ОГЛАВЛЕНИЕ
1. ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА КОНТРОЛИРУЕМЫХ ОБЪЕКТОВ И ПАРАМЕТРЫ,ПОДЛЕЖАЩИЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНОМУ КОНТРОЛЮ
2.ОБЗОР МЕТОДОВ И СРЕДСТВ КОНТРОЛЯ ПЛОСКОСТНОСТИ
2.1 Определение отклонений от плоскостности с помощью плит
2.2 Определение отклонений от плоскостности с помощьюповерочных линеек
2.3 Определение отклонений от плоскостности с помощью уровней
2.4 Измерение отклонений от плоскостности по положениюотдельных точек
2.4.1 Механический плоскомер
2.4.2 Оптико-механический плоскомер
2.5 Гидравлические методы измерения плоскостности
2.5.1 Метод свободно налитой жидкости
2.5.2 Метод сообщающихся сосудов
2.6 Измерение отклонений от плоскостности с помощьюоптико-механических приборов
2.6.1 Измерение отклонений от плоскостности коллимационным и автоколлимационнымметодами
2.6.2 Измерение отклонений от плоскостности методомвизирования
2.7 Выбор метода контроля плоскостности
3.РАЗРАБОТКА ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ УСТАНОВКИ
4.РАСЧЕТ ОПТИЧЕСКОЙ СХЕМЫ
4.1 Расчет объектива
4.2 Расчет светоделительной призмы
4.3 Расчет пентапризмы
4.4 Расчет окуляра
5.ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ
5.1 Расчет коэффициента использования лазера
5.2 Расчет коэффициента светопропускания
5.3 Расчет полного сигнала приемника
5.4 Расчет крутизны сигнальной характеристики
5.5 Расчет уровня сигнала соответствующий дополнительнойпогрешности
5.6 Соотношение сигнал шум
6. АНАЛИЗ ПОГРЕШНОСТЕЙ УСТРОЙСТВА
6.1 Методические погрешности
6.1.1 Ослабление излучения лазерного диода в воздушном трактеи его влияние на точность работы измерительной системы
6.1.2 Рефракция лазерного луча
6.1.3 Погрешности центрирования от флуктуации показателяпреломления воздушного тракта
6.2 Инструментальные погрешности
7. ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ
8.ОПИСАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СХЕМЫ
9.МЕТОДИКА ЮСТИРОВКИ УСТРОЙСТВА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОТКЛОНЕНИЙ ОТ ПЛОСКОСТНОСТИ
9.1 Регулировка фокусного расстояния
9.2 Установка диафрагмы в фокальной плоскости объектива
9.3 Контроль направляющих
9.4 Юстировка светоделительного кубика
10.ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
10.1 Определение состава расчета
10.2 Расчет сметы затрат на разработку
10.3 Определение конкурентной цены объекта
10.4Расчет себестоимости изделия
10.5 Определение экономических результатов
11.БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНИДЕЯТЕЛЬНОСТИ И ОХРАНА ТРУДА
11.1 Условия эксплуатации устройства
11.2 Анализ и выявление потенциально опасных и вредныхфакторов на начальной стадии проектирования конструкции устройства для контроляплоскостности
11.3 Расчет лазероопасной зоны
11.4 Описание мероприятий, обеспечивающих безопасностьпланируемых исследований
11.5 Пожарная безопасность
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.ТЕХНИЧЕСКАЯХАРАКТЕРИСТИКА КОНТРОЛИРУЕМЫХ ОБЪЕКТОВ И ПАРАМЕТРЫ, ПОДЛЕЖАЩИЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНОМУКОНТРОЛЮ
В качестве контролируемыхобъектов в задании по дипломному проектированию предложены корпусные детали,станки, машины, приборы, устройства и отдельные элементы. При этом габаритыконтролируемых деталей не превышают 12х12м, то есть перечисленные изделияотносятся к группе среднегабаритных. Основной функциональной характеристикойданных является плоскостность.
Измеряемые данные:
-диапазон измеряемыхотклонений ± 1.5 мм;
-диапазон измеряемыхотклонений 0.02 мм;
-габариты контролируемыхдеталей 12х12м.
В соответствии сГОСТ-24642-81(СТ СЭВ 301-76) под понятием отклонения от плоскостностностипонимают наибольшее расстояние ∆ от точек реальной поверхности доприлегающей плоскости в пределах нормируемого участка (рис.1).
/>
рис.1
∆ — отклонениеформы, отклонение расположения или суммарное отклонение формы и расположения.
L-длина нормируемого участка.
Т – допуск формы, допускрасположения или суммарный допуск формы и расположения.
Определим некоторыетермины.
Установленные термины иопределения рекомендуется применять для сборочных единиц машин и приборов вмашиностроении и других отраслях промышленности.
Реальной поверхностьюназывают поверхность, ограничивающую деталь и отделяющую ее от окружающейсреды.
Прилегающей плоскостьюназывают плоскость, которая соприкасаясь с реальной поверхностью и расположеннаявне материала детали так, чтобы отклонение от нее наиболее удаленной точкиреальной поверхности в пределах нормируемого участка имело минимальноезначение.
Реальной поверхностьюназывают поверхность, ограничивающую деталь и отделяющую ее от окружающейсреды.
Под допускомплоскостности называется наибольшее допускаемое значение отклонений отплоскостности.
Под полем допускаплоскостности называют область в пространстве, ограниченной двумя параллельнымиплоскостями, относящими друг от друга на расстоянии равном допускуплоскостности Т (рис.2).
/>
рис.2
Нормируемым участкомназывается участок поверхности, к которому относится допуск или отклонениеформы или расположение элементов.
Нормируемый участокдолжен быть задан размерами, определяющими его площадь, длину или угол сектора,а в необходимых случаях и расположение участка на элементе.
Для криволинейныхповерхностей или профилей нормируемый участок может задаваться размерами проекцииповерхности или профиля.
Если расположениенормируемого участка не задано, то может занимать любое расположение в пределахвсего элемента.
При измерении отклоненийформы допускается их количественная оценка относительно среднего элемента.
1. Средний элемент-поверхность(профиль), имеющая форму номинальной поверхности и расположенная формуноминальной поверхности и расположенная по отношению к реальной поверхноститак, чтобы среднее квадратическое отклонение точек реальной поверхности отсредней поверхности (профиля) в пределах нормируемого участка имело минимальноезначение.
2. При отсчете отсреднего элемента отклонение формы равно сумме абсолютных значений наибольшихотклонений точек реальной поверхности (профиля) по обе стороны от среднегоэлемента (рис.3).
/>
рис.3.
Профиль-это линияпересечения поверхности с плоскостью или заданной поверхностью.
Номинальной поверхностьюназывается идеальная поверхность, номинальная форма которой задана чертежом илидругой технической документацией.
Средний профиль-этопрофиль средней поверхности.
Номинальный профиль- этопрофиль номинальной поверхности.
Реальный профиль- этопрофиль реальной поверхности.
Для плоскостностивыделяются частные виды отклонения – выпуклость и вогнутость.
Выпуклость – отклонениеот плоскостности, при котором удаление точек реальной поверхности отприлегающей плоскости уменьшается от краев к середине (рис.4).
/>
рис.4.
Вогнутость — отклонениеот плоскостности, при котором удаление точек реальной поверхности отприлегающей плоскости увеличивается от краев к середине (рис.5).
/>
рис.5.
Примеры обозначения начертеже условными знаками требований к допускаемым отклонениям плоскостностисогласно ГОСТу 2.308-79 (ГОСТ СЭВ 368-76) приведены в таблице 1.
Примеры обозначения начертеже условными знаками требований к допускаемым отклонениям плоскостности.
Таблица № 1Вид допуска Указание допусков формы и расположения условным обозначением Пояснения Допуск плоскостности
/> Допуск плоскостности поверхности 0.01 мм
/> Допуск плоскостности поверхности 0.01 мм, допуск в виде выпуклости не более 0.004 мм
/> Допуск плоскостности поверхности 0.01 мм, допуск на вогнутость не допускается. опуск плоскостности
/> Допуск каждой поверхности 0.01 мм
/> Допуск плоскостности поверхности 0.1 мм на площади 100х100 мм
/> Допуск плоскостности поверхностей относительно общей прилегающей плоскости 0.01 мм. /> /> /> /> />
Для нормирования числовыхзначений в ГОСТ 24643-81 установлены 16 степеней точности в зависимости отноминальной длины нормируемого участка, за которым в общем случае принимаетсядлина большей стороны поверхности.
Наиболее точные степени I–II рекомендуется для высокоточных измерительных поверхностей,направляющих высокоточных станков. Такие поверхности получают доводкой, тонкимшабрением.
Степени III – IV устанавливаются также к измерительным поверхностям средствизмерения, но меньшей точности, чем было указано ранее (поверочные линейки,плиты и т.д.), базовые поверхности некоторых приборов, приспособлений (уровниампульные, опоры контрольных приспособлений и т.п.). Такие поверхности получаютдоводкой, точным шлифованием и тонким шабрением.
Степени V – VI устанавливаются для направляющих станков нормальной точностии обрабатываются шлифованием, шабрением и тонким точением.
Степени VII –VIII устанавливают для всевозможных направляющих, опорныхповерхностей, поверхностей подшипников, фундаментальных рам, фланцев и т. д.Такие поверхности получаются грубым шлифованием, фрезерованием, точением.
Степени IX-X задаются на стыковочные поверхности, кронштейнывспомогательных механизмов и т.п. Они получаются фрезерованием, строганием,точением.
Степени XI – XII используют для неответственных рабочих поверхностей,получаемых различными способами механической обработки.
