3%/Ê |
8 | Äðåéô íóëÿ óñèëèòåëÿ ñëó÷àéí. äîïîë. | 0,0005% |
ÈÒÎÃÎ ïðè ðàáîòå â öåõîâûõ óñëîâèÿõ ( DÒ = 20Ê ) 2,135 % |
Êàê âèäíî èç òàáëèöû, îñíîâíîé âêëàä â ïîãðåøíîñòü èçìåðåíèÿ ýëåêòðîííîãî êàíàëà âíîñÿò òåìïåðàòóðíûå çàâèñèìîñòè ÷óâñòâèòåëüíîñòè è íà÷àëüíîãî òîêà ôîòîäèîäà è èñòî÷íèêà îïîðíîãî íàïðÿæåíèÿ.
Àääèòèâíîñòü ïîãðåøíîñòè íà÷àëüíîãî òîêà ôîòîäèîäà îãðàíè÷èâàåò âîçìîæíîñòè óâåëè÷åíèÿ ÷óâñòâèòåëüíîñòè ïðèáîðà áåç àïïàðàòíîãî ðåøåíèÿ òåðìîêîíïåíñàöèè ôîòîäàò÷èêà.
Ïîãðåøíîñòü óñèëèòåëüíîãî êàíàëà 2,135% ïðè èñïîëüçîâàíèè ïðèáëèæåíèÿ Ñòåôàíà-Áîëüöìàíà ïðèâîäèò ê îøèáêå èçìåðÿåìîé âåëè÷èíû íà óðîâíå 0,5%, ÷òî óäîâëåòâîðÿåò òðåáîâàíèÿì ÒÇ.
Îñíîâíûå âëèÿþùèå îøèáêè ýëåêòðîííîãî èçìåðèòåëüíîãî êàíàëà ýòî îøèáêà èñòî÷íèêà îïîðíîãî íàïðÿæåíèÿ, îíà ÿâëÿåòñÿ ñèñòåìàòè÷åñêîé è ñîñòàâëÿåò 0,15% îò ñâîåãî çíà÷åíèÿ â òåìïåðàòóðíîì äèàïàçîíå 20Ê, è ÷óâñòâèòåëüíîñòü ôîòîäèîäà. Ïîãðåøíîñòü ôîòîäèîäà ñîçäàåò ñèñòåìàòè÷åñêóþ è äîïîëíèòåëüíóþ ïîãðåøíîñòü èçìåðåíèÿ, êîòîðóþ ìîæíî ó÷åñòü àëãîðèòìîì îáðàáîòêè ñèãíàëà è ïðîèçâîäèòü êîìïåíñàöèþ åå, èñïîëüçóÿ óïðîùåííóþ ñõåìó âûäåëåíèÿ ñèãíàëà. Òîãäà ýòà îøèáêà ìîæåò áûòü óìåíüøåíà äî ïîãðåøíîñòè ñõåìû àíàëîãîâîé êîìïåíñàöèè 0,3% íà 1Ê (ïðè 20˚ îíà ñîñòàâëÿåò 6%), íî èñïîëüçóÿ ñõåìó êîìïåíñàöèè ïî ñóììàðíîìó ñèãíàëó ýòó ïîãðåøíîñòü ìîæíî óìåíüøèòü â 100 ðàç è áîëåå. Äëÿ ýòîãî íàäî èñïîëüçîâàòü ñóììàðíûé ñèãíàë äâóõ ïëîùàäîê ôîòîäèîäà äëÿ ôîðìèðîâàíèÿ îïîðíîãî íàïðÿæåíèÿ ÀÖÏ.  ðåçóëüòàòå äåéñòâèòåëüíûõ çíà÷åíèé ïîãðåøíîñòåé èç-çà íåñòàáèëüíîñòè ôîòîäèîäà áåç èñïîëüçîâàíèÿ äîïîëíèòåëüíûõ íàñòðîåê áóäåò óìåíüøåíà äî óðîâíÿ 0,06%.
 ñâÿçè ñ òåì, ÷òî èíñòðóìåíòàëüíûå ïîãðåøíîñòè â óñòðîéñòâå èìåþò ñëó÷àéíûé âèä, è èõ ìîæíî èçìåðèòü òîëüêî íà èçãîòîâëåííîì èçäåëèè, ñëåäîâàòåëüíî, ïîãðåøíîñòè áåðåì èç ñïðàâî÷íèêà.
Ñ÷èòàåì ñóììàðíóþ ïîãðåøíîñòü âñåãî óñòðîéñòâà ïî ôîðìóëå (23):
Ñóììàðíàÿ ïîãðåøíîñòü óñòðîéñòâà ðàâíà 0,016 ìì, ÷òî óäîâëåòâîðÿåò óñëîâèþ çàäàíèÿ, ïîãðåøíîñòü íå äîëæíà ïðåâûøàòü 0, 02 ìì.
7. ÎÏÈÑÀÍÈÅ ÊÎÍÑÒÐÓÊÖÈÈ
Êîíñòðóêöèÿ óñòðîéñòâà äëÿ êîíòðîëÿ ïëîñêîñòíîñòè ñîñòîèò èç äâóõ óñòðîéñòâ: áàçîâîãî óñòðîéñòâà è èçìåðèòåëÿ.
 áàçîâîå óñòðîéñòâî âõîäèò óçåë ôîðìèðóþùèé ñâåòîâóþ îñü, óçåë âèçóàëüíîãî êîíòðîëÿ è óçåë ïîâîðîòíîé ïðèçìû. Îáùèé âèä óêàçàí íà ÷åðòåæå ÄÏ.593.001.000 ÑÁ.
Óçåë ôîðìèðóþùèé áàçîâóþ îñü âêëþ÷àåò â ñåáÿ äâóõêîìïîíåíòíûé îáúåêòèâ, êîòîðûé ñìîíòèðîâàí â öèëèíäðè÷åñêîì êîðïóñå. Ðàññòîÿíèå îáåñïå÷èâàåòñÿ ïðîìåæóòî÷íûì êîëüöîì. Îáúåêòèâ çàêðåïëåí íàñûïíûì ìåòîäîì. Èñòî÷íèê èçëó÷åíèÿ çàæèìàåòñÿ â îïðàâå ïðèæèìíûì êîëüöîì âìåñòå ñ äèàôðàãìîé. Äëÿ ïðîäîëüíîé þñòèðîâêè ïîëîæåíèÿ äèàôðàãìû åå îïðàâà ñíàáæåíà ðåçüáîâîé ïîâåðõíîñòüþ.  öåíòðå óñòðîéñòâà óñòàíîâëåíà ïðèçìà-êóá, êîòîðàÿ ïðèæèìàåòñÿ Z- îáðàçíîé ïëàíêîé.
Óçåë âèçóàëüíîãî êîíòðîëÿ ïðèâèí÷åíà òðóáà ñ ïåðåìåùàþùèìñÿ îêóëÿðîì. Îêóëÿð ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé äâóõêîìïîíåíòíóþ ñèñòåìó, çàêðåïëåííóþ íàñûïíûì ìåòîäîì. Ïåðåìåùåíèå îñóùåñòâëÿåòñÿ ïðè ïîìîùè ðó÷êè 42, êîòîðàÿ ñîïðÿãàåòñÿ ñ êðèâîëèíåéíûì ïàçîì ñ äåòàëüþ êîðïóñà ïîçèöèè34.
Óçåë ïîâîðîòíîé ïðèçìû ïîâîðà÷èâàåòñÿ âîêðóã âåðòèêàëüíîé îñè óñòðîéñòâà. Äëÿ ýòîãî ïðèìåíÿåòñÿ íàïðàâëÿþùàÿ âðàùåíèÿ, âûïîëíåííàÿ ïîäøèïíèêîì ïîçèöèè 47 è ïîçèöèè 48. Äëÿ ðåãóëèðîâêè óñòðîéñòâà ïðèìåíåíû þñòèðîâî÷íûå âèíòû ïîçèöèè 9. Óçåë ïîâîðîòíîé ïðèçìû çàêðûò êîæóõîì ïîçèöèåé12 è ïîçèöèåé 4.
Èçìåðèòåëüíîå óñòðîéñòâî âûïîëíåíî â âèäå åäèíîãî îñíîâàíèÿ ïîçèöèè 9, íà êîòîðîì ñìîíòèðîâàíû áàçîâûå ýëåìåíòû è áàçîâàÿ ÷àñòü. Áàçîâûå ýëåìåíòû âûïîëíåíû â âèäå öèëèíäðè÷åñêîé äåòàëè, êîòîðûå çàêðåïëåíû ñ íèæíåé ÷àñòüþ îñíîâàíèÿ âèíòàìè ïîçèöèè 15 íà ðàññòîÿíèè 180ìì. Èçìåðèòåëüíàÿ ÷àñòü óñòðîéñòâà ñìîíòèðîâàíà â îáùåé âòóëêå ïîçèöèè 8, â êîòîðîé êðåïèòüñÿ ôîòîäèîä. Ôîòîäèîä ïîçèöèè 1 ñîïðÿãàåòñÿ ñ ìåòàëëè÷åñêèìè äåòàëÿìè óñòðîéñòâà ÷åðåç äèýëåêòðè÷åñêèå êîëüöà ïîçèöèè 4. Óñòðîéñòâî îáåñïå÷èâàåòñÿ ïîïåðå÷íîé þñòèðîâêîé óñòðîéñòâà. Äëÿ ýòîãî êîíñòðóêöèÿ ñíàáæåíà äâóìÿ óïîðíûìè âèíòàìè. Äëÿ âåðòèêàëüíîãî ïåðåìåùåíèÿ íà âåðõíåé ÷àñòè îñíîâàíèÿ ñìîíòèðîâàíà øàðèêîâàÿ íàïðàâëÿþùàÿ ïîçèöèè 13. Ïåðåìåùàþùèéñÿ ïîëçóí ñîåäèíåí â íèæíåé ÷àñòè ñ èíäèêàòîðíûì ùóïîì ïîçèöèè 7.  íåðàáî÷åì ïîëîæåíèè íàïðàâëÿþùàÿ ôèêñèðóåòñÿ óïîðíûìè âèíòàìè ïîçèöèè14. Îáùèé âèä èçìåðèòåëüíîãî óñòðîéñòâà óêàçàí íà ÷åðòåæå ÄÏ 593.002.000ÑÁ.
8.ÎÏÈÑÀÍÈÅ ÝËÅÊÒÐÈ×ÅÑÊÎÉ ÑÕÅÌÛ
Ýëåêòðè÷åñêàÿ ñõåìà âêëþ÷åíèÿ ôîòîäèîäà ñîñòîèò èç äâóõ ñîãëàñóþùèõ óñèëèòåëåé, àíàëîãîâîãî ñóììàòîðà, ðåøàþùåãî àíàëîãîâî-öèôðîâîãî ïðåîáðàçîâàòåëÿ è èíäèêàòîðà. Ýëåêòðè÷åñêàÿ ñõåìà âêëþ÷åíèÿ ôîòîäèîäà ïîêàçàíà íà ðèñóíêå 21.
ðèñ.21.Ýëåêòðè÷åñêàÿ ñõåìà âêëþ÷åíèÿ ôîòîäèîäà.
