Метод считывания и обработки стационарных интерференционных картин
Разработан оптоэлектронный метод считывания и определения дробной доли полосы стационарных интерференционных картин, формируемых в модернизированном двухлучевом интерферометре Кестерса при поверке концевых мер длины....
Saved in:
| Date: | 2009 |
|---|---|
| Main Authors: | , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України
2009
|
| Series: | Технология и конструирование в электронной аппаратуре |
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/52100 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Метод считывания и обработки стационарных интерференционных картин / В.Н. Ильин, А.В. Дубешко, Д.А. Михаевич // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2009. — № 4. — С. 59-62. — Бібліогр.: 1 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-52100 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-521002025-02-23T18:31:06Z Метод считывания и обработки стационарных интерференционных картин Метод зчитування і обробки стаціонарних інтерференційних картин Method of stationary interference patterns reading and processing Ильин, В.Н. Дубешко, А.В. Михаевич, Д.А. Метрология. Стандартизация Разработан оптоэлектронный метод считывания и определения дробной доли полосы стационарных интерференционных картин, формируемых в модернизированном двухлучевом интерферометре Кестерса при поверке концевых мер длины. Оптоелектронна система зчитування дозволяє отримувати і обробляти зображення інтерференційної картини в інтерферометрі Кестерса в режимі реального часу і має достатню розрізнювальну здатність. Середнє квадратичне відхилення результату вимірювань складає 0,001 мкм. Загальний час, що витрачається на вимірювання і обробку результатів, скоротився з двох годин до 30 хвилин. Optoelectronic reading system allows to obtain and process the interference pattern image in the Kosters interferometer in the real-time mode and has sufficient resolution. Rms deviation of measuring result is 0,001 mm. Total time spent on measuring and analysing the results, was reduced from two hours to 30 minutes. 2009 Article Метод считывания и обработки стационарных интерференционных картин / В.Н. Ильин, А.В. Дубешко, Д.А. Михаевич // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2009. — № 4. — С. 59-62. — Бібліогр.: 1 назв. — рос. 2225-5818 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/52100 ru Технология и конструирование в электронной аппаратуре application/pdf Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Метрология. Стандартизация Метрология. Стандартизация |
| spellingShingle |
Метрология. Стандартизация Метрология. Стандартизация Ильин, В.Н. Дубешко, А.В. Михаевич, Д.А. Метод считывания и обработки стационарных интерференционных картин Технология и конструирование в электронной аппаратуре |
| description |
Разработан оптоэлектронный метод считывания и определения дробной доли полосы стационарных интерференционных картин, формируемых в модернизированном двухлучевом интерферометре Кестерса при поверке концевых мер длины. |
| format |
Article |
| author |
Ильин, В.Н. Дубешко, А.В. Михаевич, Д.А. |
| author_facet |
Ильин, В.Н. Дубешко, А.В. Михаевич, Д.А. |
| author_sort |
Ильин, В.Н. |
| title |
Метод считывания и обработки стационарных интерференционных картин |
| title_short |
Метод считывания и обработки стационарных интерференционных картин |
| title_full |
Метод считывания и обработки стационарных интерференционных картин |
| title_fullStr |
Метод считывания и обработки стационарных интерференционных картин |
| title_full_unstemmed |
Метод считывания и обработки стационарных интерференционных картин |
| title_sort |
метод считывания и обработки стационарных интерференционных картин |
| publisher |
Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України |
| publishDate |
2009 |
| topic_facet |
Метрология. Стандартизация |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/52100 |
| citation_txt |
Метод считывания и обработки стационарных интерференционных картин / В.Н. Ильин, А.В. Дубешко, Д.А. Михаевич // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2009. — № 4. — С. 59-62. — Бібліогр.: 1 назв. — рос. |
| series |
Технология и конструирование в электронной аппаратуре |
| work_keys_str_mv |
AT ilʹinvn metodsčityvaniâiobrabotkistacionarnyhinterferencionnyhkartin AT dubeškoav metodsčityvaniâiobrabotkistacionarnyhinterferencionnyhkartin AT mihaevičda metodsčityvaniâiobrabotkistacionarnyhinterferencionnyhkartin AT ilʹinvn metodzčituvannâíobrobkistacíonarnihínterferencíjnihkartin AT dubeškoav metodzčituvannâíobrobkistacíonarnihínterferencíjnihkartin AT mihaevičda metodzčituvannâíobrobkistacíonarnihínterferencíjnihkartin AT ilʹinvn methodofstationaryinterferencepatternsreadingandprocessing AT dubeškoav methodofstationaryinterferencepatternsreadingandprocessing AT mihaevičda methodofstationaryinterferencepatternsreadingandprocessing |
| first_indexed |
2025-11-24T10:46:49Z |
| last_indexed |
2025-11-24T10:46:49Z |
| _version_ |
1849668360909881344 |
| fulltext |
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2009, ¹ 4
59
ÌÅÒÐÎËÎÃÈß. ÑÒÀÍÄÀÐÒÈÇÀÖÈß
Äàòà ïîñòóïëåíèÿ â ðåäàêöèþ
06.04 2009 ã.
