69. Основные направления автоматизации приборов для измерения геометрических величин. Двухчастотный лазерный интерферометр.

Двухчастотные лазерные интерферометры в отличие от одночастотных практически безынерционны, не требуют усиления сигнала после фотоприемника и позволяют расширить измеряемый диапазон длин до 100 м. Схема двухчастотного лазерного интерферометра модели «Размер-2К» приведена на рисунке 4.14.

Источником излучения служит гелий-неоновый лазер 1 с длиной волны λ = 0,6328 мкм. Цилиндрический постоянный магнит 2, охватывающий полость лазера, возбуждает в нем две пространственно совмещенные составляющие излучения с частотами f₁ и f₂, имеющими круговую поляризацию в противоположных направлениях и разнесенных на частоты f_p = 2 МГц. Когерентное излучение лазера характеризуется фазой, частотой и поляризацией. Здесь используется эффект Зеемана, при котором одночастотный лазер излучает две разнесенные частоты с двумя различными направлениями круговой поляризации (правой и левой).

Полупрозрачная пластина 3 делит излучение на две части. Одна составляющая излучения с частотами f₁ и f₂ проходит поляризационный фильтр 12 и на фотоприемнике 11 возникает «бегущая» интерференционная картина. Сигнал разностной частоты f_p с фотоприемника 11 подается на вход реверсивного счетчика 10.

(от 10 кГц до 2 МГц), зависящий от скорости перемещения. Этот сигнал сравнивается с опорным сигналом фотоприемника 11, фиксируется в счетчике 10, вычисляется и подается на десятиразрядный цифровой индикатор.

Другая составляющая излучения проходит пластину 3, поляризуется по вертикали и горизонтали пластиной 4 и направляется на светоделительный куб 5, где разделяется на информационный I и опорный II потоки. Отразившись от отражателей 6 и 7, потоки I и II соединяются и интерферируют, проходят поляризационный фильтр 8 фотоприемник 9 и направляются на реверсивный счетчик 10, который после умножения выдает сигнал о значении измеряемой величины на цифровой индикатор 13. В случае измерения скорости перемещения на отражателе 7 в сигнале фотоприемника 9 возникает доплеровский сдвиг частоты

1. Значение дисциплины "ПиПии" в подготовке инженеров-метрологов. Цели и задачи дис­циплины ПиПии, ее связь с другими дисциплинами

2. Основные термины и определения в области преобразования изме­рительной информации: измерительное преобразование, измерительный пре­образователь, функция преобразования, чувствительность преобразователя, принципы и методы измерительных преобразований.

3. Измерительные преобразователи и их общая классификация: пре­образователи электрических величин в неэлектрические, электрических вели­чин в электрические, неэлектрических величин в электрические, неэлектриче­ских величин в неэлектрические. Погрешности преобразования одних физиче­ских величин в другие и их разновидности.

4. Основные параметры измерительных преобразователей и их по­грешности: систематические и случайные, аддитивные и мультипликативные. Суммирование погрешностей

5. Схемы формирования сигналов. Схемы формирования сигналов генераторных измерительных преобразователей. Условие согласования изме­рительных преобразователей по току, напряжению, мощности.

6. Схемы формирования сигналов. Схемы формирования сигналов параметрических измерительных преобразователей. Условие согласования из­мерительных преобразователей по току, напряжению, мощности.

7. Преобразователи электрических величин в электрические. Измери­тельные преобразователи рода тока - выпрямительные преобразователи пере­менного тока в постоянный. Устройство и принцип действия. Функция преоб­разования. Основные параметры.

8. Преобразователи электрических величин в электрические. Измери­тельные преобразователи рода тока - термоэлектрические преобразователи пе­ременного тока в постоянный. Устройство и принцип действия. Функция пре­образования. Основные параметры.

9. Преобразователи электрических величин в электрические. Измерительные преобразователи рода тока – фотоэлектрические преобразователи переменного тока в постоянный. Устройство и принцип действия. Функция преобразования. Основные параметры.

10. Преобразователи электрических величин в электрические. Измерительные преобразователи рода тока – электронные преобразователи переменного тока в постоянный.

11. Преобразователи электрических величин в электрические. Шунты, добавочные сопротивления, делители напряжения, аттенюаторы, измерительные трансформаторы тока и напряжения.