2.ОБЗОР МЕТОДОВ И СРЕДСТВКОНТРОЛЯ ПЛОСКОСТНОСТИ
Все многообразиесуществующих и описанных в научно-технической литературе методов и средствконтроля плоскостности, которые можно использовать для измеренийсреднегабаритных изделий, целесообразно разделить по физическому принципузадания измерительной базы на оптические и не оптические. В оптическихсредствах измерительная база, относительно которой измеряется реальноеположение профиля, задается визирной осью или энергетической осью световоголуча. Во всех не оптических, не смотря на разнообразие принципов действия(механический, гидравлический и др.), измерительная база задается элементамиконструкции прибора.
Для контроляплоскостности чаще всего используются приборы с механическим оптическим и гидростатическимпринципом преобразования измеряемой величины.
В механических приборахпреобразовательный механизм построен на механическом принципе действия, т.е.преобразование малых перемещений измеряемых величин в большие перемещения наотсчетном или регистрирующем устройстве производится с помощью механическихпередач.
Гидростатические приборыоснованы на гидравлических методах измерения. Принцип измерения заключается всравнении плоскости, образованной поверхностью жидкости, которая всегдарасполагается в горизонтальном положении, с проверяемой поверхностью.
Оптические измерительныеприборы представляют собой средства измерения, в которых при решенииизмерительной задачи главную функцию выполняют комплексы оптических элементов:объективы, окуляры, призмы, зеркала и передвигающие их рычаги, направляющие ит. п. Все оптические элементы соединяются направляемыми потоками лучей, несущимив себе измерительную функцию об измеряемой детали. Оптические приборы можноразделить на оптико-механические и оптико-электронные приборы.
Рассмотрим несколькометодов контроля плоскостности, осуществляемых с помощью различных приборов.
2.1Определение отклонений от плоскостности с помощью плит
Принцип измерения спомощью плит заключается в том, что плоскую поверхность плиты принимают заприлегающую поверхность и определяют отклонения реальной поверхности отповерхности плиты.
Размеры плит (рис.6)бывают от 250 Х 250 до 4000 Х 1600 мм (7 типов размеров).
/>
рис.6
Материалом плит обычноявляется серый чугун.
В последние годы широкоераспространение получили плиты, изготовленные из твердых каменных пород.Достоинством этих плит является то, что в них отсутствует внутреннее напряжение(камень необходимо добывать без взрыва). Твердость каменных плит значительнобольше, чем твердость стали, что способствует повышенной стойкости таких плит кизносу. Каменные плиты меньше подвержены деформации из-за измерения температурыокружающей среды, так как коэффициент теплового расширения ниже, чем у чугуна.Каменные плиты имеют коэффициент демпфирования в 15-20 раз выше, чем чугунныеплиты, а это значит, что они менее чувствительны к возможным вибрациям.
Точность плит обычнонормируется либо по числу пятен краски в квадрате с размером 25Х25 мм, либочерез отклонения от прямолинейности в разных направлениях.
Применение плит вбольшинстве случаев связано с определением плоскостности с помощью краски.Плиту покрывают тонким слоем краски (толщина слоя зависит от допуска наплоскость) и кладут на поверхность проверяемой детали. После перемещения плитыпо поверхности детали (или наоборот) определяют число пятен, приходящихся наодин квадрат 25Х25 мм.
Погрешность проверкипримерно 3-5 мкм.
2.2Определение отклонений от плоскостности с помощью поверочных линеек
Проверка плоскостностипроизводится поверочными линейками типов: ШП — с широкой рабочей поверхностьюпрямоугольного сечения; ШД – с широкой рабочей поверхностью двутавровогосечения; ШМ — с широкой рабочей поверхностью, мостики; и УТ — угловыетрехгранные (рис.7).
Линейки с широкой рабочейповерхностью выпускают трех классов точности: 0,1,2.Линейки класса 0 применяютдля проверки поверхности 4-й степени точности, класса 1- для 6-й и 7-й степениточности и класса 2- для проверки поверхности 7-й и 8-й степени точности.Размеры lxb линеек различных типов имеютследующие значения: для линеек типа ШП-205х5…630х10 мм; для линеек типаШД-630х4…4000х30 мм; для линеек типа ШМ- 400х50…3000х110 мм. Линейки с широкойрабочей поверхностью применяют для проверки плоскостности узких поверхностейметодом «на краску» и методом линейных отклонений.
Угловые линейки типа УТизготавливают длиной 400, 630 и1000 мм с двумя шабренными рабочимиповерхностями, образующими угол α, равный 45, 55 и 60˚. Поотклонениям граней от плоскостности эти углы делят на классы точности 0,1, и 2.Угловые линейки используют для одновременного контроля плоскостностипересекающихся поверхностями 7-й и 8-й степени точности методом «на краску».
У поверочных линеек сширокой поверхностью отклонение от плоскостности находится в пределах от 2.5 до100 мкм.
/>
рис.7
2.3Определение отклонений от плоскостности с помощью уровней
Измерение отклонений отплоскостности брусковыми уровнями выполняют шаговым методом (рис.8). Сущностьшагового метода заключается в последовательном измерении смещения отдельныхточек проверяемой поверхности относительно предыдущей точки.
При шаговом методеконтроля выбор базы зависит от конструкции прибора. При использовании шаговогомостика с уровнем за базу принимают горизонтальную плоскость, проходящую черезначало координат. Оси X и Y лежат в этой плоскости, а Zперпендикулярна к ней.
/>
рис.8
Проверяемую поверхностьизделия устанавливают грубо в горизонтальном положении. На поверхности взаданном направлении наносят отметки 0, 1, 2, ….23 с интервалом l=0.1 проверяемой длины. Уровеньустанавливают на подставке с опорами, расстояние между которыми равно выбранномуинтервалу l.Схема перемещения уровня показана нарис.9.
/>
рис.9
Сначала измеренияпроводят по замкнутому контуру в точках 0, 1, 2, 3,…15, 0. Затем проверяютточки 15, 16, 17, …19, 6 и 14, 20, 21,…23, 7… Подставку перемещаютпоследовательно на все участки поверхности. Показания отсчитывают по обоимконцам пузырька при двух положениях уровня, отличающихся на 180˚.Результирующее показание определяют по четырем отсчетам. При обработкерезультатов измерений учитывают наклон поверхности как в продольном так и впоперечном направлениях.
Zi=/>/>
Pi- текущие показания измерительногоприбора при шаговом измерении;
i-любая из точек (на которые опираютсяножки шагового мостика).
После нахождения всехточек сетки контролируемой поверхности заносят в таблицу и приступают кпостроению графиков в трех координатах, а затем к построению прилегающейплоскости.
2.4Измерениеотклонений от плоскостности по положению отдельных точек
Принцип измерения заключаетсяв том, что на поверхности измеряемой детали выбирают три точки (по возможностиравномерно расположенные и разнесенные на поверхности) и принимают за исходные(базу) для отсчета положения остальных точек поверхности. При этом чаще всегопринимают, что плоскость, проведенная через эти три точки, приблизительнопараллельна прилегающей плоскости.
2.4.1Механическийплоскомер
Механический плоскомер(рис.10) устанавливают вертикально на измеряемую поверхность, при этом он имеетдве поворотные оси I и II.
/>
рис.10
На оси II с помощью кронштейна установленаизмерительная головка, которая может поворачиваться вокруг своей оси, Ось II подвешена на кронштейне к оси I, которая также поворачивается.
При измерении плоскомерустанавливают в середине измеряемой поверхности, После этого регулировкойоснования оси I добиваются положение плоскомера, прикотором показания измерительной головки во всех трех точках были бы одинаковы,Затем измеряют положение других точек поверхности относительно базовойплоскости.
2.4.2Оптико-механическийплоскомер
Оптико-механическийплоскомер (рис.11) по принципу действия аналогичен механическому, но в немиспользован оптический способ преобразования.
/>
рис.11
Плоскомер состоит изнеподвижной I и поворотной II частей. Неподвижная часть,устанавливаемая на измеряемую поверхность, имеет объектив 6 и микрообъектив 3.Неподвижную часть устанавливают на трех точках с помощью постоянных магнитов 1(аналогично штативу с магнитным основанием). Положение плоскомера можнорегулировать по высоте. Поворотная часть плоскомера имеет окуляр 5 с сеткой 4,пента-призму 2 и плоскопараллельную пластину 8. Визирная марка III (в комплект плоскомера входит четыремарки) содержит источник света 12, конденсор 11 и точечную диафрагму 9.Узел сэтими элементами может смещаться по высоте микрометрической парой 10, афиксироваться на измеряемой поверхности с помощью постоянного магнита 13.
При измерении, как и вслучае механического плоскомера, выбирают три точки на измеряемой поверхности ирегулировкой опор плоскомера добиваются изображение всех трех светящихся точекв центре перекрестий сетки и прибора. После этого четвертую марку устанавливаютв любую точку измеряемой поверхности и определяют отклонение ее положения отбазовой плоскости по изменению изображения светящейся точки в поле зрения. Совмещениес центром сетки достигается поворотом плоскопараллельной пластины 8, а величинусмещения определяют по микрометрической паре 7.
2.5Гидравлические методы измерения плоскостности
Принцип измерениязаключается в сравнении плоскости, образованной поверхностью жидкости, котораявсегда располагается в горизонтальном положении, с проверяемой поверхностью.
2.5.1Метод свободно налитой жидкости
Метод свободно налитойжидкости заключается в том, что на проверяемую поверхность устанавливаютрезервуар с жидкостью (рис.12).
/>
рис.12.
Вместе с резервуаром всвободные места на измеряемую поверхность устанавливают стойку с закрепленнойна нее микропарой, у которой конец микровинта сделан в виде иглы. Вращениеммикровинта измеряют размер по микропаре при соприкосновении иглы с поверхностьюжидкости (момент касания замечают по изгибу мениска или по замыканиюэлектрической цепи). По разновидности отсчетов в разных точках плоскости судято положении одной точки поверхности относительно другой.