Îïïîíåíò ä. ò. í. Â. Í. ÊÐÛËÎÂ
(ÎÍÏÓ, ã. Îäåññà)
Ä. ò. í. Â. Í. ÈËÜÈÍ, À. Â. ÄÓÁÅØÊÎ, Ä. À. ÌÈÕÀÅÂÈ×
Ðåñïóáëèêà Áåëàðóñü, ã. Ìèíñê, Èíñòèòóò ôèçèêè
E-mail: ilyin@inel.bas-net.by
ÌÅÒÎÄ Ñ×ÈÒÛÂÀÍÈß È ÎÁÐÀÁÎÒÊÈ
ÑÒÀÖÈÎÍÀÐÍÛÕ ÈÍÒÅÐÔÅÐÅÍÖÈÎÍÍÛÕ ÊÀÐÒÈÍ
Ðàçðàáîòàí îïòîýëåêòðîííûé ìåòîä
ñ÷èòûâàíèÿ è îïðåäåëåíèÿ äðîáíîé
äîëè ïîëîñû ñòàöèîíàðíûõ èíòåðôå-
ðåíöèîííûõ êàðòèí, ôîðìèðóåìûõ â
ìîäåðíèçèðîâàííîì äâóõëó÷åâîì èíòåð-
ôåðîìåòðå Êåñòåðñà ïðè ïîâåðêå êîí-
öåâûõ ìåð äëèíû.
Äëÿ ñ÷èòûâàíèÿ ñòàöèîíàðíûõ èíòåðôåðåíöèîííûõ
êàðòèí è îïðåäåëåíèÿ äðîáíîé äîëè ïîëîñû ïðèìå-
íÿþò ðàçëè÷íûå ïðèåìû, ñâÿçàííûå, ÷àùå âñåãî, ñ
ïðåîáðàçîâàíèåì òàêèõ êàðòèí â äèíàìè÷åñêèå ïî-
ñðåäñòâîì èçìåíåíèÿ ôàçû â èíòåðôåðèðóþùèõ ïó÷-
êàõ èëè ïîñðåäñòâîì ìåõàíè÷åñêîãî èëè ýëåêòðîí-
íîãî ñêàíèðîâàíèÿ.
Ïðè ñ÷èòûâàíèè äîëè èíòåðôåðåíöèîííîé ïîëî-
ñû â èíòåðôåðîìåòðå Êåñòåðñà èñïîëüçóåòñÿ óâåëè-
÷èâàþùàÿ îïòè÷åñêàÿ ñèñòåìà, ðàçðåøàþùàÿ ñïîñîá-
íîñòü êîòîðîé, íàðÿäó ñî ñïîñîáîì íàâåäåíèÿ âèçèð-
íîé ëèíèè íà ïîëîñó, îïðåäåëÿåò âåëè÷èíó ïîãðåø-
íîñòè èçìåðåíèÿ. Òðàäèöèîííî èçìåðåíèå ãåîìåòðè-
÷åñêèõ ðàçìåðîâ (äëèíû) ïðè èñïîëüçîâàíèè ÿâëå-
íèÿ èíòåðôåðåíöèè ñâåòà ñâîäèòñÿ ê îïðåäåëåíèþ ðàç-
íîñòè ôàç èíòåðôåðèðóþùèõ ïó÷êîâ. Ñ÷èòûâàíèå
ìîæåò áûòü âèçóàëüíûì è àâòîìàòèçèðîâàííûì. Â
áîëüøèíñòâå èíòåðôåðîìåòðîâ, ïðèìåíÿåìûõ íà ïðàê-
òèêå, ïðè âèçóàëüíîì ñïîñîáå íàáëþäåíèÿ ïîãðåø-
íîñòü îïðåäåëåíèÿ èçìåíåíèé ðàçíîñòè ôàç ñîñòàâ-
ëÿåò 2π/10�2π/20.
Òî÷íîñòü èíòåðôåðåíöèîííûõ èçìåðåíèé, â ÷àñò-
íîñòè îïðåäåëåíèÿ ìàëûõ èçìåíåíèé ðàçíîñòè ôàç, â
èíòåðôåðîìåòðå Êåñòåðñà ïðè âèçóàëüíîì ñ÷èòûâà-
íèè çàâèñèò îò ðàçðåøàþùåé ñïîñîáíîñòè îïòè÷å-
ñêîé ñèñòåìû, êîíòðàñòíîñòè êàðòèí, ñïîñîáà íàâåäå-
íèÿ èíäåêñà íà ïîëîñó, èíäèâèäóàëüíûõ ñïîñîáíî-
ñòåé îïåðàòîðà. Ïîýòîìó ïî-ïðåæíåìó àêòóàëüíà ðàç-
ðàáîòêà íîâûõ ìåòîäîâ èçìåðåíèÿ è ñîçäàíèå îðèãè-
íàëüíûõ óñòðîéñòâ, ïîçâîëÿþùèõ ñóùåñòâåííî ïî-
âûñèòü ÷óâñòâèòåëüíîñòü ïðèáîðîâ ê ìàëûì èçìåíå-
íèÿì ðàçíîñòè ôàç.