Äâóõ ïëîùàäî÷íûé ïðèåìíèê èçëó÷åíèÿ íà áàçå ôîòîäèîäà ïîäêëþ÷åí ê äâóõêàíàëüíîìó ïðåîáðàçîâàòåëþ òîê-íàïðÿæåíèå. Äëÿ ïîëíîãî îáåñïå÷åíèÿ ïðèåìíèêà èçëó÷åíèÿ, åãî ÷óâñòâèòåëüíûå ïëîùàäêè ñîåäèíÿþòñÿ â äâå ãðóïïû, ãîðèçîíòàëüíî ðàñïîëîæåííûõ, è îáðàçóþò êîîðäèíàòíóþ ñèñòåìó âäîëü îñè Y.
Ôîòîäèîä ðàáîòàåò â ðåæèìå èñòî÷íèêà òîêà ñ ïîñòîÿííûì íàïðÿæåíèåì íà ïåðåõîäå, ÷òî îáåñïå÷èâàåò áîëüøîé äèíàìè÷åñêèé äèàïàçîí èçìåíåíèÿ ñèãíàëà (1010) ïðè ñîõðàíåíèè ëèíåéíîñòè ñèãíàëüíîé õàðàêòåðèñòèêè. Ñèãíàë ñ âûõîäà òîê-íàïðÿæåíèÿ ïîñòóïàåò íà äâà ñóììàòîðà, îäèí èç êîòîðûõ ñîáðàí ïî ñõåìå èíâåðòèðóþùåãî óñèëèòåëÿ è ïðîèçâîäèò ñóììó ñèãíàëîâ ïî îáîèì âõîäàì ñ îäíèì çíàêîì.  ðåçóëüòàòå ÷åãî íà âûõîäå ýòîãî ñóììàòîðà áóäåì èìåòü ñóììó ñèãíàëîâ ïðåîáðàçîâàòåëÿ òîê-íàïðÿæåíèÿ ñ ïðîòèâîïîëîæíûì çíàêîì. Âòîðîé ñóììàòîð ñîáðàí ïî ñõåìå äèôôåðåíöèàëüíîãî óñèëèòåëÿ. Ñ ïåðâîãî ïðåîáðàçîâàòåëÿ òîê-íàïðÿæåíèÿ ñèãíàë ïîñòóïàåò íà èíâåðòèðóþùèé âõîä ñóììàòîðà ÷åðåç R5, à ñî âòîðîãî ïðåîáðàçîâàòåëÿ òîê-íàïðÿæåíèÿ ïîäàåòñÿ ñèãíàë íà èíâåðòèðóþùèé âõîä ÷åðåç R7. Íîìèíàë ðåçèñòîðîâ R5÷R8 áóäóò ðàâíû.  ýòîì ñëó÷àå íàïðÿæåíèå íà âûõîäå âòîðîãî ñóììàòîðà áóäåò U2-U1. Ïîëó÷åííîå íàïðÿæåíèå ñóììàòîðîâ íàïðàâëÿåòñÿ íà ÀÖÏ äâîéíîãî èíòåãðèðîâàíèÿ.
Îñíîâíûå äîñòîèíñòâà ÀÖÏ äâîéíîãî èíòåãðèðîâàíèÿ çàêëþ÷àåòñÿ â åãî ïîìåõîçàùèùåííîñòè, âûñîêîé òî÷íîñòè è âîçìîæíîñòè ïîëó÷åíèÿ ñèãíàëà íà âûõîäå ÀÖÏ ïðîïîðöèîíàëüíîãî îòíîøåíèþ äâóõ ñèãíàëîâ. Êðîìå òîãî, âûáðàííàÿ ìèêðîñõåìà ïîçâîëÿåò ïðÿìîå ïîäêëþ÷åíèå æèäêîêðèñòàëëè÷åñêîãî èíäèêàòîðà ê âûõîäó ÀÖÏ.
Âûõîä ïåðâîãî ñóììàòîðà ôîðìèðóåò îïîðíûé ñèãíàë ÀÖÏ. Äèôôåðåíöèàëüíûé ñèãíàë ïîäàåòñÿ íà îñíîâíîé âõîä ÀÖÏ.
 ðåçóëüòàòå ïîêàçàíèÿ íà âûõîäå ÀÖÏ íà ïàíåëè èíäèêàöèè áóäåò âû÷èñëÿòüñÿ ïî ôîðìóëå(40):
(40)
9.ÌÅÒÎÄÈÊÀ ÞÑÒÈÐÎÂÊÈ ÓÑÒÐÎÉÑÒÂÀ ÄËß ÈÇÌÅÐÅÍÈß ÎÒÊËÎÍÅÍÈÉ ÎÒ ÏËÎÑÊÎÑÒÍÎÑÒÈ
9.1 Ðåãóëèðîâêà ôîêóñíîãî ðàññòîÿíèÿ
Äëÿ ýòîé îïåðàöèè èñïîëüçóåòñÿ îïòè÷åñêàÿ ñêàìüÿ, ñîñòîÿùàÿ èç êîëëèìàòîðà è ìèêðîñêîïà.  ôîêàëüíîé ïëîñêîñòè êîëëèìàòîðíîãî îáúåêòèâà ðàñïîëîæåíà ñåòêà ñ íåñêîëüêèìè âåðòèêàëüíûìè øòðèõàìè. Åå èçîáðàæåíèå ïîëó÷àåòñÿ â ôîêàëüíîé ïëîñêîñòè èñïûòóåìîãî îáúåêòèâà. Ýòî èçîáðàæåíèå ðàññìàòðèâàþò ïîñðåäñòâîì ìèêðîñêîïà è èçìåðÿþò ñ ïîìîùüþ îêóëÿð-ìèêðîìåòðà.
Ðåãóëèðîâêà ôîêóñíîãî ðàññòîÿíèÿ îñóùåñòâëÿåòñÿ ïîäðåçêîé ïðîìåæóòî÷íîãî êîëüöà ïîçèöèè 14.
9.2 Óñòàíîâêà äèàôðàãìû â ôîêàëüíîé ïëîñêîñòè îáúåêòèâà
Þñòèðîâêà èñòî÷íèêà èçëó÷åíèÿ âêëþ÷àåò â ñåáÿ äâà ýòàïà: óñòàíîâêà äèàôðàãìû â ôîêàëüíîé ïëîñêîñòè îáúåêòèâà è ïîëó÷åíèå ìàêñèìàëüíîé îñâåùåííîñòè äèàôðàãìû.
Óñòàíîâêà äèàôðàãìû â ôîêàëüíîé ïëîñêîñòè îáúåêòèâà ïðîèçâîäèòñÿ ñ ïîìîùüþ îïòè÷åñêîé ñêàìüè (àíàëîãè÷íî ï.9.1).  ôîêàëüíîé ïëîñêîñòè êîëëèìàòîðíîãî îáúåêòèâà ðàñïîëîæåíî ìàòîâîå ñòåêëî. Ïðîäîëüíûì ïåðåìåùåíèåì äèàôðàãìû, íàáëþäàÿ ÷åðåç ìèêðîñêîï åå èçîáðàæåíèå, äîáèâàåìñÿ ðåçêîãî èçîáðàæåíèÿ. Íàêëîíîì èñòî÷íèêà èçëó÷åíèÿ äîáèâàåìñÿ ìàêñèìàëüíîãî è ðàâíîìåðíîãî çàïîëíåíèÿ äèàôðàãìû ñâåòîâûì ïîòîêîì.
9.3 Êîíòðîëü íàïðàâëÿþùèõ
Âñå âèäû íàïðàâëÿþùèõ äîëæíû îòâå÷àòü ñëåäóþùèì îñíîâíûì òðåáîâàíèÿì: èìåòü íåîáõîäèìûå òî÷íîñòü è ïëàâíîñòü äâèæåíèÿ, ìàëîå òðåíèå, ìàëûé èçíîñ.
Ýòè òðåáîâàíèÿ óäîâëåòâîðÿþòñÿ çà ñ÷åò âûáîðà ìàòåðèàëîâ ñîïðÿãàåìûõ äåòàëåé ñ îäèíàêîâûì èëè áëèçêèì êîýôôèöèåíòîì ëèíåéíîãî ðàñøèðåíèÿ, êà÷åñòâåííîé îáðàáîòêè è ïîäãîòîâêè ïîâåðõíîñòåé íàïðàâëÿþùèõ, à òàêæå çà ñ÷åò ïðèìåíåíèÿ êà÷åñòâåííûõ ñìàçîê.
Ñáîðêó óçëà ñ íàïðàâëÿþùèìè âðàùàòåëüíîãî äâèæåíèÿ îñóùåñòâëÿåòñÿ ñëåäóþùèì îáðàçîì.
1. Êîìïëåêòóþò øàðèêîïîäøèïíèêè ñ âàëîì äëÿ ïîñàäêè èõ íà âàë ñ ïðåäóñìîòðåííûì íàòÿãîì.
2. Ìîíòàæ ïîäøèïíèêîâ.
3. Ðåãóëèðîâêà ïîäøèïíèêîâ. Îíà çàêëþ÷àåòñÿ â ñîçäàíèè îñåâîãî íàòÿãà, òðåáóåìóþ âåëè÷èíó êîòîðîãî â óçëàõ îáåñïå÷èâàþò ñ ïîìîùüþ ïîäðåçêè êîëüöà.
4. Êîíòðîëü ñáîðêè íàïðàâëÿþùèõ (ëåãêîñòü âðàùåíèÿ, áèåíèå è äð.). Äëÿ ýòîãî êîðïóñ èíäèêàòîðà çàêðåïëÿþò íà íåïîäâèæíîé ÷àñòè óçëà. Êàñàÿñü ÷óâñòâèòåëüíûì ýëåìåíòîì èíäèêàòîðà ïðîâåðÿåìîé ïîâåðõíîñòè âðàùàþùåéñÿ äåòàëè, ïî øêàëå èíäèêàòîðà íàõîäÿò âåëè÷èíó áèåíèé. Íà ýòîé ñòàäèè ñáîðêè îñóùåñòâëÿþò äîïîëíèòåëüíóþ ðåãóëèðîâêó, ÷èñòêó è ñìàçêó óçëà.
9.4 Þñòèðîâêà ñâåòîäåëèòåëüíîãî êóáèêà
Þñòèðîâêà ñâåòîäåëèòåëüíîãî êóáèêà îñóùåñòâëÿåòñÿ ðàçâîðîòîì ñàìîãî êóáèêà âîêðóã âèçèðíîé îñè.
Íàáëþäàÿ â îêóëÿð, äîáèâàåìñÿ ðåçêîãî èçîáðàæåíèÿ ïÿòíà íà òåñò-îáúåêòå, ðàñïîëîæåííîãî íà ðàññòîÿíèè 17 ì.