Погрешность измерения восновном оказывает влияние непостоянство атмосферного давления на измеряемойповерхности (перепад давления в одну миллионную от нормального атмосферногодавления создает разность уровней на открытой поверхности воды 0.01 мм).
2.5.2Метод сообщающихся сосудов
Метод сообщающихсясосудов реализован в специальных измерительных средствах, получивших названиегидростатические уровни (рис.13).
/>
рис.13.
Уровень состоит из двух иболее измерительных головок (рис.14) – резервуаров, соединенных между собойгибкими шлангами. Измерительная головка(рис.13 и14) представляет собойнебольшой закрытый резервуар, в верхней части которого установлена микропара 1,которая в принципе представляет собой специальную конструкцию микрометрическогоглубиномера.
В нижней части головкиимеют канал для соединения между собой с помощью шлангов 3 (рис.13).Измерительные головки вместе с нижним шлангом образуют систему сообщающихсясосудов. С помощью верхних шлангов 2 создается воздушная сеть для изолированнойсистемы с одинаковым давлением в резервуарах.
/>
рис.14.
При измерении с помощьюдвух головок одну из них располагают в какаой-либо точке измеряемойповерхности, а вторую переставляют в другие измеряемые точки поверхности икаждый раз снимают отсчет по обоим микровинтам. Длина измеряемых поверхностейдо 12 и до 24 м.
Погрешность измерения непревышает обычно ±0.01 мм.
2.6Измерение отклонений от плоскостности с помощью оптико-механических приборов
Принцип измеренияплоскостности с помощью оптико-механических приборов заключается виспользовании луча света в качестве прямой линии и измерений либо положенияэтой прямой, либо положение точек профиля от этой прямой.
2.6.1Измерениеотклонений от плоскостности коллимационным и автоколлимационным методами
Автоколлиматоры иколлиматоры применяются для измерения плоскостности шаговым методом и методомоптического визирования.
При измерении шаговымметодом (рис.15.) на проверяемую поверхность накладывают подставку с двумяопорами, на которой укреплено плоское зеркало 1; автоколлиматор 2 устанавливаютрядом с проверяемой поверхностью. Ось автоколлиматора должна бытьперпендикулярна к зеркалу и находиться на одной высоте с осью зеркала. В этомслучае отраженное от зеркала изображение марки автоколлиматора (прозрачноеперекрестие на темном поле или др.) занимает осевое положение в поле зренияокуляра.
При перемещении подставкис зеркалом по проверяемой поверхности отклонения от плоскостности вызываютнаклоны зеркала, в результате чего изображение марки смещается. Измеряясмещение изображения марки, определяют отклонения точек профиля проверяемойповерхности. Зеркало перемещают каждый раз на расстояние, равное расстояниюмежду опорами подставки.
/>
рис.15 Измерениеотклонений от плоскостности коллимационным методом.
При измерении методомоптического визирования автоколлиматор используют как простая зрительная труба,а вместо зеркала применяется визирная марка (освещенное перекрестие),устанавливаемая в отдельных точках проверяемой поверхности. Смещениеперекрестия вызываемые отклонениями от плоскостности, отсчитываются по шкалеокуляр-микрометра автоколлиматора.
/>
рис.16 Измерениеотклонений от плоскостности автоколлимационным методом
При использованииколлиматора визирную трубу прибора устанавливают рядом с проверяемойповерхностью, а по поверхности перемещают подставку с коллиматором или марку.
2.6.2Измерение отклонений от плоскостности методом визирования
Принцип измеренияплоскостности методом визирования заключается в измерении расстояния отреальной (истинной) поверхности до оптического луча (до оси зрительной трубы).
На методе визированияоснован специальный прибор, который называется оптической струной (рис.17).
/>
рис.17.
Оптическая струна состоитиз марки I зрительной трубы, включая визирнуютрубу II и наблюдательный телескоп III. Точечная марка I состоит из лампы 1, нить которойизображается коллектором 2 на точечной диафрагме 3. Марка снабжена пятьюточечными диафрагмами для работы на разных расстояниях. Визирная труба состоитиз сферического объектива 4 и наблюдательного микроскопа III, снабженного двумя сменнымимикрообъективами и двумя окулярами с перекрестиями и круговыми сетками. Призма7 предназначена для измерения направления лучей с целью удобства работы.Изображение диафрагмы 3 точечной марки I с тем или иным увеличением в зависимости от расстоянияпроектируется объективом 4 в предметную плоскость микроскопа III, микрообъектив 5 которого переноситизображение в плоскость окулярной сетки 8, где его рассматривает оператор черезокуляр 6.
Плоскопараллельнаяпластина 9 является оптическим компенсатором, ее наклоны позволяют измерятьсмещение точечной диафрагмы 3 с оптической оси.
2.7Выбор метода контроля плоскостности
По проведенному обзоруметодов и приборов контроля плоскостности можно сделать выводы.
В основу методов иприборов, применяемых в настоящее время для высокоточного контроляплоскостности, положены механические и оптические принципы. Однако толькооптические приборы и методы могут обеспечить высокую точность контроляплоскости и поверхностей большого протяжения.
Механические методы восновном применяются в машиностроении и станкостроении.
При контроле плоскостностис помощью поверочных плит погрешность измерения имеет большой разброс. Она обусловленане только отклонением формы контролируемой поверхности, но и состояниемповерхности поверочной плиты.
При контролеплоскостности с помощью уровня основными недостатками метода является большаячувствительность к температурным колебаниям.
Оптические методыизмерения плоскостности имеют широкое распространение и отличаютсяуниверсальностью и надежностью контроля.
Оптические методыконтроля плоскостности можно разделить на оптико-механические иоптико-электронные методы.
К оптико-механическимотносят измерение отклонений от плоскостности коллимационным иавтоколлимационным методам, метод визирования.
Оптико-электронные методыосуществляются с помощью визуальных и фотоэлектронных автоколлиматоров.Оптико-электронными называются приборы, позволяющие получать информацию огеометрических параметрах, пространственном положении и энергетическомсостоянии излучающего объекта с помощью энергии излучения, преобразованной вэлектрический сигнал с последующей его отработкой и регистрацией. Информация обисследуемых объектах переносится оптическим излучением, а первичная обработкасопровождается преобразованием энергии оптического излучения в электрическуюпри помощи приемника оптического излучения.
Оптико-электронныеприборы и методы являются на сегодняшний день самыми перспективными.
Таким образом, попроведенному обзору методов и приборов контроля было разработанооптико-электронное устройство для измерения контроля плоскостности поверхностей.За основу устройства был выбран плоскомер, так как у этого прибора высокаяточность измерений, большая протяженность проверяемых поверхностей, надежностьв работе и простота в эксплуатации. Измерение отклонений от плоскостностиразработанного устройство выполняется шаговым методом контроля. Сущностьшагового метода заключается в последовательном измерении смещения отдельныхточек проверяемой поверхности относительно предыдущей точки.
При шаговом методеконтроля выбор базы зависит от конструкции прибора. При использовании шаговогомостика со щупом за базу принимают горизонтальную плоскость, проходящую черезначало координат, находящуюся в точке А (рис.18).
/>
рис.18
Оси X и Y лежат в этой плоскости, а Z перпендикулярна к ней. Проверяемую поверхность изделияустанавливают грубо в горизонтальном положении.
Шаговый мостикпередвигается по прямым ADи DC (с окончанием измерения в точке С),а затем по прямым ABи BC (то же с окончанием в точке С).
Значения всех точекшагового измерения подсчитываются по формуле(1)
Zi=/>(1)
Pi- текущие показания измерительногоприбора при шаговом измерении;
i — любая из точек (на которыеопираются ножки шагового мостика).
После нахождения всехточек сетки контролируемой поверхности заносят в таблицу и приступают кпостроению графиков в трех координатах, а затем к построению прилегающейплоскости.
3. РАЗРАБОТКАФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ УСТАНОВКИ
/>
Рис.19 Функциональнаясхема установки для контроля плоскостности.
Разработанное устройстводля измерения отклонения от плоскостности представляет собой систему дляконтроля величины расстояния от образцовой плоскости до контролируемойплоскости, с целью нахождения погрешности формы этой плоскости.
Функциональная схемаустановки для контроля плоскостности показана на рис.19.
Устройство для измеренияотклонения от плоскостности включает в себя устройство для создания образцовойплоскости и измерительного устройства.
Устройство для созданияобразцовой плоскости, согласно техническому заданию, должен работать в видимомдиапазоне для того чтобы положение этой плоскости можно было контролироватьвизуально.
Устройство для создания образцовойплоскости состоит из: источника излучения, полевой диафрагмы, светоделительнойпризмы, объектива, пента-призмы и окуляра.
В качестве источникаизлучения используется лазерный светодиод, который работает в видимомдиапазоне.
Полевая диафрагмаиспользуется для формирования пучка лучей.
Светоделительная призмаиспользуется для разделения визуального и измерительного канала.
Объектив используется дляформирования параллельного пучка лучей.
Вращающаяся пента-призманужна для сканирования плоскости.
Окуляр используется длянаблюдения светового пятна на фотоприемнике.
Измерительное устройствосостоит из: приемника излучения, штатива и перемещающихся направляющих,установленных на макроповерхностях и щупа.
Приемник излученияприкреплен на штатив.
В качестве приемникаизлучения используется координатный фотоприемник.
Координатнымфотоприемником называется фотоприемник, по выходному сигналу которогоопределяют координаты светового пятна на фоточувствительной поверхности.
Разработанное устройстводля измерения отклонения от плоскостности работает следующим образом.
Перед проверяемой детальюустанавливается устройство для создания образцовой плоскости, а на измеряемуюповерхность измерительное устройство. Перед проведением измерения необходимопровести согласование образцовой плоскости и контролируемой по расположению впространстве, по относительному заклону и начальному смещению. В качествеобразцовой плоскости выбирается плоскость, полученная вращением лучаотносительно перпендикулярной ему оси, т.е. надо отрегулировать положениеприемника таким образом, чтобы луч проходил через три точки находящиеся намаксимальном расстоянии. После этого производится измерение отклонения отплоскостности. Измерение отклонения от плоскостности производится шаговымметодом.