Èçâåñòíûå ñïîñîáû ìîäåðíèçàöèè èíòåðôåðåíöè-
îííîãî êîìïàðàòîðà Êåñòåðñà (íàïðèìåð [1]) íàïðàâ-
ëåíû, â îñíîâíîì, íà îáåñïå÷åíèå ôîòîýëåêòðè÷å-
ñêîãî ñ÷èòûâàíèÿ èíòåðôåðåíöèîííûõ ïîëîñ, ôîðìè-
ðóåìûõ îò áàçîâîé ïëîñêîñòè è îò ïðèòåðòîé ê íåé
ïëîñêîïàðàëëåëüíîé ïëàñòèíû. Ïðè ýòîì îáå èíòåð-
ôåðåíöèîííûå êàðòèíû ìîæíî ñèíõðîííî ïåðåìåùàòü
îòíîñèòåëüíî ñ÷èòûâàþùèõ ôîòîïðèåìíèêîâ çà ñ÷åò
ðåôåðåíòíîãî çåðêàëà, óñòàíîâëåííîãî íà ïüåçîêåðà-
ìè÷åñêîì ìîäóëÿòîðå, ëèáî ýëåêòðîìàãíèòíîãî ìî-
äóëÿòîðà, óñòàíîâëåííîãî íà ïðåäìåòíîì ñòîëèêå
èíòåðôåðîìåòðà.
Îáà ñïîñîáà, õîòÿ è îáåñïå÷èâàþò èçìåðåíèÿ ðàç-
íîñòè ôàç ñ ïîãðåøíîñòüþ 1%, òðåáóþò ñóùåñòâåí-
íûõ êîíñòðóêòèâíûõ äîðàáîòîê. Ôîòîýëåêòðè÷åñêàÿ
÷àñòü äîñòàòî÷íî ãðîìîçäêà è âêëþ÷àåò â ñåáÿ ñî-
ãëàñóþùèé îáúåêòèâ, îïòè÷åñêèå äåëèòåëè ïó÷êîâ è
äâà ôîòîýëåêòðîííûõ óìíîæèòåëÿ.
Ïîÿâëåíèå è ðàçâèòèå ýêîíîìè÷íûõ ëàçåðíûõ èñ-
òî÷íèêîâ èçëó÷åíèÿ, ìíîãîýëåìåíòíûõ ôîòîïðèåìíè-
êîâ (ëèíååê è ìàòðèö ÏÇÑ) è ñïåöèàëèçèðîâàííûõ
ìèêðîïðîöåññîðîâ âûñîêîé èíòåãðàöèè ïîçâîëÿþò
ðåøàòü ìíîãèå çàäà÷è íà íîâîì òåõíè÷åñêîì óðîâíå,
îáåñïå÷èâàþùåì áîëåå âûñîêóþ òî÷íîñòü è ñêîðîñòü
ïðîâåäåíèÿ èçìåðèòåëüíûõ îïåðàöèé.
Ýòî íåîáõîäèìî â ìèêðîýëåêòðîíèêå ïðè èçìåðå-
íèè íåïëîñêîñòíîñòè êðåìíèåâûõ ïëàñòèí â ñâÿçè ñ
óâåëè÷åíèåì èõ äèàìåòðà è ñòåïåíè èíòåãðàöèè ýëå-
ìåíòîâ. Ïåðñïåêòèâíûì ÿâëÿåòñÿ ïðèìåíåíèå ìåòîäà
ïðè ñ÷èòûâàíèè è îáðàáîòêå ãîëîãðàôè÷åñêèõ èíòåð-
ôåðåíöèîííûõ êàðòèí, ïîëó÷àåìûõ ïðè êîíòðîëå êà-
÷åñòâà èçãîòîâëåíèÿ ëîïàòîê òóðáèí, êîðïóñîâ ëåòà-
òåëüíûõ àïïàðàòîâ è ò. ï.
 íàñòîÿùåé ñòàòüå ïðåäñòàâëåí îïòîýëåêòðîííûé
ìåòîä è ñèñòåìà àâòîìàòè÷åñêîãî ñ÷èòûâàíèÿ è îá-
ðàáîòêè ñòàöèîíàðíûõ èíòåðôåðåíöèîííûõ êàðòèí â
èíòåðôåðîìåòðå Êåñòåðñà ïðè àòòåñòàöèè ïëîñêîïà-
ðàëëåëüíûõ ïëàñòèí.