12. Преобразователи электрических величин в электрические. Измерительные усилители. Типы измерительных усилителей. Измерительный усилитель типа МДМ (модулятор-усилитель – демодулятор).

13. Измерительные преобразователи рода тока. Параметры переменных напряжений. Связь между ними. Аналитическое уравнение и график функции Иордана.

14. Измерительные преобразователи рода тока. Функция преобразования, чувствительность, погрешность преобразования. Зависимость функции преобразования от формы кривой преобразуемых напряжений.

15. Преобразователи электрических величин в электрические. Измерительные преобразователи рода тока. Основные типы детекторов, применяемых в измерительных приборах (пиковые, среднеквадратические, средневыпрямленные). Схемная реализация и кратка характеристика.

16. Основные понятия в области цифровых измерительных преобразователей: классификация и определение измерительных сигналов – аналоговые, дискретные, цифровые.

17. Основные понятия в области цифровых измерительных преобразо­вателей: дискретизация во времени, квантование по уровню, цифровое кодиро­вание. Погрешности дискретизации и квантования сигналов.

18. Классификация методов АЦП. Основные функциональные узлы АЦП: аналоговые ключи, логические элементы, триггеры, счетчики, дешифраторы. Их устройство и принцип действия. Основные технические и метрологические характеристики.

19. Преобразователи линейных и угловых перемещений в цифровой код. Устройство и принцип действия преобразователей. Схемы включения в цепь. Коды Грея. Оптоэлектронные пары.

20. Измерительные преобразователи частоты в цифровой код. Устрой­ство и принцип действия, временные диаграммы работы преобразователей. Основные метрологические характеристики и оценка погрешности преобразо­вания.

21. Измерительные преобразователи отношения частот в цифровой код. Устройство и принцип действия, временные диаграмм. Основные метрологич. Хар-ки и оценка погрешности

22. Измерительные преобразователи временных интервалов в цифро­вой код. Устройство и принцип действия, временные диаграммы работы пре­образователей. Основные метрологические характеристики и оценка погрешности преобразования.

23. Измерительные преобразователи фазового сдвига в цифровой код на основе метода преобразования фазового сдвига во временной интервал. Уст­ройство и принцип действия, временные диаграммы работы преобразователей. Основные метрологические характеристики и оценка погрешности преобразо­вания.

24. Аналого-цифровые преобразователи, реализующие параллельный способ преобразования. Устройство, принцип действия, основные метрологические характеристики преобразователей и оценки погрешности преобразования.

25. Аналого-цифровые преобразователи, реализующие время-импульсный метод преобразования. Устройство, принцип действия, основные метрологические характеристики и оценка погрешности преобразования.

26. Аналого-цифровые преобразователи, реализующие частотно-импульсный метод преобразования. Устройство, принцип действия и основные метрологические характеристики. Оценка погрешности преобразования.

27. Аналого-цифровые преобразователи, реализующие кодоимпульсный метод преобразования (способ следящего уравновешивания). Устройство, принцип действия и основные метрологические характеристики. Оценка погрешности преобразования.

28. Аналого-цифровые преобразователи, реализующие кодо-импульсный метод преобразования (способ поразрядного уравновешивания). Устройство, принцип действия и основные метрологические характеристики. Оценка погрешности преобразования.

29. Цифроаналоговые измерительные преобразователи. Устройство и принцип действия, основные метрологические характеристики. Передаточная функция. Оценка погрешности преобразования.

30. Преобразователи электрических величин в неэлектрические. Прин­цип работы, устройство и характеристики магнитоэлектрического измеритель­ного преобразователя.

31. Преобразователи электрических величин в неэлектрические. Принцип работы, устройство и характеристики электромагнитных ИП.

32. Преобразоаватели электрических величин в неэлектрические. Принцип работы, устройство и характеристика электродинамических ИП.

33. Преобразователи электрических величин в неэлектрические Принцип работы, устройство и характеристики электростатических ИП.

34. Преобразователи электрических величин в неэлектрические. Электрооптические устройства индикации. Индикаторные устройства на основе светоизлучающих и светоотражающих элементов.

35. Преобразователи электрических величин в неэлектрические. Электронно-лучевая трубка. Устройство и принц действия, основные характеристики.

36. Регистрация измерительной информации. Графическая запись. Устройство и принцип действия перьевого самописца с подвижной катушкой.