Òàáëèöà ¹5
Þñòèðîâêà óñòðîéñòâà äëÿ èçìåðåíèÿ îòêëîíåíèÿ îò ïëîñêîñòíîñòè
Íàèìåíîâàíèå îïåðàöèè | Ñõåìà þñòèðîâêè | Îïèñàíèå îïåðàöèè è îáîðóäîâàíèå |
1.Ðåãóëèðîâêà ôîêóñíîãî ðàññòîÿíèÿ |
Îáîðóäîâàíèå: îïòè÷åñêàÿ ñêàìüÿ, ñîñòîÿùàÿ èç êîëëèìàòîðà-Ê è ìèêðîñêîïà-Ì. Íàáëþäàåì ÷åðåç Ì èçîáðàæåíèå ñåòêè è èçìåðÿåì ñ ïîìîùüþ îêóëÿð-ìèêðîìåòðà. Ðåãóëèðîâêà ôîêóñíîãî ðàññòîÿíèÿ îñóùåñòâëÿåòñÿ ñ ïîìîùüþ ïîäðåçêè êîëüöà. |
|
2.Óñòàíîâêà äèàôðàãìû â ôîêàëüíîé ïëîñêîñòè îáúåêòèâà |
Îáîðóäîâàíèå: îïòè÷åñêàÿ ñêàìüÿ, ñîñòîÿùàÿ èç êîëëèìàòîðà-Ê è ìèêðîñêîïà-Ì. Ïðîäîëüíûì ïåðåìåùåíèåì óçëà äèàôðàãìû-Ó.Ä., íàáëþäàÿ ÷åðåç Ì, äîáèâàåìñÿ ðåçêîãî èçîáðàæåíèÿ. |
|
3.Ðåãóëèðîâêà îñåâîãî íàòÿãà. | Ðåãóëèðîâêà îñåâîãî íàòÿãà îáåñïå÷èâàåòñÿ ñ ïîìîùüþ ïîäðåçêè êîëüöà. | |
4.Þñòèðîâêà ñâåòîäåëèòåëüíîãî êóáèêà |
Ñ ïîìîùüþ ðàçâîðîòà ñâåòîäåëèòåëü-íîãî êóáèêà, íàáëþäàÿ â îêóëÿð, äîáèâàåìñÿ ðåçêîãî èçîáðàæåíèÿ ïÿòíà íà òåñò-îáúåêòå, ðàñïîëîæåí-íîãî íà ðàññòîÿíèè 17ì. |
10.ÝÊÎÍÎÌÈ×ÅÑÊÀß ×ÀÑÒÜ
10.1Îïðåäåëåíèå ñîñòàâà ðàñ÷åòà
Äèïëîìíàÿ ðàáîòà ïîñâÿùåíà ðàçðàáîòêå óñòðîéñòâà äëÿ êîíòðîëÿ ïëîñêîñòíîñòè ïîâåðõíîñòè. Íà îñíîâàíèè ïðîâåäåííîãî ðàíåå îáçîðà ðàçëè÷íûõ ìåòîäîâ è ñðåäñòâ êîíòðîëÿ ïëîñêîñòíîñòè ìîæíî ñäåëàòü âûâîä, ÷òî óñòðîéñòâî èìååò àíàëîã, ïîçâîëÿþùèé ïîëó÷èòü òå æå ðåçóëüòàòû, ÷òî è îáúåêò ðàçðàáîòêè. Àíàëîãîì ÿâëÿåòñÿ ïëîñêîìåð ÈÑ–41Ì. Òîâàðíûé òèï îáúåêòà ðàçðàáîòêè îïðåäåëÿåòñÿ ïóòåì àíàëèçà ðûíî÷íîé öåëè åãî ñîçäàíèÿ.  äàííîì ñëó÷àå òîâàðîì ÿâëÿåòñÿ ðàçðàáîòêà ñàìà ïî ñåáå, ò.å. ïðåäíàçíà÷åíà äëÿ ïðÿìîé ðûíî÷íîé ðåàëèçàöèè.  ñîîòâåòñòâèè ñ ýòèì âûáèðàåì âàðèàíò ðàñ÷åòà ¹1 [19].
Òàêèì îáðàçîì, ìîæíî îïðåäåëèòü ñîñòàâ ðàñ÷åòîâ â ýêîíîìè÷åñêîé ÷àñòè:
-ñìåòà çàòðàò íà ðàçðàáîòêó;
-îïðåäåëåíèå êîíêóðåíòíîé öåíû;
- ðàñ÷åò ñåáåñòîèìîñòè;
-ýêîíîìè÷åñêèå ðåçóëüòàòû.
10.2 Ðàñ÷åò ñìåòû çàòðàò íà ðàçðàáîòêó
 ñîñòàâ ñìåòíîé ñòîèìîñòè ðàçðàáîòêè âõîäÿò ñëåäóþùèå ñòàòüè çàòðàò:
· Ìàòåðèàëû, ïîêóïíûå èçäåëèÿ è ïîëóôàáðèêàòû,
· Ñïåöèàëüíîå îáîðóäîâàíèå äëÿ ïðîâåäåíèÿ ðàçðàáîòêè,
· Îñíîâíàÿ çàðàáîòíàÿ ïëàòà,
· Îò÷èñëåíèå íà ñîöèàëüíûå íóæäû,
· Çàòðàòû íà ýëåêòðîýíåðãèþ äëÿ òåõíîëîãè÷åñêèõ öåëåé,
· Êîíòðàãåíòíûå ðàáîòû,
· Ïðî÷èå çàòðàòû,
· Íàêëàäíûå ðàñõîäû.
Ñòîèìîñòü ìàòåðèàëîâ, ïîêóïíûõ èçäåëèé, ïîëóôàáðèêàòîâ Ñì îöåíèâàåòñÿ ïî äåéñòâóþùèì ðûíî÷íûì öåíàì.
Îáùèå çàòðàòû íà ðàçðàáîòêó ïðåäñòàâëåíû â òàáëèöå
Ðàñ÷åò çàòðàò íà ðàñõîäíûå ìàòåðèàëû
Òàáëèöà5
¹ ï/ï | Íàèìåíîâàíèå ðàñõîäíûõ ìàòåðèàëîâ | Åä. èçì. | Êîë-âî |
Öåíà åäèíèöû (ðóá.) |
Ñóììà (ðóá.) |
1 | Âàòìàí | øò | 7 | 7 | 49 |
2 | Áóìàãà äëÿ ïðèíòåðà | Óïàê. | 1 | 90 | 90 |
3 | Êàðòðèäæ äëÿ ïðèíòåðà | øò | 1 | 400 | 400 |
Èòîãî | 539 |
Ðàñ÷åò çàòðàò íà ñïåöèàëüíîå îáîðóäîâàíèå äëÿ ïðîâåäåíèÿ ðàçðàáîòêè
Ñòîèìîñòü ñïåöèàëüíîãî îáîðóäîâàíèÿ äëÿ ïðîâåäåíèÿ ðàçðàáîòêè Cîá â çàâèñèìîñòè îò åãî íàëè÷èÿ âû÷èñëÿåòñÿ ïî-ðàçíîìó. Ïðè ïðèîáðåòåíèè è èñïîëüçîâàíèè íàëè÷íîãî îáîðóäîâàíèÿ â ñìåòó âêëþ÷àþòñÿ òîëüêî àìîðòèçàöèîííûå îò÷èñëåíèÿ ïî íîðìàòèâàì.
Îíè âû÷èñëÿþòñÿ ïî ôîðìóëå (40):
(40)
ãäå m - êîëè÷åñòâî âèäîâ ñïåöèàëüíîãî îáîðóäîâàíèÿ;
ÍÀ - ãîäîâàÿ íîðìà àìîðòèçàöèîííûõ îò÷èñëåíèé;
Öîá - öåíà åäèíèöû îáîðóäîâàíèÿ;
tn – âðåìÿ èñïîëüçîâàíèÿ îáîðóäîâàíèÿ äëÿ èññëåäîâàíèÿ (ðàáîòû), ÷èñëî ëåò.
Òàáëèöà 6
¹ï/ï |
Íîìåíêëà-òóðà ñïåö. îáîðóäî-âàíèÿ |
Åä. èçì |
Êîë-âî åäèíèö |
Öåíà åäèíèöû (ðóá.) |
Âðåìÿ èñïîëüçî- âàíèÿ (ëåò) |
Ãîäîâ. íîðìà àìîðò. îò÷èñë. |
Èòîãî ñòîèìîñòü ñïåö. îáîðóäîâ (ðóá.) |
1 | Êîìïüþòåð | øò. | 1 | 18000 | 0.18 | 20% | 648 |
2 | Ïðèíòåð | øò. | 1 | 2400 | 0.18 | 20% | 86 |
Òîãäà ðóá
Îñíîâíàÿ çàðàáîòíàÿ ïëàòà (Ñîñ) îïðåäåëÿåòñÿ ïî ôîðìóëå:
(41)
ãäå ê –êîëè÷åñòâî êàòåãîðèé ðàçðàáîò÷èêîâ;
Ïmj – êîëè÷åñòâî ðàçðàáîò÷èêîâ äàííîé êàòåãîðèè;
- ñðåäíå÷àñîâàÿ çàðàáîòíàÿ ïëàòà j-îé êàòåãîðèè ðàçðàáîò÷èêîâ, ðóá;
Ð- ïðîäîëæèòåëüíîñòü ðàáîòû, âûïîëíÿåìîé ðàáîòíèêîì îïðåäåëåííîé êàòåãîðèè, ÷àñ.
Ðàçðàáîòêà êîíñòðóêöèè óñòðîéñòâà âûïîëíÿåòñÿ êîíñòðóêòîðîì è òåõíîëîãîì. Îíè ðàáîòàþò â òå÷åíèè òðåõ ìåñÿöåâ, ò.å. 62 ðàáî÷èõ äíÿ ïî 8 ÷àñîâ â äåíü. Çàðàáîòíàÿ ïëàòà êîíñòðóêòîðà ñîñòàâëÿåò 7000 ðóáëåé â ìåñÿö, çàðàáîòíàÿ ïëàòà òåõíîëîãà-5000 ðóáëåé â ìåñÿö.
Îïðåäåëèì ñðåäíå÷àñîâóþ çàðàáîòíóþ ïëàòó êàæäîé êàòåãîðèè ðàçðàáîò÷èêîâ.
= 7000:168= 41,66 ðóá.
= 5000:168=29,76 ðóá.
Òàêèì îáðàçîì, îñíîâíàÿ çàðàáîòíàÿ ïëàòà ðàçðàáîò÷èêîâ ñîñòàâëÿåò 12000 ðóáëåé.
Äîïîëíèòåëüíàÿ çàðàáîòíàÿ ïëàòà ( Cäîï) îïðåäåëÿåòñÿ ïî ôîðìóëå:
(42)
ãäå - íîðìàòèâ çàòðàò íà äîïîëíèòåëüíóþ çàðïëàòó îò îñíîâíîé, = 10…15%.
1200 ðóá.
Îò÷èñëåíèå â ñîöèàëüíûå âíåáþäæåòíûå ôîíäû îïðåäåëÿþòñÿ ïî ôîðìóëå:
(43)
ãäå r- ñóììàðíàÿ âåëè÷èíà îò÷èñëåíèé â ñîöèàëüíûå âíåáþäæåòíûå ôîíäû (35,6%).
4700 ðóá.
Çàòðàòû íà ýëåêòðîýíåðãèþ äëÿ òåõíîëîãè÷åñêèõ öåëåé (Ñýí) îïðåäåëÿåòñÿ ïî ôîðìóëå
(44)
ãäå l- íîìåíêëàòóðà îáîðóäîâàíèÿ, èñïîëüçóåìîãî äëÿ ðàçðàáîòêè;
Wi – ìîùíîñòü îáîðóäîâàíèÿ ïî ïàñïîðòó, êÂò;
Ti- âðåìÿ èñïîëüçîâàíèÿ äëÿ ïðîâåäåíèÿ ðàçðàáîòêè, ÷àñ;
Ckr – ñòîèìîñòü îäíîãî êÂò-÷àñ ýëåêòðîýíåðãèè, ðóá;
Kwi – êîýôôèöèåíò èñïîëüçîâàíèÿ ìîùíîñòè (Kwi<1).