Íà ðèñ. 1 ïðèâåäåíà ôóíêöèîíàëüíàÿ îïòîýëåê-
òðîííàÿ ñõåìà ôîðìèðîâàíèÿ è ðåãèñòðàöèè
èíòåðôåðåíöèîííûõ ïîëîñ â ìîäåðíèçèðîâàííîì èí-
òåðôåðîìåòðå Êåñòåðñà, îòëè÷èòåëüíîé îñîáåííîñòüþ
êîòîðîãî ÿâëÿåòñÿ íàëè÷èå äîïîëíèòåëüíûõ ýëåìåí-
òîâ: ñîãëàñîâàííîãî ñî ñòàöèîíàðíûì îáúåêòèâîì 2
îáúåêòèâà 15 (Pentax) è ÏÇÑ-ìàòðèöû 16 (ICX-255AL),
íà êîòîðîé ôîðìèðóåòñÿ èçîáðàæåíèå èíòåðôåðåíöè-
îííûõ êàðòèí. Îáúåêòèâ 15 è ÏÇÑ-ìàòðèöà 16, ñìîí-
òèðîâàííûå íà ïëàòå ñ íîðìèðóþùåé è ìèêðîïðîöåñ-
ñîðíîé ýëåêòðîíèêîé, îáðàçóþò âèäåîêàìåðó. Óïðàâ-
ëåíèå ìàòðèöåé 16 îñóùåñòâëÿåòñÿ ìèêðîïðîöåññî-
ðîì 17, à îáðàáîòêà âèäåîïîòîêà � êîìïüþòåðîì 18 ñ
îòîáðàæåíèåì èçìåðèòåëüíûõ äàííûõ íà ìîíèòîðå 19.
Êðîìå òîãî, ðàçðàáîòàí ïàêåò ïðèêëàäíûõ ïðî-
ãðàìì ñ èíòåðôåéñîì ïîëüçîâàòåëÿ, ðåàëèçóþùèé
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2009, ¹ 4
60
ÌÅÒÐÎËÎÃÈß. ÑÒÀÍÄÀÐÒÈÇÀÖÈß
àëãîðèòì îáðàáîòêè âèäåîèçîáðàæåíèé èíòåðôåðåí-
öèîííûõ êàðòèí äëÿ ÷åòûðåõ ñïåêòðàëüíûõ ëèíèé è
ìåòîäèêó ðàñ÷åòà äðîáíîé ÷àñòè èíòåðôåðåíöèîííîé
ïîëîñû ñ ðàçðåøåíèåì â 0,01 ïîëîñû.
 èíòåðôåðîìåòðå ñîõðàíåíà èñõîäíàÿ îïòè÷åñêàÿ
ñõåìà äëÿ îáåñïå÷åíèÿ âèçóàëüíîãî íàáëþäåíèÿ è
þñòèðîâêè èíòåðôåðåíöèîííûõ ïîëîñ. Íà ðèñ. 2 ïðè-
âåäåí âíåøíèé âèä ñèñòåìû, âèäåîêàìåðà êîòîðîé
íàõîäèòñÿ â ðàáî÷åì ïîëîæåíèè.
Êàìåðà 5 ïðè ïîìîùè êðîíøòåéíà 4 è õîìóòà 3
êðåïèòñÿ íà òóáóñå 2 êîðïóñà èíòåðôåðîìåòðà 1. Íà
òîðöå òóáóñà ðàçìåùåíà ïîëåâàÿ äèàôðàãìà 7. Êàìå-
ðà ìîæåò íàõîäèòüñÿ â äâóõ óñòîé÷èâûõ ïîëîæåíè-
ÿõ: âåðòèêàëüíîì (íåðàáî÷åì) è ãîðèçîíòàëüíîì (ðà-
áî÷åì).  âåðòèêàëüíîì ïîëîæåíèè êàìåðà óäåðæè-
âàåòñÿ ñ ïîìîùüþ ìåõàíè÷åñêîãî ôèêñàòîðà 9 è ïðè-
ñîåäèíÿåòñÿ ê êîìïüþòåðó ïîñðåäñòâîì êàáåëÿ âè-
äåîñèãíàëà 6 ÷åðåç âõîä íà âèäåîêàðòå.  ðàáî÷åå
ïîëîæåíèå óñòàíàâëèâàåòñÿ ëèáî îêóëÿð 8 äëÿ âèçó-
àëüíîãî íàáëþäåíèÿ, ëèáî âèäåîêàìåðà 5.
Îáúåêòèâ êàìåðû óñòàíîâëåí òàê, ÷òî åãî ïåðåä-
íÿÿ, ôîêàëüíàÿ, ïëîñêîñòü ñîâìåùåíà ñ ïëîñêîñòüþ
ïîëåâîé äèàôðàãìû, à çàäíÿÿ � ñ ïëîñêîñòüþ ÏÇÑ-
ìàòðèöû. Òàêèì îáðàçîì íà ìàòðèöå ñòðîèòñÿ êîí-
òðàñòíîå èçîáðàæåíèå èíòåðôåðåíöèîííûõ êàðòèí äëÿ
÷åòûðåõ çíà÷åíèé äëèíû âîëíû.