Свет от источникаизлучения коллимируется объективом и пройдя сканирующую систему, попадает наприемник излучения. Измерительная система перемещается вдоль контролируемойповерхности. Приемник излучения измеряет смещение щупа относительно базовойплоскости. При отсутствии отклонения от плоскостности проверяемой поверхностисветовое пятно будет находиться в центре координатной площадки фотоприемника.Если отклонение от плоскостности присутствует, то произойдет наклонизмерительного устройства. В результате световой луч, прошедший черезустройство для создания образцовой плоскости, сместится на величину ∆. Накоординатной площадке фотоприемника световое пятно будет смещено относительноцентра.
Сигналы, приходящие надве половинки фотодиода (верхнего и нижнего), преобразуются в ток и проходятсогласующий усилитель. После согласующего усилителя у нас имеется пульсирующеенапряжение, величина которого зависит от смещения луча относительнокоординатной системы приемника и величины потока. После согласующих усилителейсигнал идет на арифметическое устройство, которое вырабатывает сигнал суммы (Uc) и сигнал разности (Uр) первичных сигналов. Решающийаналогово–цифровой преобразователь преобразовывает аналоговую величину вцифровую, цифровой код который пропорционален отношению Up ∕ Uc. Наиндикаторе выдается цифра пропорциональная величине линейного смещения.
Снимаются показания синдикатора.
Измерение производитсяметодом сравнения с образцовой плоскостью. Сначала рассчитывается прилегающаяплоскость (2), а относительно нее реальные точки (3) .
/> (2)
/>=/>(3)
где ∆-отклонение отплоскостности;
/> — среднее значение прилегающейплоскости;
/> — текущие показания измерительногоприбора при шаговом измерении;
/> — значения всех точек шаговогоизмерения;
/> — количество измерений.
После нахождения всехточек сетки контролируемой поверхности заносят в таблицу и приступают кпостроению графиков в трех координатах, а затем к построению прилегающейплоскости.
4.ГАБАРИТНЫЙ РАСЧЕТОПТИЧЕСКОЙ СХЕМЫ
Оптическая схемаустройства для контроля плоскостности состоит из источника излучения, полевойдиафрагмы, объектива, светоделительной призмы, которая используется для разделениявизуального и измерительного канала, окуляра, пента-призмы и фотоприемногоустройства. Оптическая схема показана на рис.20.
Принцип работы оптическойсхемы измерительного канала.
Свет от источникаизлучения 1 освещает полевую диафрагму 2, находящуюся в фокальной плоскостиобъектива 5. Полевая диафрагма является плоскостью предмета. Объектив 5 формируетпараллельный пучок лучей и, пройдя через сканирующую систему 6, в виде пента-призмывращающейся вокруг вертикальной оси, попадает на приемную площадкуфотоприемника 7. На приемной площадке фотодиода у нас находится плоскостьизображения.
Принцип работы оптическойсхемы визуального канала.
Свет от источникаизлучения 1 освещает полевую диафрагму 2, которая формирует пучок лучей. Пучоклучей выходящий из полевой диафрагмы попадает на светоделительную призму 3,которая используется для разделения светового пучка на два канала (визуальногои измерительного канала). Пучок лучей, отражаясь от зеркальной поверхностисветоделительной призмы под углом 90˚, попадает в окуляр 4.Для того чтобыглаз мог рассмотреть изображение предмета, необходимо иметь на выходе окуляр. Окулярнаходится в фокальной плоскости объектива 5. Окуляр используется для наблюдениясветового пятна на фотоприемнике 7.
Источником излучения 1 являетсялазерный диод марки ОР-651 с мощностью непрерывного излучения 5 мВт вспектральном диапазоне 650 нм, изготовленных на основе высокоэффективных InGaALP квантоворазмерных гетероструктур.Основные оптические и электрические характеристики приведены в таблице 2.
Таблица 2.
Оптические иэлектрические характеристики (Т= 25˚С):Характеристики Обозначения Усл.теста Мин. Типич. Макс. Ед. измер. Лазерный диод Выходная оптическая мощность РOUT CW - - 5,0 мВт Длина волны излучения λ Р0=5 мВт 640 650 660 нм Рабочий ток IF Р0=5 мВт - 31 36 мА Рабочее напряжение UF Р0=5 мВт - 2,55 2,8 В Расходимость излучения Θ׀׀ х Θ┴ Р0=5 мВт - 8 х 35 - град Модовая структура Р0=5 мВт SM Фотодиод обратной связи Управляющий фототок IPD UPD=5V, P0=мВт 0,1 0,25 0,7 мА Обратное напряжение UPD - 5,0 - В Условия эксплуатации Диапазон рабочих температур TOP -10 - +40 ˚C Диапазон температур хранения ТST -40 - +80 ˚C Лазерный диод Мощность излучения PMAX P0 - - 5,0 мВт Фотодиод обратной связи Обратное напряжение UPD CW - - 10 В
Лазерный диодпредназначен для создания направленного пучка лучей, который освещает
полевую диафрагму.
Полевая диафрагма 2 представляетсобой металлическую деталь с внутренним отверстием, диаметр отверстия равен 0,1мм. Она предназначена для ограничения поля зрения и формирования светящегосяпредмета в виде отверстия круглой формы. Полевая диафрагма расположена в фокальнойплоскости объектива 5.
Для уменьшения длины L от первой поверхности до фокальнойплоскости был взят телеобъектив.
Объектив формируетпараллельный пучок лучей. Параллельный пучок лучей попадает на пента-призму 6.
Вращающаяся пента-призма(БП-90˚) нужна для сканирования плоскости. Эта призма имеет две отражающиеграни, на которые наносится отражающее покрытие, так как углы падения меньшеугла полного внутреннего отражения.
Светоделительная призма 3используется для разделения светового пучка на два канала (визуального иизмерительного канала).
Она представляет собойдве склеенные призмы АР-90˚, между которыми нанесено светоделительноепокрытие.
Окуляр используется длянаблюдения светового пятна на фотоприемнике 7.
Фотоприемником 7 являетсяфотодиод ФД-К- 142 основные характеристики которого приведенными в таблице 3.
Таблица3
Основные параметры фотодиодаФД-К-142 (Т=20±5˚С)Характеристики Обозначения Ед. измер. Параметры Размер фоточувствительного элемента (количество элементов) Ø мм Ø13,7 квадрантный (4) Область спектральной чувствительности ∆λ мкм 0,3…1,1 Длина волны максимума спектральной чувствительности ∆λмакс мкм 0,72…0,85 Рабочее напряжение Up В 120 Темновой ток Iт мкА 1,5 Токовая интегральная чувствительность SI инт мкА/лм (мкА/лк) 10 Постоянная во времени τ c 8х10-8 Коэффициент фотоэлектрической связи КФС % 5 Сопротивление изоляции между корпусом и выводом - мОм 200 Масса - г 15
4.1Расчетобъектива
При построении оптическойсистемы необходимо учитывать особенности синтеза сигнальной характеристики.Иначе говоря, зависимости сигнала на выходе от смещения оптической оси относительноначального значения. За начальное смещение понимается такое положение, когдаоптическая ось пучка излучения попадает точно на границу раздела двух приемныхплощадок. Разностный сигнал при смещении пучка образуется за счет неравенствапотоков излучения, приходящих на верхнюю и нижнюю приемные площадки. Высокиетребования к точности измерения потоков излучения (дополнительная погрешность0,02 мм) предполагает работу приемника излучения с высокой линейностью световойхарактеристики. Искажение этой характеристики происходит от двух факторов:
1. Падение эффективностиприемника в краевой зоне;
2. При не точномпопадании луча в вертикальной плоскости эффективный размер его уменьшается иможет происходить виньетирование пучка излучения.
Поэтому соотношениепучка светового диаметра луча и приемной площадки необходимо выбирать изусловия:
/>
Dпучка+ 2 x1,5 + 0,5 ≤ Dприемника (4)
Где 1,5 — диапазонизмеряемых отклонений;
0,5- зона паденияэффективности фотоприемника.
В этом соотношении неучитывается горизонтальное смещение пятна относительно приемника, вызванноепогрешностью наведения. Величина погрешности наведения обычно задается частьюпятна. Типовые значения бывают от (0,3 ÷0,4) Dпучка. Выходя из выше приведенных условий, выбираем размерпучка изображения.
D пучка изображения=8мм при световомдиаметре приемника излучения 13,7 мм.
Для формирования наплощадке фотоприемника светового пятна конечного размера в качестве предметаиспользуем диафрагму, диаметр отверстия которой, согласно техническому заданию,равен 0,1 мм.
Dпучка предмета=0,1 мм.
Исходя из критериевуменьшения габаритов, был выбран телеобъектив.
Угол расхожденияизлучения находится следующим соотношением:
/> (5)
где /> — угол расхождениеизлучения;
/> — световой диаметр изображения;
/>-расстояние от приемника излучениядо диафрагмы.
/>
Рассчитываем фокусноерасстояние объектива.
/> (6)
где /> — фокусное расстояниеобъектива;
/> — высота диафрагмы
/>
На расстоянии 212,5 ммугол расхождение излучения определяется соотношением:
/> (7)
где /> — угол расхождение пучкалучей лазерного диода;
/> — световой диаметр линзы;
/> — фокусное расстояние объектива.
/>
Зная световой диаметрлинзы, и учитывая расходимость пучка лучей лазерного диода, находим расстояниеот лазерного диода до диафрагмы следующим соотношением:
/> (8)
где /> — расстояние отлазерного диода до диафрагмы;
/> — высота диафрагмы
/>мм
Таким образом, расстояниеот лазерного диода до диафрагмы составляет 2,65 мм.