Äëÿ ðàçðàáîòêè è èñïûòàíèé óñòðîéñòâà èñïîëüçóåòñÿ ñëåäóþùåå îáîðóäîâàíèå: ïåðñîíàëüíûé êîìïüþòåð â êîëè÷åñòâå 1 øòóêà è ïðèíòåð ñ íîìèíàëüíîé ìîùíîñòüþ 40 Âò (0,04 êÂò) è êîýôôèöèåíòîì èñïîëüçîâàíèÿ ìîùíîñòè Êwi = 0,4 . Âðåìÿ ðàáîòû ñîòðóäíèêîâ çà êîìïüþòåðîì ñ ïðèíòåðîì 3 ìåñÿöà, ÷òî ïðè 21 ðàáî÷åì äíå ïðîäîëæèòåëüíîñòüþ 8 ÷àñîâ ñîñòàâèò 504 ÷àñà. Âðåìÿ ðàáîòû ñîòðóäíèêîâ çà ïðèíòåðîì 1 ìåñÿö, ÷òî ïðè 21 ðàáî÷åì äíå ïðîäîëæèòåëüíîñòüþ 8 ÷àñîâ ñîñòàâèò 168 ÷àñîâ. Ïðè ñòîèìîñòè îäíîãî êÂò/÷àñà ýëåêòðîýíåðãèè 1,10 ðóá. èìååì:
Ñýí = 1,10 • 0,04 • (504 +168) ≈ 30 ðóá.
Çàòðàòû íà êîìàíäèðîâêè ( Ñêîì) íå ó÷èòûâàþòñÿ, òàê êàê ðàçðàáîòêà íå òðåáóåò âûåçäà â êîìàíäèðîâêè.
Ñòîèìîñòü êîíòðàãåíòíûõ ðàáîò (Ñêð), ò.å, ðàáîò, âûïîëíÿåìûõ ñòîðîííèìè îðãàíèçàöèÿìè íåïîñðåäñòâåííî äëÿ äàííîé ðàçðàáîòêè, íå ó÷èòûâàåòñÿ, òàê êàê âñå ðàáîòû âûïîëíÿþòñÿ â îäíîé îðãàíèçàöèè.
Ê ñòàòüå "Ïðî÷èå çàòðàòû" (Ñï) îòíîñÿòñÿ çàòðàòû, ñâÿçàííûå ñ îïëàòîé ýêñïåðòèç, êîíñóëüòàöèé, ïîëó÷åíèåì ïàòåíòíîé èíôîðìàöèè, àðåíäîé ïîìåùåíèé è ò.ï.
Íàêëàäíûå ðàñõîäû (Ñï) íà÷èñëÿþòñÿ â ïðîöåíòàõ ê îñíîâíîé çàðàáîòíîé ïëàòå.
Ïðèìåì â êà÷åñòâå ïðî÷èõ çàòðàò 5% îò ñóììû ïðåäûäóùèõ ñòàòåé, ñâÿçàííûõ ñ îïëàòîé êîíñóëüòàöèé.
Ñï = (Ñì +Ñîá +Ñîñ + Ñäîï +Ññô + Ñýí +Ñêð)∙0,05. (45)
Ïîäñòàâèì âåëè÷èíû è ïîëó÷èì
Ñï = 957 ðóá
Íàêëàäíûå ðàñõîäû Ñí íà÷èñëÿþòñÿ â ïðîöåíòàõ ê îñíîâíîé çàðàáîòíîé ïëàòå (îò 70 äî 100%). Ïðèìåì Ñí = 80%. Òîãäà
Ñí = 7000 • 0,8 = 5600 ðóá.
Îáùàÿ ñìåòíàÿ ñòîèìîñòü (Ñð) îïðåäåëÿåòñÿ ñóììèðîâàíèåì åå ñîñòàâëÿþùèõ:
Cð= ÑÌ+Ñîá+Ñîñ+ Ñäîï+ Ññí+Ñýí + Ñï+ Ñí (46)
Ïîëó÷åííûå äàííûå ñâåäåíû â òàáëèöó ¹ 7
Òàáëèöà ¹ 7
¹ ï.ï | Ñòàòüè ðàñõîäîâ | Óñëîâíûå îáîçíà÷åíèÿ | Çàòðàòû ïî ñòàòüÿì (ðóá.) |
1 | Ìàòåðèàëû, ïîêóïíûå èçäåëèÿ è ïîëóôàáðèêàòû | ÑÌ | 539 |
2 | Ñïåö. îáîðóäîâàíèå äëÿ ïðîâåäåíèÿ ðàçðàáîòêè | Ñîá | 660 |
3 | Îñíîâíàÿ çàðàáîòíàÿ ïëàòà ðàçðàáîò÷èêîâ | Ñîñ | 12000 |
4 | Äîïîëíèòåëüíàÿ çàðàáîòíàÿ ïëàòà | Ñäîï | 1200 |
5 | Îò÷èñëåíèå íà ñîöèàëüíûå íóæäû | Ññô | 4700 |
6 | Çàòðàòû íà ýëåêòðîýíåðãèþ äëÿ òåõíîëîãè÷. öåëåé | Ñýí | 30 |
7 | Ïðî÷èå çàòðàòû | Ñï | 957 |
8 | Íàêëàäíûå ðàñõîäû | Ñí | 5600 |
Èòîãî: | Cð | 25686 |
10.3 Îïðåäåëåíèå êîíêóðåíòíîé öåíû îáúåêòà
Ðûíî÷íàÿ öåíà àíàëîãà îáúåêòà ðàçðàáîòêè îïòè÷åñêîãî ïëîñêîìåðà ÈÑ-41 Ì ñîñòàâëÿåò 35000 ðóáëåé.
Êîíêóðåíòíàÿ öåíà îáúåêòà (Öêîíê) îïðåäåëÿåòñÿ ïî ôîðìóëå "Áåðèì":
(47)
ãäå Öà- ðûíî÷íàÿ öåíà àíàëîãà îáúåêòà ðàçðàáîòêè, ðóá.;
A,B,..- îöåíêè çíà÷èìîñòè òåõíèêî-ýêñïëóàòàöèîííûõ õàðàêòåðèñòèê (ïàðàìåòðîâ êîíêóðåíòîñïîñîáíîñòè); A+B+…=1;
Âîçüìåì çà À –ïîãðåøíîñòü èçìåðåíèÿ, çà Â-ãàáàðèòíûå ðàçìåðû äåòàëåé, çà Ñ- äèàïàçîí èçìåðåíèÿ îòêëîíåíèé.
X0, Y0…- ÷èñëåííûå çíà÷åíèÿ òåõíèêî-ýêñïëóàòàöèîííûõ õàðàêòåðèñòèê îáúåêòà ðàðàáîòêè;(0,02;17000;0,1)
Xa,Ya…- ÷èñëåííûå çíà÷åíèÿ òåõíèêî-ýêñïëóàòàöèîííûõ õàðàêòåðèñòèê àíàëîãà;(0,1;1000;3)
n- ïàðàìåòð íåëèíåéíîñòè èçìåðåíèÿ öåíû ( óñèëåíèå êîíêóðåíòîñïîñîáíîñòè),
n=0,4…0,7.
Ïðèìå÷àíèå. Îòíîøåíèå … çàìåíÿåòñÿ íà îòíîøåíèå , åñëè ïîâûøåíèå òåõíèêî-ýêñïëóàòàöèîííûõ õàðàêòåðèñòèê çàêëþ÷àåòñÿ â ñíèæåíèè èõ ÷èñëåííîãî çíà÷åíèÿ.
10.4 Ðàñ÷åò ñåáåñòîèìîñòè èçäåëèÿ
 ñîñòàâ ñåáåñòîèìîñòè ïðîäóêöèè âêëþ÷àåòñÿ ñëåäóþùèå ñòàòüè çàòðàò:
1. Çàòðàòû íà ñûðüå è ìàòåðèàëû;
2. Çàòðàòû íà ïîêóïíûå êîìïëåêòóþùèå èçäåëèÿ è ïîëóôàáðèêàòû;
3. Çàòðàòû íà òåõíîëîãè÷åñêîå òîïëèâî è ýëåêòðîýíåðãèþ;
4. Îñíîâíàÿ çàðàáîòíàÿ ïëàòà ðàáî÷èõ;
5. Äîïîëíèòåëüíàÿ çàðàáîòíàÿ ïëàòà ðàáî÷èõ;
6. Îò÷èñëåíèå â ñîöèàëüíûå âíåáþäæåòíûå ôîíäû;
7. Ðàñõîäû íà ñîäåðæàíèå è ýêñïëóàòàöèþ îáîðóäîâàíèÿ;
8. Îáùåöåõîâûå óñëîâèÿ;
9. Öåõîâàÿ ñåáåñòîèìîñòü èçäåëèÿ;
10. Îáùåïðîèçâîäñòâåííûå ðàñõîäû;
11. Îáùåïðîèçâîäñòâåííàÿ ñåáåñòîèìîñòü èçäåëèÿ;
12. Âíåïðîèçâîäñòâåííûå ðàñõîäû;
13. Ïîëíàÿ ñåáåñòîèìîñòü èçäåëèÿ.