Ìèêðîïðîöåññîðíûé áëîê àâòîìàòè÷åñêè ðåãóëè-
ðóåò ÿðêîñòü è êîíòðàñòíîñòü è ôîðìèðóåò âèäåîñèã-
íàë. Êàìåðà èìååò ñëåäóþùèå ïàðàìåòðû: ñòàíäàðò
CCIR (625 ñòðîê, 25 êàäðîâ), ðàçëîæåíèå ÷åðåññòðî÷-
Ðèñ. 1. Ôóíêöèîíàëüíàÿ ñõåìà ìîäåðíèçèðîâàííîãî èíòåðôåðîìåòðà Êåñòåðñà:
1 � îêóëÿð; 2 � ôîðìèðóþùèé îáúåêòèâ; 3 � äèñïåðñèîííàÿ ïðèçìà; 4 � êîíäåíñîð; 5 � ùåëåâàÿ äèàôðàãìà; 6 � çåðêàëî;
7 � ëèíçà; 8 � èñòî÷íèê èçëó÷åíèÿ; 9 � îïîðíîå çåðêàëî; 10 � êîìïåíñàòîð; 11 � ïîëóïðîçðà÷íàÿ ïëàñòèíà; 12 � îáúåêò êîíòðîëÿ;
13 � áàçîâàÿ ïëàñòèíà; 14 � êðîíøòåéí; 15 � îáúåêòèâ ìàòðèöû; 16 � ÏÇÑ-ìàòðèöà; 17 � ìèêðîïðîöåññîð; 18 � êîìïüþòåð;
19 � ìîíèòîð
1 À
14
2
3 4
5
6
7
8
910
11
12
13
Á
17 18 19
15
16
Ðèñ. 2. Âíåøíèé âèä îïòîýëåêòðîííîé ñèñòåìû ñ÷èòû-
âàíèÿ èíòåðôåðåíöèîííûõ êàðòèí:
1 � êîðïóñ èíòåðôåðîìåòðà; 2 � òóáóñ; 3 � õîìóò; 4 � êðîí-
øòåéí; 5 � êàìåðà; 6 � êàáåëü âèäåîïîòîêà; 7 � ïîëåâàÿ äèà-
ôðàãìà; 8 � îêóëÿð; 9 � ìåõàíè÷åñêèé ôèêñàòîð
1
2
3
7 8
5
6 4 9
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2009, ¹ 4
61
ÌÅÒÐÎËÎÃÈß. ÑÒÀÍÄÀÐÒÈÇÀÖÈß
íîå 2:1, ôîòîïðèåìíèê � ÏÇÑ-ìàòðèöà ICX-255AL
ôîðìàòà 1/3′′ (6,3×4,7 ìì), ÷èñëî ýëåìåíòîâ 582×500.
Ñèãíàë ñ êàìåðû ïåðåäàåòñÿ íà âèäåîêàðòó, óñòàíîâ-
ëåííóþ â ñèñòåìíîì áëîêå êîìïüþòåðà.
Äëÿ îáðàáîòêè âèäåîñèãíàëà èñïîëüçóþòñÿ ñðåä-
ñòâà Microsoft DirectShow, ñ ïîìîùüþ êîòîðûõ âû-
ñòðàèâàåòñÿ öåïî÷êà ôèëüòðîâ, è ïðè ïîìîùè èíòåð-
ôåéñà ISampleGrabber â ðåæèìå Preview èíòåðôåðåí-
öèîííàÿ êàðòèíà îòîáðàæàåòñÿ â ïðèëîæåíèè. Ïðî-
ãðàììà îïðåäåëÿåò òèï óñòðîéñòâà âèäåîçàõâàòà, ôîð-
ìàò ïîñòóïàþùèõ äàííûõ, ïåðåðàñïðåäåëÿåò âèäåî-
ïîòîê è âûâîäèò èçîáðàæåíèå â çàäàííîé îáëàñòè
ïðèëîæåíèÿ. Ïî êîìàíäå îïåðàòîðà èíòåðôåéñ
ISampleGrabber êîïèðóåò â áóôåð êàäð, à ïðèëîæå-
íèå ñîõðàíÿåò åãî íà æåñòêèé äèñê.