По результатамгабаритного расчета объектива получаем следующие величины:
Конструктивные параметрыобъектива:
R1=17,62 d1=33,205 тф4
R2=167,11 d2=2,0 1
R3=25,47 d3=4,0 лф5
R4= — 29,79 к8
Параксиальныехарактеристики объектива:
/>= — 212,5
/>= 212,5
/>= — 67, 7744
/>= 536,9299
/>= -144,7256
/>= 324,4298
4.2Расчетсветоделительной призмы
Размеры светоделительнойпризмы и расстояние были выбраны из конструктивных соображений. С учетомдопусков размер светоделительной призмы равен 8х8 мм.
4.3Расчет пентапризмы
Расчет размеров пентапризмыведется от последней поверхности линзы объектива до ее входной грани,расположенной на расстоянии />. Так как объектив формируетпараллельный пучок лучей, то световой диаметр входной и выходной грани, сучетом допусков будет равен 10,25 мм.
Находим длину хода луча впризме /> изследующего соотношения:
/>=3,414 D (9)
/>= />мм
4.4Расчет окуляра
Для наблюдения июстировки светового пятна на фотоприемнике введен наблюдательный канал. Длятого чтобы глаз мог рассмотреть изображение предмета, необходимо иметь навыходе окуляр. Окуляр должен находится в фокальной плоскости объектива.
/>= — 67, 7744 мм
Световой диаметрприемника излучения /> равен 14 мм.
Диаметр глаза />равен 4,5 мм.
Выбираем окуляр такимобразом, чтобы фокальная плоскость объектива была равна фокальной плоскостиокуляра.
По результатамгабаритного расчета окуляра получаем следующие величины:
Конструктивные параметрыокуляра:
R1= 149,75 d1= 2,68 тф1
R2= 28,01 d2= 7,15 бк6
R3= -37,1 d3=34.42 1
R4=137,85 d2=7,15к8
R5= -63,01
Параксиальныехарактеристики окуляра:
/>= -49,99
/>= 49,99
/>= -21,5902
/>= 19,8969
/>= 28,4097
/>= -30,103
/>= 0,9685
5.ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ
Для обеспеченияработоспособности любого оптико-электронного прибора важно получитьопределенные энергетические соотношения между полезным сигналом, т.е. сигналомот наблюдаемого объекта, и порогом чувствительности прибора — минимальнымсигналом, при котором происходит надлежащее срабатывание оптико-электронногоприбора. Порог чувствительности оптико-электронного прибора определяется обычношумами. Определение этих соотношений и на их основе некоторых важнейшихпараметров оптико-электронного прибора (например, мощности источника, дальностидействия, размера входного зрачка и.т.д.) составляет основное содержание и цельэнергетических расчетов.
Последовательностьэнергетического расчета:
1.Расчет коэффициентаиспользования лазера;
2.Расчет коэффициентасветопропускания;
3.Расчет полного сигналаприемника;
4.Расчет крутизнысигнальной характеристики;
5. Расчет уровня сигналасоответствующий дополнительной погрешности;
6. Соотношение сигналшум.
5.1Расчет коэффициента использования лазера
При определениикоэффициента использования лазера необходимо учитывать параметры оптическойсистемы и светотехнические требования к обеспечению работы прибора. Приборработает на дистанции от1м до 17м. В этом случае распределение энергиипринципиально меняется. В ближней зоне определяется освещенностью входного ивыходного зрачков объектива, а в дальней зоне соответствует распределениюосвещенности полевой диафрагмы. Для обеспечения условия равномерностиосвещенности необходимо отказаться от максимального использования лазера, аиспользовать только ту часть, когда индикатриса ( угловое распределение лазера)равномерна.
Определяемсветопропускание излучателя на основании оптической схемы, которая задаетрасположение лазера, полевой диафрагмы, объектива. Затем находим коэффициентиспользования лазера, который определяет телесный угол, под которым со сторонылазера наблюдается объектив.
Находим телесный уголоптической системы:
/>(11)
где/> — телесный уголоптической системы;
/>-площадь выходного зрачка;
/>-длина оптической системы.
/> (12)
/>
/>
Находим телесный уголизлучения лазера:
/> (13)
где /> — телесный уголизлучения лазера;
Θ׀׀ –расходимость излучения в горизонтальном направлении;
Θ┴ – расходимость излучения ввертикальном направлении.
/>/>=/>
Находим коэффициентиспользования лазера:
/> (14)
/>
5.2Расчет коэффициента светопропускания
Коэффициентсветопропускания можно вычислить по формуле (15):
/>/> (15)
где /> — коэффициент отраженияот поверхности деталей на границе воздух- стекло для непросветленных деталей изстекла с показателем преломления />; />;
/>-коэффициент поглощения стеклаоптических деталей системы;
/> — длина хода осевого луча в деталях(см);
/>-коэффициент отражения зеркальныхнепрозрачных покрытий и светоделительных покрытий;
/> — коэффициент пропусканиясветоделительных покрытий;
/> — число деталей системы;
/> — число поверхностей, граничащих своздухом, кроме поверхностей со светоделительным и зеркальным покрытием;
/>-число поверхностей сосветоделительным покрытием в условиях работы на пропускание.
/>0,29
5.3Расчет полного сигнала приемника
Находим эффективный потоклазера по формуле (15):
/>(15)
где /> — эффективный потоклазера;
/> — полный поток без учета пропусканиясистемы.
/> Вт
Поток, приходящий наприемник излучения уменьшается в зависимости коэффициента светопропускания.Тогда полный поток с учетом пропускания системы будет равен:
/> (16)
/> Вт
5.4Расчет крутизны сигнальной характеристики
Величина тока сигналаприемника, попадающего на одну из половин, будет равна:
/>(17)
Из параметров приемникатоковая чувствительность — /> равна 0,4 А / Вт, а относительнаячувствительность — /> — 0,75
/> А
В качестве согласующегоусилителя используем преобразователь ток – напряжения с /> ом
/> (18)
/>В
Далее необходимо найтикрутизну сигнальной характеристики при смещении пятна на приемной площадке. Дляэтого находим приращение сигнала при смещении на 1 мм. Величину приращениясигнала находим из условия пропорционального изменения сигнала и изменениязасвечиваемой площадке приемника.
Площадь засветкиприемника равна 50,26 мм.
При смещении пятна на 1мм приращение площади будет 8 мм, тогда приращение сигнала будет:
/> (19)
/>/>В
5.5Расчет уровня сигнала соответствующий дополнительной погрешности
Находим величинуэлектрического сигнала, соответствующей дополнительной погрешности:
/> (20)
/>В
5.6Соотношение сигнал шум
Находим напряжение шума.
Шум определяется дробовымтоком фотоприемника с учетом />.
Дисперсию тока дробовогошума в полосе частот />определяют по формуле Шоттки:
/> (21)
где /> — заряд электрона; />=/>;
/> — среднее значение тока в приемнике.Из паспортных данных приемника
/> А
/> — частота.
/>/>А
/>/> А
Протекая по нагрузочномусопротивлению />, ток дробового шума создаетнапряжение шума:
/>/> (22)
/> В
/> (23)
/>/>
По результатамэнергетического расчета можно сделать 2 заключения:
1.Дисперсия отсчетов,вызванная шумовыми флуктуациями сигнального тока пренебрежительно мала;
2. Уровень сигналасоответствует дополнительной ошибки равной 17 мВ, что позволяет использоватьпростой 10 бит АЦП для управления шкалы индикатора без дополнительногоусилителя.
6.АНАЛИЗ ПОГРЕШНОСТЕЙУСТРОЙСТВА
Процесс функционированияустройства контроля плоскостности сопровождается погрешностями (потерейинформации), которые определяют точность измерения. Погрешность измеренияобусловлена потерей информации, возникающими до преобразования входного сигналав приборе, непосредственно в процессе преобразования и при регистрации(обработке) результатов.
Погрешности из-за потериинформации до преобразования ее в приборе, а также при регистрации и обработке,называют методическими погрешностями.
Погрешности,обусловленные потерей информации в самом устройстве называют инструментальнымипогрешностями.
/> (23)
6.1Методические погрешности
Методические погрешностиобусловлены ошибочностью или недостаточностью разработки принятой теории методафункционирования прибора в целом, допущениями в отношении объекта сигнала иликанала прохождения сигнала и т.п. Измерительный процесс, выполняемый с помощьюлазерного излучения, на котором основан принцип работы устройства имеет большуюпространственную протяженность, поэтому в цеховых условиях не представляетсявозможность создать пространственно стабильные, однородные и изотропныетемпературные, световые и другие условия для обеспечения оптимальной работылазерных измерительных систем.
На точность работы спомощью лазерного излучения большое влияние оказывают воздушный тракт и среда,разделяющие лазерный излучатель и координатный фотоприемник.
В результатетеоретических и экспериментальных исследований [6] установлена степень влияниявоздушной среды на точность измерений с помощью лазерного излучения, определеныосновные погрешности, вносимые воздушным трактом в процессе измерения.
Лазерное излучение,распространяющееся в неоднородной воздушной среде, претерпевает ряд измененийпод влиянием различных факторов. Основные из них изменений можно разделить наследующие группы:
— Ослабление излучения,происходящего за счет поглощения и рассеивания энергии;
— Рефракция лазерного лучаза счет изменения средней величины коэффициента преломления среды по длиневоздушного тракта;
— Случайной рассеиваниеизлучения, обусловленное флуктуациями показателя преломления среды.
/> (24)
6.1.1Ослабление излучения лазерного диода в воздушном тракте и его влияние на точностьработы измерительной системы
При расчетах поглощенийлазерного излучения необходимо с высокой точностью знать положение центровлиний поглощения и линии излучения лазерного диода. Для выбранного нами диода,работающего на длинах волн 0,65 нм, нет ближних линий поглощения атмосферныхгазов, поэтому поглощение излучения воздушным трактом на этой длине волны будетнезначительным.