Òàáëèöà ¹8
¹ ï.ï | Íàèìåíîâàíèå ìàòåðèàëîâ, ïîêóïíûõ èçäåëèé, ï/ôàáðèêàòîâ | Åä. èçìå-ðåíèÿ | Êîë-âî | Öåíà åäèíèöû (ðóá.) | Ñóììà (ðóá.) |
Òðàíñïîðòíî –çàãîòîâèòåëü- íûå ðàñõîäû |
1 | Ìàòåðèàëû | |||||
1.1 | Ñòàëü | êã | 3 | 50 | 150 | 1,03 |
1.2 | Àëþìèíèé | êã | 3 | 150 | 450 | 1,03 |
1.3 | Îòðèöàòåëüíàÿ ëèíçà | øò | 1 | 150 | 150 | 1,03 |
1.4 | Ïîëîæèòåëüíàÿ ëèíçà | øò | 1 | 100 | 100 | 1,03 |
1.5 | Ñêëåéêà | øò | 2 | 250 | 250 | 1,03 |
1.6 | Ïðèçìà-êóá | øò | 1 | 700 | 700 | 1,03 |
1.7 | Ïåíòà-ïðèçìà | øò | 1 | 500 | 500 | 1,03 |
1.8 | Çàùèòíîå ñòåêëî | øò | 2 | 200 | 200 | 1,03 |
Èòîãî | 2500 | |||||
2 | Ïîêóïíûå èçäåëèÿ è ï/ôàáðèêàòû | |||||
2.1 | Ëàçåðíûé äèîä ÎÐ-651 | øò | 1 | 470 | 470 | 1,03 |
2.2 | Ôîòîäèîä ÔÄ-Ê-142 | øò | 1 | 50 | 50 | 1,03 |
2.3 | Ïîäøèïíèêè | øò | 2 | 250 | 500 | 1,03 |
2.4 | Íàãëàçíèê | øò | 1 | 15 | 15 | 1,03 |
2.5 | Àêêóìóëÿòîð | øò | 1 | 150 | 150 | 1,03 |
2.6 | Ïðî÷èå äåòàëè | 500 | 500 | 1,03 | ||
Èòîãî | 1685 |
Ñòîèìîñòü ìàòåðèàëîâ, ïîêóïíûõ èçäåëèé, ïîëóôàáðèêàòîâ (Ñì) îöåíèâàåòñÿ ïî äåéñòâóþùèì ðûíî÷íûì öåíàì ñ ó÷åòîì âåëè÷èíû òðàíñïîðòíî-çàãîòîâèòåëüíûõ ðàñõîäîâ ïî ôîðìóëå
(48)
ãäå n – ÷èñëî ïîçèöèé ïðèìåíÿåìûõ ìàòåðèàëîâ;
m – íîìåíêëàòóðà ïðèìåíåííûõ ïîêóïíûõ èçäåëèé è ïîëóôàáðèêàòîâ;
HMi – íîðìà ðàñõîäîâ ìàòåðèàëà, êã;
ÖÌi- öåíà ìàòåðèàëà, ðóá/ êã;
ÍÎi- íîðìà ðåàëèçóåìûõ îòõîäîâ, êã;
UOi – öåíà îòõîäîâ, ðóá/êã;
Nnj - êîëè÷åñòâî ïîêóïíûõ èçäåëèé, ïîëóôàáðèêàòîâ j-ãî âèäà;
Önj – öåíà ïîêóïíîãî èçäåëèÿ, ïîëóôàáðèêàòà j-ãî âèäà, ðóá;
ÊÒÇ – âåëè÷èíà òðàíñïîðòíî-çàãîòîâèòåëüíûõ ðàñõîäîâ, ÊÒÇ=(1,03…1,05).
Îòñþäà ïîëó÷àåì: ÑÌ=4185
Äëÿ ñîçäàíèÿ äàííîãî ïðèáîðà íåîáõîäèìî ó÷àñòèå ñëåäóþùèõ ñïåöèàëèñòîâ:
- Ôðåçåðîâùèê…………. 4 ðàçðÿä…..……70 ðóá/÷àñ..……...1 ÷åë.
- Òîêàðü……………….4 ðàçðÿä………..…70 ðóá/÷àñ..……...1 ÷åë.
- Ñëåñàðü…………...4 ðàçðÿä…………..70 ðóá/÷àñ..……...1 ÷åë.
- Ñáîðùèê…………….6 ðàçðÿä………..…80 ðóá/÷àñ..……...1 ÷åë.
- Þñòèðîâùèê………..6 ðàçðÿä………..…80 ðóá/÷àñ..……...1 ÷åë.
- Ìîíòàæíèê ýë. ÷àñòè…6 ðàçðÿä………...60 ðóá/÷àñ..……...1 ÷åë.
Ïðîäîëæèòåëüíîñòü ðàáîò:
- Ôðåçåðîâùèê………………..16 ÷àñ
- Òîêàðü……………………….16 ÷àñ
- Ñëåñàðü…………………….....8 ÷àñ
- Ñáîðùèê………………….…..16 ÷àñ
- Þñòèðîâùèê…………………4 ÷àñ
- Ìîíòàæíèê ýë. ÷àñòè………..4 ÷àñ
Îñíîâíàÿ çàðàáîòíàÿ ïëàòà îïðåäåëÿåòñÿ ïî ôîðìóëå:
ãäå k - êîëè÷åñòâî êàòåãîðèé ðàçðàáîò÷èêîâ;
Ïmj - êîëè÷åñòâî ðàçðàáîò÷èêîâ äàííîé êàòåãîðèè;
Çmj - ñðåäíå÷àñîâàÿ çàðàáîòíàÿ ïëàòà j-êàòåãîðèè ðàçðàáîò÷èêîâ, ðóá.;
Ð - ïðîäîëæèòåëüíîñòü ðàáîòû, âûïîëíÿåìîé ðàáîòíèêîì îïðåäåëåííîé êàòåãîðèè, ÷àñ.
Òàêèì îáðàçîì, ïîëó÷àåì:
Ðàñ÷åò çàòðàò íà äîïîëíèòåëüíóþ çàðàáîòíóþ ïëàòó
Äîïîëíèòåëüíàÿ çàðàáîòíàÿ ïëàòà îïðåäåëÿåòñÿ ïî ôîðìóëå:
ãäå d - íîðìàòèâ çàòðàò íà äîïîëíèòåëüíóþ çàðàáîòíóþ ïëàòó îò îñíîâíîé çàðàáîòíîé ïëàòû d=20%.
Òàêèì îáðàçîì, ïîëó÷àåì:
Ðàñ÷åò çàòðàò íà îò÷èñëåíèÿ â ñîöèàëüíûå âíåáþäæåòíûå ôîíäû
Îò÷èñëåíèÿ â ñîöèàëüíûå âíåáþäæåòíûå ôîíäû îïðåäåëÿþòñÿ ïî ôîðìóëå:
ãäå r - ñóììàðíàÿ âåëè÷èíà îò÷èñëåíèé â åäèíûé ñîöèàëüíûé íàëîã 35,6%
Òàêèì îáðàçîì, èìååì:
Ðàñõîäû íà ñîäåðæàíèå è ýêñïëóàòàöèþ îáîðóäîâàíèÿ îïðåäåëÿþòñÿ ïî íîðìàòèâó ê ñóììå ñòàòåé 2 è 3 (100%).
Ñýêñï = (4440 + 890) = 5330 ðóá.
Öåõîâûå ðàñõîäû îïðåäåëÿþòñÿ ïî íîðìàòèâó îò ñóììû çàòðàò ïî ñòàòüÿì 2, 3 è 5 (30%).
Ñöåõ =(4440+890+5330)·0,3 =3200 ðóá.
Öåõîâàÿ ñåáåñòîèìîñòü èçäåëèÿ îïðåäåëÿåòñÿ ñóììîé çàòðàò ïî ñòàòüÿì 1 - 6.
Ñîáïðñåá =(4185+4440+890+1900+5330+3200) ≈ 20000ðóá.
Îáùåïðîèçâîäñòâåííûå ðàñõîäû îïðåäåëÿþòñÿ ïî íîðìàòèâó ê ñòàòüå 7 (20-30%).
Ñâíïð = 20000 · 0,25 =5000 ðóá.
Îáùåïðîèçâîäñòâåííàÿ ñåáåñòîèìîñòü èçäåëèÿ îïðåäåëÿåòñÿ ñóììîé çàòðàò ïî ñòàòüÿì 7 è 8.
Ñîáïðñåá = (20000 + 5000) = 25000 ðóá.
Âíåïðîèçâîäñòâåííûå ðàñõîäû îïðåäåëÿþòñÿ ïî íîðìàòèâó ê ñòàòüå 9 (10-20%).
Ñâíïð = 25000 • 0,15 = 3750 ðóá.
Ïîëíàÿ ñåáåñòîèìîñòü èçäåëèÿ îïðåäåëÿåòñÿ ñóììîé çàòðàò ïî ñòàòüÿì 9 è 10.
Ñïñåá = (25000 + 3750) = 28750 ðóá
10.5 Îïðåäåëåíèå ýêîíîìè÷åñêèõ ðåçóëüòàòîâ
Ïðèáûëü îò ðåàëèçàöèè îáúåêòà ðàçðàáîòêè (Ïð):
(49)
40250 – 28750 = 11500 ðóá
Ðåíòàáåëüíîñòü îáúåêòà ðàçðàáîòêè (Ðð):
(50)
Ñðîê îêóïàåìîñòè çàòðàò íà ðàçðàáîòêó (Òîê):
(51)
Ïîëó÷åííûå äàííûå ñâåäåíû â òàáëèöó ¹9.
ïëîñêîñòíîñòü ëàçåðíûé äèàôðàãìà
Òàáëèöà ¹ 9
¹ ï.ï | Ïîêàçàòåëè | Åä. èçì. | Àíàëîã | Óñòðîéñòâî |
1. | Òåõíèêî-ýêñïëóàòàöèîííûå ïîêàçàòåëè | |||
1.1 | Ïîãðåøíîñòü èçìåðåíèÿ | ìì | 0,1 | 0,02 |
1.2 | Ãàáàðèòû èçìåðÿåìûõ äåòàëåé | ìì | 10000õ10000 | 12000õ12000 |
1.3 | Äèàïàçîí èçìåðÿåìûõ îòêëîíåíèé | ìì |
0 +1 |
±1,5 |
1.4 | Ðåãèñòðàöèÿ ðåçóëüòàòîâ | - | íå àâòîìàòè÷åñêàÿ | àâòîìàòè÷åñêàÿ |
1.5 | Ïîëó÷åíèå ðåçóëüòàòîâ | - | ïóòåì ïåðåñ÷åòà | ñðàçó |
2 | Ýêîíîìè÷åñêèå ïîêàçàòåëè | |||
2.1 | Ïðèáûëü | ðóá. | - | 11500 |
2.2 | Ðåíòàáåëüíîñòü | % | - | 40 |
2.3 | Ñðîê îêóïàåìîñòè | ãîä | - | 2,24 |
11.ÁÅÇÎÏÀÑÍÎÑÒÜ ÆÈÇÍÈÄÅßÒÅËÜÍÎÑÒÈ È ÎÕÐÀÍÀ ÒÐÓÄÀ
11.1 Óñëîâèÿ ýêñïëóàòàöèè óñòðîéñòâà
Äèïëîìíàÿ ðàáîòà ïîñâÿùåíà ðàçðàáîòêå óñòðîéñòâà äëÿ êîíòðîëÿ ïëîñêîñòíîñòè. Óñòðîéñòâî ïðåäíàçíà÷åíî äëÿ êîíòðîëÿ ïëîñêîñòíîñòè êîðïóñíûõ äåòàëåé, ñòàíêîâ, ìàøèí, ïðèáîðîâ, óñòðîéñòâ è îòäåëüíûõ ýëåìåíòîâ. Ïðîàíàëèçèðóåì ôàêòîðû, îïðåäåëÿþùèå óñëîâèÿ ýêñïëóàòàöèè óñòðîéñòâà äëÿ êîíòðîëÿ ïëîñêîñòíîñòè è ïðåäîñòàâèì èõ â âèäå òàáëèöû.