Äèàëîã îïåðàòîðà ñ ñèñòåìîé ïðîèñõîäèò ÷åðåç
èíòåðôåéñ ïîëüçîâàòåëÿ (ðèñ. 3). Óïðàâëÿþùàÿ ïðî-
ãðàììà � èíòåðàêòèâíàÿ îáîëî÷êà ñ äðóæåñòâåííûì
èíòóèòèâíûì èíòåðôåéñîì, áëîêèðóþùèì (ïî âîç-
ìîæíîñòè) íåêîððåêòíûå äåéñòâèÿ ïîëüçîâàòåëÿ. Åñëè
äåéñòâèÿ îïåðàòîðà êîððåêòíû, íî ïðè ýòîì ìîãóò
ïðèâåñòè ê íåîáðàòèìûì ïîñëåäñòâèÿì (íàïðèìåð ê
óäàëåíèþ çàïèñåé èç òàáëèö), òî âûäàåòñÿ ñîîòâåò-
ñòâóþùåå ïðåäóïðåæäåíèå, òðåáóþùåå ïîäòâåðäèòü
äåéñòâèå îïåðàòîðà ëèáî îòìåíèòü åãî.
Ïîèñê ñåðåäèíû èíòåðôåðåíöèîííîé ïîëîñû ïðî-
èçâîäèòñÿ ïðè ïîìîùè ãðàäèåíòíîãî ôèëüòðà. Ïîëî-
æåíèå âåðòèêàëüíîé ïîëîñû ïåðåêðåñòüÿ îïðåäåëÿåò-
ñÿ íàõîæäåíèåì çàäàííîé âåëè÷èíû ñïàäà èíòåíñèâ-
íîñòè, ïîñòðî÷íî ïðîñóììèðîâàííîé ïî âñåé êàðòèíêå
â ïðèìåðíî èçâåñòíîé îáëàñòè. Ïåðèîä ïîëîñ îïðå-
äåëÿåòñÿ ïóòåì íàõîæäåíèÿ ðàçíèöû â êîîðäèíàòàõ
ñåðåäèí ñîñåäíèõ ïîëîñ. Ðàñ÷åòû îòêëîíåíèé (â ìèê-
ðîìåòðàõ), ïîðÿäêà è çíàêà îòêëîíåíèÿ ïðîèçâîäÿòñÿ
ïî ñòàíäàðòíûì ìåòîäèêàì.
Äëÿ îáðàáîòêè èçîáðàæåíèÿ ñëåâà íàïðàâî è ñâåðõó
âíèç âûäåëÿåòñÿ îáëàñòü âíå ìåðû (âûøå èëè íèæå),
ñîäåðæàùàÿ õîòÿ áû äâå ïîëîñû (îäíó ñïðàâà, äðó-
ãóþ ñëåâà îò âåðòèêàëüíîé ïîëîñû ïåðåêðåñòüÿ).
Íà èçîáðàæåíèè ïîÿâëÿþòñÿ òðè ëèíèè òðåõ öâå-
òîâ. Êðàñíàÿ ëèíèÿ ñîâïàäàåò ñ âåðòèêàëüíîé ïîëî-
ñîé ïåðåêðåñòüÿ, ñèíÿÿ è çåëåíàÿ ïîêàçûâàþò ñîîò-
âåòñòâåííî ñåðåäèíó áëèæàéøåé ê íåé ñïðàâà è áëè-
æàéøåé ê íåé ñëåâà òåìíîé ïîëîñû. Ñèíÿÿ è çåëåíàÿ
ëèíèè èñïîëüçóþòñÿ äëÿ íàõîæäåíèÿ ïåðèîäà ïîëî-
ñû, ñèíÿÿ è êðàñíàÿ � äëÿ íàõîæäåíèÿ ñìåùåíèÿ â
äîëÿõ ïåðèîäà ïîëîñ íà ìåðå îòíîñèòåëüíî ïîëîñ âíå
ìåðû.
Íà ìîäåðíèçèðîâàííîì èíòåðôåðîìåòðå Êåñòåðñà
ïðîâåäåíû èçìåðåíèÿ ïëîñêîñòíîñòè êðåìíèåâûõ
ïëàñòèí, ïðèìåíÿåìûõ â ìèêðîýëåêòðîíèêå. Íà ðèñ. 4
Ðèñ. 3. Èíòåðôåéñ ïîëüçîâàòåëÿ
Ðèñ. 4. Èçîáðàæåíèå ïîâåðõíîñòè êðåìíèåâîé ïëàñòèíû
â èíòåðôåðåíöèîííîì ïîëå
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2009, ¹ 4
62
ÌÅÒÐÎËÎÃÈß. ÑÒÀÍÄÀÐÒÈÇÀÖÈß
ïðèâåäåíà èíòåðôåðåíöèîííàÿ êàðòèíà, ïîëó÷åííàÿ ñ
ïîâåðõíîñòè êðåìíèåâîé ïëàñòèíû ñ óñòàíîâëåííû-
ìè íà íåé ìàòðèöàìè ÏÇÑ. Êàðòèíà ïîëó÷åíà íà âîë-
íå, äëèíà êîòîðîé ñîîòâåòñòâóåò çåëåíîìó öâåòó. Õî-
ðîøî âèäíû àíîìàëèè íà ïîâåðõíîñòè ïëàñòèíû, âû-
ðàæåííûå â èçìåíåíèè ïåðèîäà èíòåðôåðåíöèîííûõ
ïîëîñ. Îáðàáîòêà êàðòèí, ïîëó÷åííûõ äëÿ ÷åòûðåõ
çíà÷åíèé äëèíû âîëíû, ïîçâîëÿåò ðàññ÷èòàòü ïðîôèëü
ïîâåðõíîñòè ïëàñòèíû â ìåòðè÷åñêèõ åäèíèöàõ.