В атмосферепроизводственных помещений находится всегда определенное количество пыли,частиц дыма, испарения, размеры которых могут быть значительно больше длиныволны.
Учитывая, что длинавоздушного тракта не превышает 100 метров, влиянием ослабления излучения можнопренебречь.
6.1.2Рефракция лазерного луча
Влияние рефракции натраекторию лазерного луча (l=0.65нм) аналогично влиянию на белый световой луч и имеет сезонную и суточнуюпериодичность.
Погрешность от регулярныхрефракций определяется зависимостью:
/> (25)
где />-коэффициент земнойрефракции (0,14);
/>-длина воздушного тракта (17м);
/>-земной радиус (6380 км).
В цеховых помещенияхзаводов температурный градиент достигает 0,1…0,2˚С/ м и более. При этихусловиях рефракция достигает ± 0,003… ± 0,006 мм при длине воздушного тракта до17 метров.
Погрешности от рефракциилазерного луча можно отнести к систематическим, если их рассматривать для однойконкретной схемы контроля изделий. С изменением схемы контроля, при которойизменяется угол между направлением лазерного луча и градиентом показателяпреломления среды, эту погрешность следует оценивать как случайную.
6.1.3Погрешности центрирования от флуктуации показателя преломления воздушноготракта
Флуктуация тепловыхнеоднородностей в воздушном тракте являются причиной дрожания луча.
Луч лазерного диода,упавший на какой- либо элемент s1неоднородности, отклоняется на малый угол δφ1 и попадает на элемент s2, который, в свою очередь отклоняетлуч на элементарный угол δφ2 и т.д. В результате прохождения лучачерез толщу неоднородностей он претерпевает n случайных независимых процессов отклонения от n неоднородностей. Для анализасуммарного эффекта таких процессов применяют статистические методы.
Среднеквадратическаяпогрешность смещения реперной оси лазерного луча от действия неоднородностейтурбулентного тракта принимает вид:
/> (26)
где ∆t – изменение температуры воздушноготракта (в цеховых помещениях от 0,01 до 0,1˚С);
t- температура в цехе ( для среднейполосы от 10˚С до 27˚С);
l- длина воздушного тракта.
/>/>
/>(27)
Подставляя значение (26)и (28) в выражение (25) получаем
/>0.003 мм
6.2Инструментальные погрешности
Инструментальныепогрешности подразделяются на теоретические, технологические иэксплуатационные.
В данном случае кинструментальным погрешностям относятся отклонения от расчетных значенийхарактеристик деталей и погрешности электронного измерительного канала.
К инструментальнымпогрешностям значений характеристик деталей относится:
· Показателипреломления;
· Модуль упругости;
· Коэффициентлинейного расширения.
Погрешности размеров иформ деталей:
· Погрешностьрадиусов кривизны (0.003мм);
· Погрешности формырабочих поверхностей линз (0.001).
Погрешность расположенияи деформации деталей:
· Децентрировкалинз (0.001 мм);
· Деформация линз(0.003мм);
· Погрешностьзначений воздушных промежутков (0.01 мм).
Погрешность от поворотапентапризмы:
Погрешностьюповорачивающейся пентапризмы является отклонение проходящего через него пучкалучей. Наклоны пентапризмы происходят из-за зазоров направляющих вращениепризмы.
Рассмотрим возможныенаклоны призмы относительно осей декартовой системы координат.
/>
рис.20. Наклоны призмыотносительно осей декартовой системы координат.
Наклон вокруг оси Х невлияет на положение проходящего через призму луча, благодаря инвариантномусвойству призмы в главном сечении.
Наклон вокруг оси У невносит погрешность, т.к. в этом направлении не происходит измерение.
Наклон вокруг оси Z (ось визирования) вносит погрешностьизмерения, которые относятся к разряду косинусной погрешности.
Оценим величину этойпогрешности для габаритов нашей системы.
Угол наклона призмыопределяется по формуле (28).
/> (28)
Где α – угол наклона призмы;
/> — величина зазора в направляющих(0.005 мм);
L – расстояние между подшипникаминаправляющих(80мм).
/>6,25·10-5
Определим величинупогрешности в относительных величинах
/> (29)
/> 0.001мм
Таким образом,погрешность от наклона призмы не превышает 0,1% от измеренной величины.
Эксплуатационныепогрешности:
· Погрешностьчувствительности приемника (0.003 мм);
· Погрешностьизлучательной способности (0.009мм);
· Погрешностьотсчета (электронная обработка 0.0001 мм).
Погрешности электронногоизмерительного канала.
Погрешности электронноготракта являются инструментальными погрешностями, но с другой стороны ониразделяются на случайные и систематические.
Систематическиепогрешности при достаточном уровне исследования могут быть скомпенсированы иучтены и входят в состав дополнительной ошибки.
Случайные погрешности немогут быть скомпенсированы и учтены, и входят в основную ошибку прибора.
Проведем анализсоставляющих погрешностей звеньев схемы обработки сигнала, а затем уточним ихвеличину и возможность компенсации систематических составляющих.
Первым звеном электроннойсистемы обработки сигнала является измерительный преобразователь — фотодиод иименно он определяет возможный динамический диапазон этой системы.
Фотодиод, как источникошибок измерения, можно охарактеризовать уровнем темнового тока, температурнымкоэффициентом абсолютной чувствительности фотодиода, уровнем шумового тока ивосприимчивостью к электромагнитным помехам внешних источников. Безусловно ненадо забывать и о зависимости относительной спектральной чувствительности оттемпературы. Однако эти температурные вариации существенны в основном на краяхрабочего спектрального интервала приемника излучения. При выборе приемникаизлучения стремимся к обеспечению возможности работы приемника в областимаксимальной чувствительности, а, следовательно, и вдали от красной и синейграниц его спектрального диапазона.
Темновой ток фотодиода итемпературная зависимость абсолютной чувствительности достаточно хорошоизученные зависимости. Как отмечают многое авторы, величина темнового токаконкретного прибора может служить мерой температуры его перехода в соответствиис известным выражением для тока полупроводникового диода:
/> (30)
Где Id — ток фотодиода вконкретном режиме с начальным темновым током;
I0(Т) зависящем от температуры;
V — напряжение напереходе, которое зависит от схемы использования;
е — заряд электрона(1,6*10^-19 Кл);
k — постоянная Больцмана(1,38*10^-23);
T — абсолютнаятемпература перехода.
Шумовые свойства ивосприимчивость к электромагнитным помехам зависят и от исходных свойствматериала, технологии изготовления и конструктивного оформления прибора и отрежима работы прибора. В соответствии с особенностями решаемых в настоящейработе задач, имеется возможность работы приемника излучения на основесобственного поглощения материала не используя дополнительного легирования длясмещения красной границы фотоэффекта. Выше проводилось обоснование выбора типаприемника излучения и его режима работы для обеспечения линейности световойхарактеристики в большом динамическом диапазоне освещенности или энергетическойоблученности.
Использование схемыобработки сигнала без предварительной модуляции полезного сигнала приводит кнеобходимости учета сверх-низкочастотных шумов фотоприемника и входаэлектронной схемы.
Температурные дрейфы всехусилительных каскадов приведенных ко входу АЦП определят дополнительнуюсистематическую аддитивную погрешность, в то время как температурнаязависимость абсолютной чувствительности приемника излучения, температурнаязависимость коэффициента передачи канала усиления сигнала приемника излучения ипогрешность напряжения опорного источника напряжения формируют величинудополнительной систематической мультипликативной температурной погрешности измерения.
Погрешности АЦП необходиморазделить на методические и инструментальные. Так как даже идеальныйквантователь ограниченной разрядности имеет ступенчатую функцию преобразованияh(u), то представление реальной аналоговой величины u(t) возможно только спогрешностью;
/>
Где g — номинальнаяступень квантования;
Fr — символ обозначающийдробную часть числа.
Используемые в составерабочего средства измерения АЦП двойного интегрирования характеризуютсяследующими параметрами: число однозначных ступеней квантования равно 1999,погрешность преобразования соответствует ± 1 емр (единица младшего разряда АЦП), погрешностьподдержания опорного напряжения за время преобразования 0,2%, дополнительнаятемпературная погрешность ±1 емр при изменении температуры от 10 и до 40 °C. Дополнительной инструментальнойпогрешностью будет погрешность опорного напряжения.
Если учесть, что дляудобства работы с прибором выбран переход между шкалами по аналоговому сигналуравный 10, то погрешность представления результата измерения будет:
/> (32)
Где f6 — составляющаяосновной погрешности прибора согласно рекомендациям МКО;
k — коэффициент переходамежду шкалами;
d — погрешность квантования;
P — максимальное числоквантований.
Величина погрешностиполучается равной 0,02%.
Проведем рассмотрениепрохождения аддитивной составляющей ошибки измерения под воздействиемтемпературы. Диапазон вариаций температуры окружающей среды долженсоответствовать ТЗ на создаваемые приборы, для случая приборов цеховогоконтроля этот диапазон обычно ограничивается 20°C.
Погрешности и возмущенияотдельных звеньев проявляются в показаниях прибора с учетом коэффициента связиконкретного звена.
Первое звено электроннойсхемы — фотодиод является звеном с наибольшим разбросом параметров, как в частиспектральных свойств, так и в части абсолютной чувствительности.
Начальное смещениесигнальной характеристики компенсируется в звене согласующего каскада сигналомкомпенсатора начального смещения.
Величина темнового токазависит от температуры в соответствии с изменением темнового тока:
/> (33)
Тогда систематическаяпогрешность смещения фотодатчика может быть выражена:
/>
Где Ku — коэффициентпередачи канала от фотодатчика до измерительного АЦП.