Òàáëèöà ¹ 11
Õàðàêòåðèñòèêà óñëîâèé ýêñïëóàòàöèè óñòðîéñòâà
¹ ï.ï | Íàèìåíîâàíèå ôàêòîðà | Ïîêàçàòåëè ôàêòîðà | Íîðìàòèâíûå äîêóìåíòû | |||
1. | Ìåñòî ýêñïëóàòàöèè óñòðîéñòâà | Öåõ | ||||
2. | Âèä èñïîëíåíèÿ êîíñòðóêöèè | ïåðåíîñíàÿ | ||||
3. | Âåñ óñòðîéñòâà (îðèåíòèðîâî÷íûé), (êã) | 4 | ||||
4. | Òåìïåðàòóðà âîçäóõà,(˚Ñ) | 22-24 | Ãîñò 12.1.005-88 | |||
5. | Îòíîñèòåëüíàÿ âëàæíîñòü âîçäóõà (%) | 40-60 | ÃÎÑÒ 12.1.005-88 | |||
6. | Òèï ïîëà | Íåýëåêòðîïðîâîäíûé | ||||
7. | Òîêîïðîâîäÿùàÿ ïûëü | Îòñóòñòâóåò | ||||
8. | Õèìè÷åñêè àêòèâíàÿ ñðåäà | Îòñóòñòâóåò | ||||
9. | Ìåòàëëîêîíñòðóêöèè, ñîåäèíåííûå ñ çåìëåé | Îòñóòñòâóåò | ||||
10. | Òâåðäûå èëè æèäêèå ãîðþ÷èå âåùåñòâà | Îòñóòñòâóåò | ||||
11. | Ïûëå–ïàðî-ãàçîâîçäóøíûå âçðûâ÷àòûå ñìåñè | Îòñóòñòâóåò | ||||
12. | Ìèíèìàëüíàÿ îñâåùåííîñòü (ëê) | 100 | ÑÍèÏ 23-05-95 | |||
13. | Âèä ïèòàþùåé ñåòè | 220 | ÃÎÑÒ12.1.038-82 | |||
14. | Äðóãèå ôàêòîðû (øóì, âèáðàöèÿ, ÝÌÏ è ò.ä. | Îòñóòñòâóåò |
ÃÎÑÒ 12.1.003-83 ÃÎÑÒ 12.1.012-90 ÃÎÑÒ 12.1.006-84 |
|||
11.2 Àíàëèç è âûÿâëåíèå ïîòåíöèàëüíî îïàñíûõ è âðåäíûõ ôàêòîðîâ íà íà÷àëüíîé ñòàäèè ïðîåêòèðîâàíèÿ êîíñòðóêöèè óñòðîéñòâà äëÿ êîíòðîëÿ ïëîñêîñòíîñòè
Óñòðîéñòâî ïðåäíàçíà÷åíî äëÿ êîíòðîëÿ ïëîñêîñòíîñòè êîðïóñíûõ äåòàëåé, ñòàíêîâ, ìàøèí, ïðèáîðîâ, óñòðîéñòâ è îòäåëüíûõ ýëåìåíòîâ.  êà÷åñòâå èñòî÷íèêà èçëó÷åíèÿ èñïîëüçóåòñÿ ïîëóïðîâîäíèêîâûé ëàçåðíûé äèîä. Óñòðîéñòâî èìååò ïåðåäâèãàþùóþ ÷àñòü - óñòðîéñòâî äëÿ èçìåðåíèÿ îòêëîíåíèé.
Íà îñíîâàíèè ÃÎÑÒ 12.0.003-83 [22] ñîñòàâèì ïåðå÷åíü ïîòåíöèàëüíî îïàñíûõ è âðåäíûõ ôàêòîðîâ, âîçíèêàþùèõ ïðè ýêñïëóàòàöèè óñòàíîâêè.
Ôèçè÷åñêèå îïàñíûå è âðåäíûå ïðîèçâîäñòâåííûå ôàêòîðû:
· ïåðåäâèãàþùèåñÿ èçäåëèÿ;
· ïîâûøåííàÿ ÿðêîñòü ñâåòà.
Ïñèõîôèçèîëîãè÷åñêèå îïàñíîñòè:
· íåðâíî- ïñèõè÷åñêèå ïåðåãðóçêè;
· óìñòâåííîå ïåðåíàïðÿæåíèå è ìîíîòîííîñòü òðóäà.
11.3 Ðàñ÷åò ëàçåðîîïàñíîé çîíû
Ëàçåðíîå èçëó÷åíèå õàðàêòåðèçóåòñÿ ìîíîõðîìàòè÷íîñòüþ, âûñîêîé êîãåðåíòíîñòüþ, ÷ðåçâû÷àéíî ìàëîé ýíåðãåòè÷åñêîé ðàñõîäèìîñòüþ ëó÷à è âûñîêîé ýíåðãåòè÷åñêîé îñâåùåííîñòüþ.
 îáëó÷àåìîì ëàçåðíûì ëó÷îì âåùåñòâå âîçìîæíû ïðîÿâëåíèÿ êàê ÷èñòî ýëåêòðè÷åñêèõ, òàê è õèìè÷åñêèõ ýôôåêòîâ, ïðèâîäÿùèõ ê îñëàáëåíèþ ñâÿçåé ìåæäó ìîëåêóëàìè, èõ ïîëÿðèçàöèè, âïëîòü äî èîíèçàöèè ìîëåêóë îáëó÷àåìîãî âåùåñòâà.
Òàêèì îáðàçîì, ëàçåðíîå èçëó÷åíèå, áåçóñëîâíî, ïðåäñòàâëÿåò îïàñíîñòü äëÿ ÷åëîâåêà. Íàèáîëåå îíî îïàñíî äëÿ îðãàíîâ çðåíèÿ. Ïðàêòè÷åñêè íà âñåõ äëèíàõ âîëí ëàçåðíîå èçëó÷åíèå ïðîíèêàåò ñâîáîäíî âíóòðü ãëàçà. Ëó÷è ñâåòà, ïðåæäå ÷åì äîñòèãíóòü ñåò÷àòêè ãëàçà, ïðîõîäÿò ÷åðåç íåñêîëüêî ïðåëîìëÿþùèõ ñðåä: ðîãîâóþ îáîëî÷êó, õðóñòàëèê è, íàêîíåö, ñòåêëîâèäíîå òåëî. Íàèáîëåå ÷óâñòâèòåëüíà ê âðåäíîìó èçëó÷åíèþ ñåò÷àòêà.  ðåçóëüòàòå ôîêóñèðîâàíèÿ íà ìàëûõ ó÷àñòêàõ ñåò÷àòêè ìîãóò êîíöåíòðèðîâàòüñÿ ïëîòíîñòè ýíåðãèè â ñîòíè è òûñÿ÷è ðàç áîëüøå òîé, êîòîðàÿ ïàäàåò íà ïåðåäíþþ ïîâåðõíîñòü ðîãîâèöû. Ýíåðãèÿ ëàçåðíîãî èçëó÷åíèÿ, ïîãëîùåíèÿ âíóòðè ãëàçà, ïðåîáðàçóåòñÿ â òåïëîâóþ ýíåðãèþ. Íàãðåâàíèå ìîæåò âûçâàòü ðàçëè÷íûå ïîâðåæäåíèÿ è ðàçðóøåíèÿ ãëàçà.
Òêàíè æèâîãî îðãàíèçìà ïðè ìàëûõ è ñðåäíèõ èíòåíñèâíîñòÿõ îáëó÷åíèÿ ïî÷òè íåïðîíèöàåìû äëÿ ëàçåðíîãî èçëó÷åíèÿ. Ïîýòîìó êîæíûå ïîêðîâû îêàçûâàþòñÿ íàèáîëåå ïîäâåðæåííûìè åãî âîçäåéñòâèÿ. Ñòåïåíü ýòîãî âîçäåéñòâèÿ îïðåäåëÿåòñÿ, ñ îäíîé ñòîðîíû, ïàðàìåòðàìè ñàìîãî èçëó÷åíèÿ: ÷åì âûøå èíòåíñèâíîñòü èçëó÷åíèÿ è ÷åì äëèííåå åãî äëèíà âîëíà, òåì ñèëüíåå âîçäåéñòâèå; ñ äðóãîé ñòîðîíû, íà èñõîä ïîðàæåíèÿ êîæè âëèÿåò ñòåïåíü åå ïèãìåíòàöèè. Ïèãìåíò êîæè ÿâëÿåòñÿ êàê áû ñâîåîáðàçíûì ýêðàíîì íà ïóòè èçëó÷åíèÿ â ðàñïîëîæåííûå ïîä êîæåé òêàíè è îðãàíû. Ýòè ïîñëåäñòâèÿ îòíîñÿòñÿ ê ñëó÷àÿì ïðÿìîãî îáëó÷åíèÿ âñëåäñòâèå ãðóáûõ íàðóøåíèé â ýêñïëóàòàöèè ëàçåðíûõ óñòàíîâîê. Ðàññåÿíî èëè êîíöåíòðèðîâàííî îòðàæåííîå èçëó÷åíèå ìàëîé èíòåíñèâíîñòè âîçäåéñòâóåò çíà÷èòåëüíî ÷àùå, ðåçóëüòàòîì ìîãóò áûòü ðàçëè÷íûå ôóíêöèîíàëüíûå íàðóøåíèÿ â îðãàíèçìå – â ïåðâóþ î÷åðåäü â íåðâíîé è ñåðäå÷íî-ñîñóäèñòîé ñèñòåìàõ. Ëèöà, ðàáîòàþùèå â óñëîâèÿõ âîçäåéñòâèÿ ëàçåðíîãî îòðàæåííîãî èçëó÷åíèÿ ïîâûøåííîé èíòåíñèâíîñòè, æàëóþòñÿ íà ãîëîâíûå áîëè, ïîâûøåííóþ óñòàëîñòü, áåñïîêîéíûé ñîí, ÷óâñòâî óñòàëîñòè è áîëè â ãëàçàõ. Ýòè íåïðèÿòíûå îùóùåíèÿ ïðîõîäÿò áåç ñïåöèàëüíîãî ëå÷åíèÿ ïîñëå óïîðÿäî÷íîãî ðåæèìà òðóäà è îòäûõà è ïðèíÿòèÿ ñîîòâåòñòâóþùèõ çàùèòíûõ ïðîôèëàêòè÷åñêèõ ìåð.
Íîðìèðîâàíèå ëàçåðíîãî èçëó÷åíèÿ îñóùåñòâëÿåòñÿ ïî ïðåäåëüíî äîïóñòèìûì óðîâíÿì îáëó÷åíèÿ (ÏÄÓ). Ýòî óðîâíè ëàçåðíîãî îáëó÷åíèÿ, êîòîðûå ïðè åæåäíåâíîé ðàáîòå íå âûçûâàþò ó ðàáîòàþùèõ çàáîëåâàíèé è îòêëîíåíèé â ñîñòîÿíèè çäîðîâüÿ.
Ñîãëàñíî «Ñàíèòàðíûì íîðìàì è ïðàâèëàì óñòðîéñòâà è ýêñïëóàòàöèè ëàçåðîâ» - ÑÍ 5804-91- ÏÄÓ ëàçåðíîãî èçëó÷åíèÿ îïðåäåëÿåòñÿ ýíåðãåòè÷åñêîé ýêñïîçèöèåé îáëó÷àåìûõ òêàíåé (ÄÆ ñì-2).