Äëÿ ýêñïåðèìåíòàëüíîé îöåíêè òî÷íîñòè ìåòî-
äà â êà÷åñòâå ýòàëîíà èñïîëüçîâàëàñü êâàð-
öåâàÿ ìåðà ñðàâíåíèÿ äëèíîé 100 ìì, èìåþùàÿ îï-
òè÷åñêèé êîíòàêò ñ êâàðöåâîé ïëàñòèíîé.
Õàðàêòåðèñòèêè êâàðöåâîé ìåðû ñðàâíåíèÿ:
� äåéñòâèòåëüíàÿ äëèíà ïðè 20°Ñ 99,99673 ìì;
� îòêëîíåíèå îò ïëîñêîïàðàëëåëüíîñòè 0,06 ìêì;
� òåìïåðàòóðíûé êîýôôèöèåíò ëèíåéíîãî ðàñøè-
ðåíèÿ 0,59·10�6 Ê�1.
Ïðèìåíåíèå äëÿ èññëåäîâàíèé ìåðû è ïëàñòèíû
èç êâàðöà, èìåþùåãî äîñòàòî÷íî íèçêèé, ïî ñðàâíå-
íèþ ñî ñòàëüþ (αñò=11,5·10�6 Ê�1), òåìïåðàòóðíûé êî-
ýôôèöèåíò ëèíåéíîãî ðàñøèðåíèÿ, ïîçâîëèëî èñêëþ-
÷èòü èç ðàñ÷åòîâ ïîïðàâêó íà ðàçíîðîäíîñòü ìàòåðè-
àëîâ ìåðû è ïëàñòèíû è óìåíüøèòü îäíó èç ñîñòàâ-
ëÿþùèõ ñèñòåìàòè÷åñêîé ïîãðåøíîñòè, ñâÿçÿííóþ ñ
òåìïåðàòóðíûì ðàñøèðåíèåì ìåðû.
 ïðîöåññå èññëåäîâàíèé áûëî âûïîëíåíî 10 èç-
ìåðåíèé äëèíû êâàðöåâîé ìåðû ïðè ïîìîùè íîâîé
ñèñòåìû ñ÷èòûâàíèÿ è îáðàáîòêè èíòåðôåðåíöèîííîé
êàðòèíû. Êàæäîå èçìåðåíèå ñîñòîÿëî èç ÷åòûðåõ çà-
ìåðîâ â ÷åòûðåõ ñïåêòðàëüíûõ ëèíèÿõ êàäìèÿ.
Îáðàáîòêà ðåçóëüòàòîâ íàáëþäåíèé ïðîèçâîäèëàñü
íà ÏÝÂÌ ïî ìåòîäèêå, ïðèâåäåííîé â ïàñïîðòå íà
ýòàëîí.
 ñîîòâåòñòâèè ñ ïðàâèëàìè õðàíåíèÿ è ïðèìåíå-
íèÿ ýòàëîíà, èçìåðåíèÿ ïðîâîäèëèñü ïðè òåìïåðàòó-
ðå 20±1°Ñ è îòíîñèòåëüíîé âëàæíîñòè âîçäóõà íå áî-
ëåå 80%.
Ðåçóëüòàòû ñðàâíåíèÿ ìåòðîëîãè÷åñêèõ õàðàêòå-
ðèñòèê ýòàëîíà êâàðöåâîé ìåðû äî è ïîñëå óñòàíîâ-
êè ñèñòåìû ñ÷èòûâàíèÿ è îáðàáîòêè èíòåðôåðåíöè-
îííîé êàðòèíû ïðèâåäåíû â òàáëèöå.
Äèñêðåòíîñòü îòñ÷åòà ïåðèîäà ïîëîñû îïðåäåëÿ-
ëàñü èç ïðîïîðöèè
L/D=X/M,
Ïðè D=640, L=110 è M=582 ïîëó÷èì X=100,03
ïèêñåëà.
Ñëåäîâàòåëüíî, ïðè íàëè÷èè ÷åòûðåõ ïîëíûõ ïî-
ëîñ íà ìåðå äèñêðåòíîñòü îòñ÷åòà ñîñòàâëÿåò 1/100
äîëþ ïåðèîäà èíòåðôåðåíöèîííîé ïîëîñû.