Для типового датчика придопустимом интервале изменении температуры окружающей среды величина этойкомпоненты аддитивной составляющей погрешности измерения оценивается вотносительных величинах 0,2 % на младшей шкале прибора.
Как уже отмечалось выше,температурная погрешность опорного источника проявляется, в том числе, в видесмещения компенсации начального уровня. В практике цифровых приборов среднегоуровня точности, особенно переносных и малогабаритных, широко используютсяопорные источники на базе полевого транзистора с p/n переходом. По данным фирмыSiliconix они характеризуются следующими параметрами:
номинальный ток стабилизации— 0,22 до 4,7 мА
Допуск — 10%
Температурный коэффициент— 0,15 %/°C
Эта температурнаяпогрешность проявляется через величину сигнала компенсирующего начальноесмещение и влияние этой погрешности будет тем больше чем больше будет начальноесмещение фотодатчика.
С учетом выше сказанногоможно написать выражение для зависимости аддитивной составляющейсистематической погрешности источника опорного напряжения в виде:
/>
Операционные усилителииспользуемые в составе схемы тоже вносят свой вклад в аддитивную погрешностьприбора. С точки зрения ухода начала шкалы прибора все операционные усилителихарактеризуются величиной начального смешения и его температурным коэффициентом,а так же величиной начальных входных токов, их разностью и их температурнымкоэффициентом. При правильно спроектированной схеме токовой температурнойзависимостью можно пренебречь, и в этом случае остается температурный дрейфначального смещения.
Величина начальногосмещения усилителя компенсируется в процессе настройки прибора, а температурныйкоэффициент отдельных звеньев приводит к дополнительной погрешности. Если ввестиобозначение для коэффициента передачи от входа данного каскада до входа АЦПвида Kik то выражение для температурного смещения показания прибора из-задрейфа входных цепей ОУ напишем в виде:
/>
Где aik — температурный коэффициент i-тогокаскада.
В случае использованииуказанных выше приборов температурный дрейф можно оценить величиной 90 мкВ / К,что при перепаде температуры в 20°C приведет к погрешности в 0,2% относительной величины намладшей шкале прибора.
Кроме влияния окружающейтемпературы, на показания прибора в принципе оказывает влияние изменениенапряжения питания электронной схемы. Эти воздействия производятся черезсмещения начального уровня ОУ и через изменение коэффициента сбора носителейфотодатчика. Современные ОУ характеризуются коэффициентом подавления влиянияисточника питания на уровне от 90 до 120 дб и нестабильность на уровне долейвольта не оказывает заметного влияния на показания прибора.
Под влиянием вариацийтемпературы происходят процессы приводящие и к изменению коэффициентов передачиотдельных звеньев. В частности приемник излучения при температурах в близинормальных характеризуется температурным коэффициентом равным — 0,003 /°С. Отмеченная выше температурнаяпогрешность источника опорного напряжения приводит не только к смещениюначального уровня, но и к изменению чувствительности АЦП.
Положительный температурныйкоэффициент опорного источника приводит к возрастанию величины опорногонапряжения, что с учетом используемой схемотехники приводит к уменьшениючувствительности прибора.
Выражение длязависимости приведенной чувствительности от изменения рабочей температуры можнопривести в виде:
/>
В соответствии с этимвыражение для мультикативной составляющей систематической дополнительнойтемпературной ошибки примет вид :
/>
Мультипликативнаяпогрешность является дополнительной и систематической и может быть скомпенсированав процессе обработки сигнала. Если подставить численные значения температурныхкоэффициентов в предыдущее выражение, то можно написать выражения для учетаэтой компоненты систематической погрешности.
/>
Где Ei и Ek — измеренныеи компенсированные значения энергетической яркости.
Для оценки относительнойвеличины вклада отдельных составляющих погрешности приведем сводную таблицу №4для электронного измерительного канала.
Таблица №4 N Источник ошибки и ее характеристики 1 АЦП основная дискретизации случайная 0,05% 2 АЦП дополнительная систематическая 0,2 % 3 АЦП дополнит. систематическая от Т 0,02 % 4 ИОН дополнит.систем. мултип. от Т 0,15 %/К 5 ИОН дополнит систем. адоттив. от Т 0,009%/К 6 Фотодиод адитив. систем. допол. отТ 0,002%/К 7 Фотодиод мультип. системат. допол. отТ 0,3%/К 8 Дрейф нуля усилителя случайн. допол. 0,0005% ИТОГО при работе в цеховых условиях ( DТ = 20К ) 2,135 %
Как видно из таблицы,основной вклад в погрешность измерения электронного канала вносят температурныезависимости чувствительности и начального тока фотодиода и источника опорногонапряжения.
Аддитивность погрешностиначального тока фотодиода ограничивает возможности увеличения чувствительностиприбора без аппаратного решения термоконпенсации фотодатчика.
Погрешность усилительногоканала 2,135% при использовании приближения Стефана-Больцмана приводит к ошибкеизмеряемой величины на уровне 0,5%, что удовлетворяет требованиям ТЗ.
Основные влияющие ошибкиэлектронного измерительного канала это ошибка источника опорного напряжения, онаявляется систематической и составляет 0,15% от своего значения в температурномдиапазоне 20К, и чувствительность фотодиода. Погрешность фотодиода создаетсистематическую и дополнительную погрешность измерения, которую можно учестьалгоритмом обработки сигнала и производить компенсацию ее, используя упрощеннуюсхему выделения сигнала. Тогда эта ошибка может быть уменьшена до погрешностисхемы аналоговой компенсации 0,3% на 1К (при 20˚ она составляет 6%), ноиспользуя схему компенсации по суммарному сигналу эту погрешность можноуменьшить в 100 раз и более. Для этого надо использовать суммарный сигнал двухплощадок фотодиода для формирования опорного напряжения АЦП. В результатедействительных значений погрешностей из-за нестабильности фотодиода безиспользования дополнительных настроек будет уменьшена до уровня 0,06%.
В связи с тем, что инструментальныепогрешности в устройстве имеют случайный вид, и их можно измерить только наизготовленном изделии, следовательно, погрешности берем из справочника.
/>/>
Считаем суммарнуюпогрешность всего устройства по формуле (23):
/>
Суммарная погрешностьустройства равна 0,016 мм, что удовлетворяет условию задания, погрешность недолжна превышать 0, 02 мм.
7. ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ
Конструкция устройствадля контроля плоскостности состоит из двух устройств: базового устройства иизмерителя.
В базовое устройствовходит узел формирующий световую ось, узел визуального контроля и узелповоротной призмы. Общий вид указан на чертеже ДП.593.001.000 СБ.
Узел формирующий базовуюось включает в себя двухкомпонентный объектив, который смонтирован вцилиндрическом корпусе. Расстояние обеспечивается промежуточным кольцом.Объектив закреплен насыпным методом. Источник излучения зажимается в оправеприжимным кольцом вместе с диафрагмой. Для продольной юстировки положениядиафрагмы ее оправа снабжена резьбовой поверхностью. В центре устройстваустановлена призма-куб, которая прижимается Z- образной планкой.
Узел визуального контроляпривинчена труба с перемещающимся окуляром. Окуляр представляет собойдвухкомпонентную систему, закрепленную насыпным методом. Перемещениеосуществляется при помощи ручки 42, которая сопрягается с криволинейным пазом сдеталью корпуса позиции34.
Узел поворотной призмыповорачивается вокруг вертикальной оси устройства. Для этого применяетсянаправляющая вращения, выполненная подшипником позиции 47 и позиции 48. Длярегулировки устройства применены юстировочные винты позиции 9. Узел поворотнойпризмы закрыт кожухом позицией12 и позицией 4.
Измерительное устройствовыполнено в виде единого основания позиции 9, на котором смонтированы базовыеэлементы и базовая часть. Базовые элементы выполнены в виде цилиндрическойдетали, которые закреплены с нижней частью основания винтами позиции 15 нарасстоянии 180мм. Измерительная часть устройства смонтирована в общей втулкепозиции 8, в которой крепиться фотодиод. Фотодиод позиции 1 сопрягается сметаллическими деталями устройства через диэлектрические кольца позиции 4.Устройство обеспечивается поперечной юстировкой устройства. Для этогоконструкция снабжена двумя упорными винтами. Для вертикального перемещения наверхней части основания смонтирована шариковая направляющая позиции 13.Перемещающийся ползун соединен в нижней части с индикаторным щупом позиции 7. Внерабочем положении направляющая фиксируется упорными винтами позиции14. Общийвид измерительного устройства указан на чертеже ДП 593.002.000СБ.
8.ОПИСАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙСХЕМЫ
Электрическая схемавключения фотодиода состоит из двух согласующих усилителей, аналоговогосумматора, решающего аналогово-цифрового преобразователя и индикатора.Электрическая схема включения фотодиода показана на рисунке 21.
/>
рис.21.Электрическаясхема включения фотодиода.
Двух площадочный приемникизлучения на базе фотодиода подключен к двухканальному преобразователюток-напряжение. Для полного обеспечения приемника излучения, его чувствительныеплощадки соединяются в две группы, горизонтально расположенных, и образуюткоординатную систему вдоль оси Y.
Фотодиод работает врежиме источника тока с постоянным напряжением на переходе, что обеспечиваетбольшой динамический диапазон изменения сигнала (1010) при сохранениилинейности сигнальной характеристики. Сигнал с выхода ток-напряжения поступаетна два сумматора, один из которых собран по схеме инвертирующего усилителя ипроизводит сумму сигналов по обоим входам с одним знаком. В результате чего навыходе этого сумматора будем иметь сумму сигналов преобразователя ток-напряженияс противоположным знаком. Второй сумматор собран по схеме дифференциальногоусилителя. С первого преобразователя ток-напряжения сигнал поступает наинвертирующий вход сумматора через R5, а со второго преобразователя ток-напряжения подается сигнал наинвертирующий вход через R7. Номиналрезисторов R5÷R8 будут равны. В этом случае напряжение на выходе второгосумматора будет U2-U1. Полученное напряжение сумматоровнаправляется на АЦП двойного интегрирования.