Ëàçåðû ïî ñòåïåíè îïàñíîñòè ãåíåðèðóåìîãî èìè èçëó÷åíèÿ ïîäðàçäåëÿþòñÿ íà ÷åòûðå êëàññà:
1 êëàññ – âûõîäíîå èçëó÷åíèå íå ïðåäñòàâëÿåò îïàñíîñòè äëÿ ãëàç è êîæè;
2 êëàññ – âûõîäíîå èçëó÷åíèå ïðåäñòàâëÿåò îïàñíîñòü ïðè îáëó÷åíèè ãëàç ïðÿìûì èëè çåðêàëüíî îòðàæåííûì èçëó÷åíèåì;
3 êëàññ – âûõîäíîå èçëó÷åíèå ïðåäñòàâëÿåò îïàñíîñòü ïðè îáëó÷åíèè ãëàç ïðÿìûì, çåðêàëüíî îòðàæåííûì, à òàêæå äèôôóçíî îòðàæåííûì èçëó÷åíèåì íà ðàññòîÿíèè 10 ñì îò äèôôóçíî îòðàæàþùåé ïîâåðõíîñòè è (èëè) ïðè îáëó÷åíèè êîæè ïðÿìûì è çåðêàëüíî îòðàæåííûì èçëó÷åíèåì;
4 êëàññ – âûõîäíîå èçëó÷åíèå ïðåäñòàâëÿåò îïàñíîñòü ïðè îáëó÷åíèè êîæè äèôôóçíî îòðàæåííûì èçëó÷åíèåì íà ðàññòîÿíèè 10 ñì îò äèôôóçíî îòðàæàþùåé ïîâåðõíîñòè.
Êëàññ îïàñíîñòè ëàçåðíîé óñòàíîâêè îïðåäåëÿåòñÿ íà îñíîâàíèè äëèíû âîëíû èçëó÷åíèÿ λ(ìêì), ðàñ÷åòíîé âåëè÷èíû ýíåðãèè îáëó÷åíèÿ Å (ÄÆ) è ÏÄÓ äëÿ äàííûõ óñëîâèé ðàáîòû.
Îïðåäåëåíèå óðîâíåé îáëó÷åíèÿ ïåðñîíàëà äëÿ ëàçåðîâ 2÷4 êëàññîâ äîëæíî ïðîâîäèòüñÿ ïåðèîäè÷åñêè íå ðåæå îäíîãî ðàçà â ãîä â ïîðÿäêå òåêóùåãî ñàíèòàðíîãî íàäçîðà.
Êðîìå òîãî, îñóùåñòâëÿåòñÿ êîíòðîëü çà ñîáëþäåíèåì:
- ïðåäåëüíî äîïóñòèìûõ êîíöåíòðàöèé âðåäíûõ âåùåñòâ â âîçäóõå ðàáî÷åé çîíû;
- ïðåäåëüíî äîïóñòèìûõ óðîâíåé âèáðîñêîðîñòåé;
- ïðåäåëüíî äîïóñòèìûõ óðîâíåé ýëåêòðîìàãíèòíûõ èçëó÷åíèé;
- ïðåäåëüíî äîïóñòèìûõ óðîâíåé èîíèçèðóþùèõ èçëó÷åíèé.
Ëàçåðû 2÷4 êëàññà äîëæíû ñíàáæàòüñÿ ñèãíàëüíûìè óñòðîéñòâàìè, ðàáîòàþùèìè ñ ìîìåíòà íà÷àëà ãåíåðàöèè äî åå îêîí÷àíèÿ. Êîíñòðóêöèÿ ëàçåðîâ 4 êëàññà äîëæíà îáåñïå÷èâàòüñÿ âîçìîæíîñòüþ äèñòàíöèîííîãî óïðàâëåíèÿ.
Äëÿ îãðàíè÷åíèÿ ðàñïðîñòðàíåíèÿ ïðÿìîãî ëàçåðíîãî èçëó÷åíèÿ çà ïðåäåëû îáëàñòè èçëó÷åíèÿ ëàçåðû 3÷4 êëàññà äîëæíû ñíàáæàòüñÿ ýêðàíàìè, èçãîòîâëåííûìè èç îãíåñòîéêîãî, íåïëàâÿùåãîñÿ ñâåòîïîãëàùàþùåãî ìàòåðèàëà.
Ëàçåðû 4 êëàññà äîëæíû ðàçìåùàòüñÿ â îòäåëüíûõ ïîìåùåíèÿõ. Âíóòðåííÿÿ îòäåëêà ñòåí è ïîòîëêà äîëæíà èìåòü ìàòîâóþ ïîâåðõíîñòü. Äëÿ óìåíüøåíèÿ äèàìåòðîâ çðà÷êîâ íåîáõîäèìî îáåñïå÷èòü âûñîêóþ îñâåùåííîñòü íà ðàáî÷èõ ìåñòàõ ( áîëåå 150 ëê).
 òîì ñëó÷àå, êîãäà êîëëåêòèâíûå ñðåäñòâà çàùèòû íå ïîçâîëÿþò îáåñïå÷èòü äîñòàòî÷íîé çàùèòû, ïðèìåíÿþòñÿ ñðåäñòâà èíäèâèäóàëüíîé çàùèòû (ÑÈÇ)- ïðîòèâîëàçåðíûå î÷êè è çàùèòíûå ìàñêè.
Íàø ëàçåð îòíîñèòñÿ ê 2 êëàññó îïàñíîñòè.
Äëÿ îáåñïå÷åíèÿ áåçîïàñíîñòè ïåðñîíàëà, îáñëóæèâàþùåãî ëàçåðíûå óñòàíîâêè, íåîáõîäèìî îïðåäåëèòü ãðàíèöû ëàçåðîîïàñíîé çîíû (ËÎÇ), ò.å. ïðîñòðàíñòâà, â ïðåäåëàõ êîòîðîãî óðîâåíü ëàçåðíîãî èçëó÷åíèÿ ïðåâûøàåò ÏÄÓ.
Ëàçåð, êîòîðûé èñïîëüçóåòñÿ â äàííîì äèïëîìíîì ïðîåêòå, ãåíåðèðóåò èçëó÷åíèå ñ äëèíîé âîëíû λ= 650 íì. Îíî ñîçäàåò íà îòðàæàþùåé ïîâåðõíîñòè ïó÷îê äèàìåòðîì 8 ìì. Ìîùíîñòü èçëó÷åíèÿ ëàçåðà 5 ìÂò, êîýôôèöèåíò îòðàæåíèÿ èçëó÷åíèÿ ïîâåðõíîñòüþ 0.5. Ðàññòîÿíèå îò ìåñòà íàõîæäåíèÿ îïåðàòîðà äî îòðàæàþùåé ïîâåðõíîñòè íàõîäèòñÿ íà ðàññòîÿíèè ìì. Óãîë ìåæäó íîðìàëüþ ê ïîâåðõíîñòè è íàïðàâëåíèåì íàáëþäåíèÿ 45˚. Âðåìÿ âîçäåéñòâèÿ èçëó÷åíèÿ ïðèíèìàåòñÿ ðàâíûì ðåôëåêòîðíîé ðåàêöèè ãëàçà 0.25ñ.
Îïðåäåëèì ÏÄÓ ýíåðãåòè÷åñêîé ýêñïîçèöèè íà ðîãîâèöå ãëàçà.
Óãëîâîé ðàçìåð èñòî÷íèêà èçëó÷åíèÿ ( ïÿòíà íà ïîâåðõíîñòè):
(52)
ãäå d – äèàìåòð ïÿòíà èçëó÷åíèÿ ëàçåðà, ñì;
Θ – óãîë ìåæäó íîðìàëüþ ê ïîâåðõíîñòè èñòî÷íèêà è íàïðàâëåíèåì íàáëþäåíèåì íàáëþäåíèÿ, ãðàä;
R – ðàññòîÿíèå îò ïîâåðõíîñòè äî òî÷êè íàáëþäåíèÿ.
0.012
Äàëåå íàõîäèì ÏÄÓ èçëó÷åíèÿ, íå âûçûâàþùèå ïåðâè÷íûõ Í1 è âòîðè÷íûõ è Í2 áèîëîãè÷åñêèõ ýôôåêòîâ:
(53)
ãäå Í1- ýíåðãåòè÷åñêàÿ ýêñïîçèöèÿ íà ðîãîâèöå ãëàçà â çàâèñèìîñòè îò äëèòåëüíîñòè âîçäåéñòâèÿ è óãëîâîãî ðàçìåðà èñòî÷íèêà ïðè ìàêñèìàëüíîì äèàìåòðå çðà÷êà d3;
k1- ïîïðàâî÷íûé êîýôôèöèåíò íà äëèíó âîëíû èçëó÷åíèÿ.
ãäå Íj – ýíåðãåòè÷åñêàÿ ýêñïîçèöèÿ íà ðîãîâèöå ãëàçà â çàâèñèìîñòè îò äëèíû âîëíû èçëó÷åíèÿ;
Ôp – ôîíîâàÿ îñâåùåííîñòü ðîãîâèöå ãëàçà (äëÿ d3 =8 ìì; Ôð=10-2ëê).
Í1= 8·10-3 ÄÆ/ñì2
Í2=6.5·10-7ÄÆ/ ñì2.
 êà÷åñòâå ÏÄÓ ïðèíèìàåì 6.5·10-7ÄÆ/ ñì2. Òàê êàê ãðàíèöà , òî ãðàíèöà ËÎÇ îïðåäåëÿåòñÿ ïî ôîðìóëå:
(54)
ãäå Lå – ýíåðãåòè÷åñêàÿ ÿðêîñòü îòðàæàþùåé ïîâåðõíîñòè;
Sq – ïëîùàäü ïÿòíà íà îòðàæàþùåé ïîâåðõíîñòè;
-óãîë ìåæäó íàïðàâëåíèåì âèçèðîâàíèÿ è íîðìàëüþ ê ïîâåðõíîñòè;
-ýíåðãåòè÷åñêàÿ îñâåùåííîñòü íà ðîãîâèöå ãëàçà.
Sq= 0.05 ñì
=2.6·10-6 Âò/ñì2 (55)
Ýíåðãåòè÷åñêàÿ ÿðêîñòü ïîâåðõíîñòè Lå ìîæåò áûòü îïðåäåëåíà èç ñîîòíîøåíèÿ:
(56)
ãäå Åå – ýíåðãåòè÷åñêàÿ îñâåùåííîñòü ïîâåðõíîñòè;
- êîýôôèöèåíò îòðàæåíèÿ ïîâåðõíîñòè.
=0.1 (57)
Lå=0.01
Rãð= 11,6 ñì
Òàê êàê ãðàíèöû ËÎÇ íàõîäèòñÿ îò ëàçåðíîé óñòàíîâêè áëèæå ÷åì îïåðàòîð, òî åìó íå íóæíî èñïîëüçîâàòü çàùèòíûå î÷êè.