Îñíîâíûå òåõíè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè ñèñòåìû
ñ÷èòûâàíèÿ è óñëîâèÿ åå ýêñïëóàòàöèè:
� òåìïåðàòóðà îêðóæàþùåãî âîçäóõà 5�40°Ñ;
� îòíîñèòåëüíàÿ âëàæíîñòü âîçäóõà äî 90%;
� àòìîñôåðíîå äàâëåíèå 96�104 êÏà (720�
780 ìì ðò. ñò.);
� êîëè÷åñòâî ýëåìåíòîâ íà ÏÇÑ-ìàòðèöå
582×500;
� íàïðÿæåíèå ïèòàíèÿ 12 Â ïðè ìàêñèìàëüíîì
òîêå 100 ìÀ;
� ôîêóñíîå ðàññòîÿíèå îáúåêòèâà 16 ìì;
� êîìïüþòåð íà áàçå ïðîöåññîðà AMD Semptron
1,4 GHz, ñ ÎÇÓ 256 Ìá è HDD îáúåìîì 80 Ãá;
� óðîâåíü èíäóñòðèàëüíûõ ðàäèîïîìåõ, ñîçäà-
âàåìûõ ñèñòåìîé, íå ïðåâûøàåò çíà÷åíèÿ, óñòàíîâ-
ëåííûå ÑÒÁ ÃÎÑÒ Ð 51318.22.
***
Îïòîýëåêòðîííàÿ ñèñòåìà ñ÷èòûâàíèÿ ïîçâîëÿåò
ïîëó÷àòü è îáðàáàòûâàòü èçîáðàæåíèå èíòåðôåðåíöè-
îííîé êàðòèíû â èíòåðôåðîìåòðå Êåñòåðñà â ðåæèìå
ðåàëüíîãî âðåìåíè è îáëàäàåò äîñòàòî÷íîé ðàçðåøà-
þùåé ñïîñîáíîñòüþ. Ñðåäíåå êâàäðàòè÷íîå îòêëî-
íåíèå ðåçóëüòàòà èçìåðåíèé ñîñòàâëÿåò 0,001 ìêì. Îá-
ùåå âðåìÿ, çàòðà÷èâàåìîå íà èçìåðåíèå è îáðàáîòêó
ðåçóëüòàòîâ (íà ïðèòèðêó ïëàñòèí, ñíÿòèå ðàçìåðîâ
ïåðèîäà èíòåðôåðåíöèîííûõ êàðòèí äëÿ ÷åòûðåõ çíà-
÷åíèé äëèíû âîëí, ââåäåíèå çíà÷åíèé òåìïåðàòóðû,
äàâëåíèÿ, âëàæíîñòè, îáðàáîòêó äàííûõ), ñîêðàòè-
ëîñü ñ äâóõ ÷àñîâ äî 30 ìèíóò. Ñèñòåìà óñïåøíî
ýêñïëóàòèðóåòñÿ â Áåëîðóññêîì ãîñóäàðñòâåííîì èí-
ñòèòóòå ìåòðîëîãèè ñ 2007 ãîäà.
ÈÑÏÎËÜÇÎÂÀÍÍÛÅ ÈÑÒÎ×ÍÈÊÈ
1. À. ñ. 1739188 ÑÑÑÐ. Èíòåðôåðåíöèîííûé êîìïàðàòîð äëÿ
èçìåðåíèÿ ëèíåéíûõ ïåðåìåùåíèé / Â. Â. Øåñòåðîâ, Ò. Þ. Îëü-
ìåçîâà.� 1980.� Áþë. ¹ 21.
Ðåçóëüòàòû èññëåäîâàíèé (â ìêì)
Íàèìåíîâàíèå õàðàêòåðèñòèêè äî ìîäåðíèçàöèè
èíòåðôåðîìåòðà
ïîñëå ìîäåðíèçàöèè
Ñðåäíåå êâàäðàòè÷íîå îòêëîíåíèå ðåçóëüòàòà èçìåðåíèé 0,003 0,001
Ãðàíèöû ñèñòåìàòè÷åñêîé ïîãðåøíîñòè 0,010 0,010
Äîâåðèòåëüíûå ãðàíèöû ñóììàðíîé ïîãðåøíîñòè ïðè äîâåðè-
òåëüíîé âåðîÿòíîñòè Ð=0,99
0,021 0,011
Äîâåðèòåëüíûå ãðàíèöû ñóììàðíîé ïîãðåøíîñòè ïðè äîâåðè-
òåëüíîé âåðîÿòíîñòè Ð=0,99 ïî ìåòîäèêå èçìåðåíèé ïî
ÃÎÑÒ 2060�90
0,040 �
ãäå D �
L �
M �
X �
øèðèíà (â ïèêñåëàõ) âûâîäèìîãî íà ýêðàí èçîáðàæå-
íèÿ;
ïåðèîä ïîëîñ íà ìåðå (â ïèêñåëàõ), âûâîäèìûõ íà
ýêðàí;
êîëè÷åñòâî ïèêñåëîâ â îäíîé ñòðîêå íà ÏÇÑ-ìàòðèöå;
êîëè÷åñòâî ïèêñåëîâ â îäíîì ïåðèîäå íà ìàòðèöå.
|