37. Регистрация измерительной информации. Самопишущие электромеханические преобразователи.

38. Регистрация измерительной информации. Электронная регистрация измерительной информации и её воспроизведение.

39. Регистрация измерительной информации. Магнитная запись и воспроизведение аналоговых сигналов. Устройство и принцип действия измерительных преобразователей.

40. Регистрация измерительной информации. Магнитная запись и воспроизведение цифровых сигналов. Запись данных по способу без возвращения к нулю. Устройство и принцип действия измерительных преобразователей.

41. Регистрация измерительной информации. Магнитная запись и воспроизведение цифровых сигналов. Способ записи с групповым кодированием. Устройство и принцип действия измерительных преобразователей.

42. Регистрация измерительной информации. Магнитная запись и воспроизведение цифровых сигналов. Способ записи по способу с фазовой модуляцией. Устройство и принцип действия измерительных преобразователей.

43. Регистрация измерительной информации. Лазерная запись и воспроизведение цифровых сигналов. Устройство и принцип действия измерительных преобразователей.

44. Регистрация измерительной информации. Магнитооптические (МО) но­сители информации и измерительные преобразователи, используемые для за­писи и воспроизведения сигналов.

45. Электрические информационные сигналы. Основные термины и определения. Классификация электрических информационных сигналов.

46. Электрические информационные сигналы. Основные параметры, классификация. Основные источники погрешностей в системе первичной обработки информации

47. Электрические информационные сигналы. Унификация выходных сигналов измерительных преобразователей и цепей. Испытательные и калибровочные сигналы.

48. Нормирование измерительной информации. Нормирующие измерительные преобразователи сигналов измерительной информации.

49. Нормирование измерительной информации. Согласование измерительных преобразователей с схемами формирования электрических сигналов.

50. Нормирование измерительной информации. Мостовые схемы включения измерительных преобразователей. Основы теории мостовых измерительных преобразователей. Равновесные и неравновесные мосты.

51. Преобразование сигналов измерительной информации. Линеаризация функций преобразования. Аналоговые и цифровые методы линеаризации. Технические параметры. Погрешности преобразования.

52. Измерение неэлектрических и электрических величин с помощью ИП. Вихретоковые ИП. Устройство и принцип действия.

53. Вихретоковые ИП. Фазовый метод выделения измерительной информации.

54. Вихретоковые ИП. Амплитудный метод выделения измерительной информации.

55. Измерение неэлектрических и электрических величин с помощью ИП. Электроконтактные преобразователи.

56. Измерение неэлектрических и электрических величин с помощью ИП. Электронный индикатор контакта.

57. Измерение неэлектрических и электрических величин с помощью ИП. Фотоэлектрические преобразователи и приборы на их основе.

58. Измерение неэлектрических и электрических величин с помощью ИП. Преобразователь фотоэлектрический сортировочный.

59. Измерение неэлектрических и электрических величин с помощью ИП. Линейный растровый фотоэлектрич. преобразователь. Временные диаграммы перемещения с делением шага на 4.

60. Измерение неэлектрических и электрических величин с помощью ИП. Круговой растровый фотоэлектрический преобразователь.

61. Измерение неэлектрических и электрических величин с помощью ИП. Преобразователь линейных перемещений на дифракционных решетках.

62. Основные напрвления автоматизации приборов для измерения геометрических величин. Электронные уровни.

63. Измерение неэлектрических и электрических величин с помощью ИП. Структурная схема чувствительного элемента электронного уровня.

64. Основные направления автоматизации приборов для измерения геометрических величин. Кругломеры с управлением от ЭВМ.

65. Измерение электрических и неэлектрических величин с помощью ИП. Кругломеры. Схема автоматического центрирования.

66. Основные направления автоматизации приборов для измерения геометрических величин. Фотоэлектрические автоколлиматоры. Схема фотоэл. автоколлиматора.

67. Измерение неэлектрических и электрических величин с помощью измерительных преобразователей. Фотоэлектрические автоколлиматоры. Фо­тоэлектрический автоколлиматор.

68. Основные напрвления автоматизации приборов для измерения геометрических величин. Одночастотный лазерный интерферометр.

69. Основные направления автоматизации приборов для измерения геометрических величин. Двухчастотный лазерный интерферометр.