11.4 Îïèñàíèå ìåðîïðèÿòèé, îáåñïå÷èâàþùèõ áåçîïàñíîñòü ïëàíèðóåìûõ èññëåäîâàíèé
Áåçîïàñíîñòü ïëàíèðóåìûõ èçäåëèé äîëæíà áûòü îáåñïå÷åíà â ñîîòâåòñòâèè ñ ÃÎÑÒ12.2.003-91. Îáîðóäîâàíèå ïðîèçâîäñòâåííîå:
- ìàòåðèàëû êîíñòðóêöèè íå îêàçûâàþò îïàñíîå è âðåäíîå âîçäåéñòâèå íà îðãàíèçì ÷åëîâåêà ïðè âñåõ ïðåäóñìîòðåííûõ óñëîâèÿõ ýêñïëóàòàöèè (ñòàëü, àëþìèíèé);
- êîíñòðóêöèÿ èñêëþ÷àåò íà âñåõ ïðåäóñìîòðåííûõ ðåæèìàõ íàãðóçêè íà ñáîðî÷íûå åäèíèöû, ñïîñîáíûå âûçâàòü ðàçðóøåíèå, ïðåäñòàâëÿþùèå îïàñíîñòü äëÿ ðàáî÷èõ;
- ýëåìåíòû êîíñòðóêöèè íå èìåþò îñòðûõ êðîìîê, óãëîâ, çàóñåíöåâ è ïîâåðõíîñòåé ñ íåðîâíîñòÿìè, ïðåäñòàâëÿþùèìè îïàñíîñòü òðàâìèðîâàíèÿ ðàáîòàþùèõ (ïðåäóñìîòðåíû ôàñêè ðàçìåðîì 1ìì Õ 45˚);
-êîíñòðóêöèÿ èñêëþ÷àåò îøèáêè ïðè ìîíòàæå, êîòîðûå ìîãóò ÿâèòüñÿ èñòî÷íèêîì îïàñíîñòè;
-ðàáî÷åå ìåñòî, åãî ðàçìåðû è âçàèìíîå ðàñïîëîæåíèå ýëåìåíòîâ (îðãàíîâ óïðàâëåíèÿ, ñðåäñòâ îòîáðàæåíèÿ èíôîðìàöèè, âñïîìîãàòåëüíîãî îáîðóäîâàíèÿ) äîëæíû îáåñïå÷èâàòü áåçîïàñíîñòü ïðè èñïîëüçîâàíèè óñòðîéñòâà äëÿ êîíòðîëÿ ïëîñêîñòíîñòè ïî íàçíà÷åíèþ, òåõíè÷åñêîì îáñëóæèâàíèè, ðåìîíòå è óáîðêå, à òàêæå ñîîòâåòñòâîâàòü ýðãîíîìè÷åñêèì òðåáîâàíèÿì;
- ñèñòåìà óïðàâëåíèÿ óñòðîéñòâîì èñêëþ÷àåò âîçíèêíîâåíèå îïàñíîñòè â ðåçóëüòàòå ñîâìåñòíîãî ôóíêöèîíèðîâàíèÿ âñåõ åäèíèö óñòðîéñòâà äëÿ êîíòðîëÿ ïëîñêîñòíîñòè.
11.5 Ïîæàðíàÿ áåçîïàñíîñòü
Ñîãëàñíî ÃÎÑÒ 12.1.013.-78 è ó÷åòîì ýêñïëóàòàöèè ýëåêòðîóñòàíîâîê êëàññèôèöèðóåì ïîìåùåíèå äëÿ ýêñïëóàòàöèè ïî ñòåïåíè ïîðàæåíèÿ ëþäåé ýëåêòðè÷åñêèì òîêîì, êàê ïîìåùåíèå áåç ïîâûøåííîé îïàñíîñòè.
Ïîìåùåíèå ïî âçðûâî-ïîæàðîîïàñíîñòè îòíîñèòñÿ ê êàòåãîðèè Ä (ñîãëàñíî ÑÍèÏ II-90-81) è äîëæíî óäîâëåòâîðÿòü òðåáîâàíèÿì ïî ïðåäîòâðàùåíèþ è òóøåíèþ ïîæàðà ïî
ÃÎÑÒ 12.1.004-85. Îáÿçàòåëüíî íàëè÷èå òåëåôîííîé ñâÿçè è ïîæàðíîé ñèãíàëèçàöèè. Ìàòåðèàëû, ïðèìåíÿåìûå äëÿ îòäåëêè ðàáî÷èõ ïîìåùåíèé, äîëæíû áûòü îãíåñòîéêèìè.  öåõó äîëæíû áûòü ðàçìåùåíû óãëåêèñëîòíûå îãíåòóøèòåëè òèïà ÎÓ-2, ÎÓ-5, ÎÓ-8.  êà÷åñòâå âñïîìîãàòåëüíîãî ñðåäñòâà òóøåíèÿ ïîæàðà ìîãóò èñïîëüçîâàòüñÿ ãèäðàíò èëè óñòðîéñòâà ñ ãèáêèìè øëàíãàìè.
ÑÏÈÑÎÊ ËÈÒÅÐÀÒÓÐÛ
1.ÌàðêîâÍ.Í.,Ãàíåâñêèé Ã.Ì. Êîíñòðóêöèÿ, ðàñ÷åò è ýêñïëóàòàöèÿ èçìåðèòåëüíûõ èíñòðóìåíòîâ è ïðèáîðîâ.-Ì.:Ìàøèíîñòðîåíèå, 1981.-367ñ.,èë.
2.Êóòàé À.Ê., Ðîìàíîâ À.Á., Ðóáèíîâ À.Ä. Ñïðàâî÷íèê êîíòðîëüíîãî ìàñòåðà.-Ë.: Ëåíèçäàò, 1980.-304ñ.,èë
3.Ñïðàâî÷íèê ïî ïðîèçâîäñòâåííîìó êîíòðîëþ â ìàøèíîñòðîåíèè / ïîä ðåä. À.Ê.Êóòàÿ- Ë.:Ìàøèíîñòðîåíèå, 1974.-676ñ., èë
4. ßêóøåíêîâ Þ.Ã. Îñíîâû îïòèêî-ýëåêòðîííîãî ïðèáîðîñòðîåíèÿ.-Ì.: Ñîâåòñêîå ðàäèî,1981.263ñ.,èë
5.Ïðîåêòèðîâàíèå îïòèêî-ýëåêòðîííûõ ïðèáîðîâ / ïîä ðåä. Þ.Ã.ßêóøåíêîâà-Ì.: Ìàøèíîñòðîåíèå,1981.-263ñ., èë.
6. Âàãíåð Å.Ò. è äðóãèå Ëàçåðíûå è îïòè÷åñêèå ìåòîäû êîíòðîëÿ â ñàìîëåòîñòðîåíèè. - Ì.: Ìàøèíîñòðîåíèå, 1977.-176ñ
7.Àêñåíåíêî Ì.Ä., Áàðàíî÷íèêîâ Ì.Ë. Ïðèåìíèêè îïòè÷åñêîãî èçëó÷åíèÿ.-Ñïðàâî÷íèê- Ì.: Ðàäèî è ñâÿçü,1987. 296ñ.,èë
8. Ñïðàâî÷íèê êîíñòðóêòîðà îïòèêî-ìåõàíè÷åñêèõ ïðèáîðîâ / ïîä ðåä. Â.À. Ïàíîâà.-Ë.: Ìàøèíîñòðîåíèå,1980.-742ñ.,èë
9.Èøàíèí Ã.Ã.Ïðèåìíèêè èçëó÷åíèÿ îïòè÷åñêèõ è îïòèêî-ýëåêòðîííûõ ïðèáîðîâ.Ë.:Ìàøèíîñòðîåíèå, 1986.-175ñ, èë
10.Ïîãàðåâ Ã.Â. Þñòèðîâêà îïòè÷åñêèõ ïðèáîðîâ.Ë.;Ìàøèíîñòðîåíèå, 1982.-237ñ.,èë
11.Êëþ÷íèêîâà Ë.Â. , Êëþ÷íèêîâ Â.Â. Ïðîåêòèðîâàíèå îïòèêî-ìåõàíè÷åñêèõ ïðèáîðîâ.ÑÏá.:Ïîëèòåõíèêà,1994.-206ñ,èë
12.ßêóøåíêîâ Þ.Ã.Òåîðèÿ è ðàñ÷åò îïòèêî-ýëåêòðîííûõ ïðèáîðîâ.-Ì.;Ìàøèíîñòðîåíèå,1989.-360ñ.èë.
13.Áåãóíîâ Á.Í., Çàêàçíîâ Í.Ï. Òåîðèÿ îïòè÷åñêèõ ñèñòåì.Ì.,Ìàøèíîñòðîåíèå,1973.488ñ
14. ×óðèëîâñêèé Â.Í. Òåîðèÿ îïòè÷åñêèõ ïðèáîðîâ.Ì.,Ìàøèíîñòðîåíèå.1966.-564ñ
15.Êóëàãèí Â.Â. Îñíîâû êîíñòðóèðîâàíèÿ îïòè÷åñêèõ ïðèáîðîâ.Ë.: Ìàøèíîñòðîåíèå.1982.-312ñ.,èë
16.Ãóòíèêîâ Â.ñ. Èíòåãðàëüíàÿ ýëåêòðîíèêà â èçìåðèòåëüíûõ óñòðîéñòâàõ.-Ë.:Ýíåðãîàòîìèçäàò,1988.-304ñ.èë
17. Åôðåìîâ À.À., Çàêîííèêîâ Â.Ï., Ïîäîáðÿíñêèé À.Â. Ñáîðêà îïòè÷åñêèõ ïðèáîðîâ .-Ì.,Âûñøàÿ øêîëà.1978.-296ñ.,èë.
18 ÅëüíèêîâÍ.Ò., Äèòåâ À.Ô., Þðóñîâ È.Ê. Ñáîðêà è þñòèðîâêà îïòèêî-ìåõàíè÷åñêèõ ïðèáîðîâ. Ì., Ìàøèíîñòðîåíèå,1974.-348ñ
19 Ýêîíîìè÷åñêàÿ ÷àñòü äèïëîìíûõ ðàçðàáîòîê. Ìåòîäè÷åñêèå óêàçàíèÿ äëÿ ñòóäåíòîâ òåõíè÷åñêèõ ñïåöèàëüíîñòåé âñåõ ôîðì îáó÷åíèÿ.- ÈÒÌÎ,1998
20Ëàòûåâ Ñ.Ì. Êîíñòðóèðîâàíèå òî÷íûõ ( îïòè÷åñêèõ) ïðèáîðîâ: ÷àñòè1-3:ó÷åáíîå ïîñîáèå.-ÑÏá., 1999-2002
21.ÃÎÑÒ 24642-81 (ÑÒÑÝÂ301-76) Äîïóñêè è ôîðìû ðàñïîëîæåíèÿ ïîâåðõíîñòåé
22. ÃÎÑÒ12.0.003-83 Îïàñíûå è âðåäíûå ïðîèçâîäñòâåííûå ôàêòîðû
23 ÃÎÑÒ 12.2.003-91 Îáîðóäîâàíèå ïðîèçâîäñòâåííîå
24.ÑÍèÏ 5804-91
ÎÃËÀÂËÅÍÈÅ 1. ÒÅÕÍÈ×ÅÑÊÀß ÕÀÐÀÊÒÅÐÈÑÒÈÊÀ ÊÎÍÒÐÎËÈÐÓÅÌÛÕ ÎÁÚÅÊÒÎÂ È ÏÀÐÀÌÅÒÐÛ, ÏÎÄËÅÆÀÙÈÅ ÈÇÌÅÐÈÒÅËÜÍÎÌÓ ÊÎÍÒÐÎËÞ 2.ÎÁÇÎÐ ÌÅÒÎÄÎÂ È ÑÐÅÄÑÒ ÊÎÍÒÐÎËß ÏËÎÑÊÎÑÒÍÎÑÒÈ 2.1 Îïðåäåëåíèå îòêëîíåíèé îò ïëîñêîñòíîñòè ñ ïîìîùüþ ïëèò 2.2 Îïðåäåëå
Copyright (c) 2025 Stud-Baza.ru Ðåôåðàòû, êîíòðîëüíûå, êóðñîâûå, äèïëîìíûå ðàáîòû.