Основные достоинства АЦПдвойного интегрирования заключается в его помехозащищенности, высокой точностии возможности получения сигнала на выходе АЦП пропорционального отношению двухсигналов. Кроме того, выбранная микросхема позволяет прямое подключениежидкокристаллического индикатора к выходу АЦП.
Выход первого сумматораформирует опорный сигнал АЦП. Дифференциальный сигнал подается на основной входАЦП.
В результате показания навыходе АЦП на панели индикации будет вычисляться по формуле(40):
/> (40)
9.МЕТОДИКА ЮСТИРОВКИУСТРОЙСТВА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОТКЛОНЕНИЙ ОТ ПЛОСКОСТНОСТИ
9.1Регулировка фокусного расстояния
Для этой операциииспользуется оптическая скамья, состоящая из коллиматора и микроскопа. Вфокальной плоскости коллиматорного объектива расположена сетка с несколькимивертикальными штрихами. Ее изображение получается в фокальной плоскостииспытуемого объектива. Это изображение рассматривают посредством микроскопа иизмеряют с помощью окуляр-микрометра.
Регулировка фокусногорасстояния осуществляется подрезкой промежуточного кольца позиции 14.
9.2Установка диафрагмы в фокальной плоскости объектива
Юстировка источникаизлучения включает в себя два этапа: установка диафрагмы в фокальной плоскостиобъектива и получение максимальной освещенности диафрагмы.
Установка диафрагмы вфокальной плоскости объектива производится с помощью оптической скамьи(аналогично п.9.1). В фокальной плоскости коллиматорного объектива расположеноматовое стекло. Продольным перемещением диафрагмы, наблюдая через микроскоп ееизображение, добиваемся резкого изображения. Наклоном источника излучениядобиваемся максимального и равномерного заполнения диафрагмы световым потоком.
9.3Контроль направляющих
Все виды направляющихдолжны отвечать следующим основным требованиям: иметь необходимые точность иплавность движения, малое трение, малый износ.
Эти требованияудовлетворяются за счет выбора материалов сопрягаемых деталей с одинаковым илиблизким коэффициентом линейного расширения, качественной обработки и подготовкиповерхностей направляющих, а также за счет применения качественных смазок.
Сборку узла снаправляющими вращательного движения осуществляется следующим образом.
1. Комплектуютшарикоподшипники с валом для посадки их на вал с предусмотренным натягом.
2. Монтажподшипников.
3. Регулировкаподшипников. Она заключается в создании осевого натяга, требуемую величинукоторого в узлах обеспечивают с помощью подрезки кольца.
4. Контроль сборкинаправляющих (легкость вращения, биение и др.). Для этого корпус индикаторазакрепляют на неподвижной части узла. Касаясь чувствительным элементоминдикатора проверяемой поверхности вращающейся детали, по шкале индикаторанаходят величину биений. На этой стадии сборки осуществляют дополнительнуюрегулировку, чистку и смазку узла.
9.4Юстировка светоделительного кубика
Юстировкасветоделительного кубика осуществляется разворотом самого кубика вокругвизирной оси.
Наблюдая в окуляр,добиваемся резкого изображения пятна на тест-объекте, расположенного нарасстоянии 17 м.
Таблица №5
Юстировка устройства дляизмерения отклонения от плоскостностиНаименование операции Схема юстировки Описание операции и оборудование 1.Регулировка фокусного расстояния
/>
Оборудование: оптическая скамья,
состоящая из коллиматора-К и микроскопа-М.
Наблюдаем через М изображение сетки и измеряем с помощью окуляр-микрометра. Регулировка фокусного расстояния осуществляется с помощью подрезки кольца. 2.Установка диафрагмы в фокальной плоскости объектива
/>
Оборудование: оптическая скамья,
состоящая из коллиматора-К и микроскопа-М.
Продольным перемещением узла диафрагмы-У.Д., наблюдая через М, добиваемся резкого изображения. 3.Регулировка осевого натяга.
/> Регулировка осевого натяга обеспечивается с помощью подрезки кольца. 4.Юстировка светоделительного кубика
/>
С помощью разворота светоделитель-ного кубика,
наблюдая в окуляр, добиваемся резкого изображения пятна на тест-объекте, расположен-ного на расстоянии 17м.
10.ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
10.1Определениесостава расчета
Дипломная работапосвящена разработке устройства для контроля плоскостности поверхности. Наосновании проведенного ранее обзора различных методов и средств контроляплоскостности можно сделать вывод, что устройство имеет аналог, позволяющийполучить те же результаты, что и объект разработки. Аналогом является плоскомерИС–41М. Товарный тип объекта разработки определяется путем анализа рыночнойцели его создания. В данном случае товаром является разработка сама по себе,т.е. предназначена для прямой рыночной реализации. В соответствии с этимвыбираем вариант расчета №1 [19].
Таким образом, можноопределить состав расчетов в экономической части:
-смета затрат наразработку;
-определение конкурентнойцены;
— расчет себестоимости;
-экономическиерезультаты.
10.2Расчет сметы затрат на разработку
В состав сметнойстоимости разработки входят следующие статьи затрат:
· Материалы,покупные изделия и полуфабрикаты,
· Специальноеоборудование для проведения разработки,
· Основнаязаработная плата,
· Отчисление насоциальные нужды,
· Затраты наэлектроэнергию для технологических целей,
· Контрагентныеработы,
· Прочие затраты,
· Накладныерасходы.
Стоимость материалов,покупных изделий, полуфабрикатов См оценивается по действующим рыночным ценам.
Общие затраты наразработку представлены в таблице
Расчет затрат нарасходные материалы
Таблица5 № п/п Наименование расходных материалов Ед. изм. Кол-во
Цена единицы
(руб.)
Сумма
(руб.) 1 Ватман шт 7 7 49 2 Бумага для принтера Упак. 1 90 90 3 Картридж для принтера шт 1 400 400 Итого 539
Расчет затрат наспециальное оборудование для проведения разработки
Стоимость специальногооборудования для проведения разработки Cоб в зависимости от его наличия вычисляется по-разному. Приприобретении и использовании наличного оборудования в смету включаются толькоамортизационные отчисления по нормативам.
Они вычисляются поформуле (40):
/> (40)
где m — количество видов специального оборудования;
НА — годовая нормаамортизационных отчислений;
Цоб — цена единицыоборудования;
tn – время использования оборудованиядля исследования (работы), число лет.
Таблица 6№п/п
Номенкла-тура
спец.
оборудо-вания Ед. изм
Кол-во
единиц
Цена
единицы
(руб.)
Время
использо-
вания
(лет)
Годов.
норма
аморт.
отчисл.
Итого
стоимость
спец.
оборудов
(руб.) 1 Компьютер шт. 1 18000 0.18 20% 648 2 Принтер шт. 1 2400 0.18 20% 86
Тогда />руб
Основная заработная плата(Сос) определяется по формуле:
/> (41)
где к –количествокатегорий разработчиков;
Пmj – количество разработчиков данной категории;
/> — среднечасовая заработная плата j-ой категории разработчиков, руб;
Р- продолжительностьработы, выполняемой работником определенной категории, час.
Разработка конструкцииустройства выполняется конструктором и технологом. Они работают в течении трехмесяцев, т.е. 62 рабочих дня по 8 часов в день. Заработная плата конструкторасоставляет 7000 рублей в месяц, заработная плата технолога-5000 рублей в месяц.
Определим среднечасовуюзаработную плату каждой категории разработчиков.
/>= 7000:168= 41,66 руб.
/>= 5000:168=29,76 руб.
Таким образом, основнаязаработная плата разработчиков составляет 12000 рублей.
Дополнительная заработнаяплата ( Cдоп) определяется по формуле:
/> (42)
где /> — норматив затрат надополнительную зарплату от основной, />= 10…15%.
/>1200 руб.
Отчисление в социальныевнебюджетные фонды определяются по формуле:
/> (43)
где r- суммарная величина отчислений всоциальные внебюджетные фонды (35,6%).
/>4700 руб.
Затраты на электроэнергиюдля технологических целей (Сэн) определяется по формуле
/> (44)
где l- номенклатура оборудования,используемого для разработки;
Wi – мощность оборудования по паспорту,кВт;
Ti- время использования для проведенияразработки, час;
Ckr – стоимость одного кВт-часэлектроэнергии, руб;
Kwi – коэффициент использования мощности(Kwi
Для разработки ииспытаний устройства используется следующее оборудование: персональныйкомпьютер в количестве 1 штука и принтер с номинальной мощностью 40 Вт (0,04кВт) и коэффициентом использования мощности Кwi = 0,4. Время работы сотрудников за компьютером с принтером 3месяца, что при 21 рабочем дне продолжительностью 8 часов составит 504 часа.Время работы сотрудников за принтером 1 месяц, что при 21 рабочем днепродолжительностью 8 часов составит 168 часов. При стоимости одного кВт/часаэлектроэнергии 1,10 руб. имеем:
Сэн = 1,10 • 0,04 • (504 +168) ≈30 руб.
Затраты на командировки (Ском) не учитываются, так как разработка не требует выезда в командировки.
Стоимость контрагентныхработ (Скр), т.е, работ, выполняемых сторонними организациями непосредственнодля данной разработки, не учитывается, так как все работы выполняются в однойорганизации.
К статье «Прочиезатраты» (Сп) относятся затраты, связанные с оплатой экспертиз,консультаций, получением патентной информации, арендой помещений и т.п.
Накладные расходы (Сп)начисляются в процентах к основной заработной плате.
Примем в качестве прочихзатрат 5% от суммы предыдущих статей, связанных с оплатой консультаций.
Сп = (См +Соб +Сос + Сдоп +Ссф +Сэн +Скр)∙0,05. (45)
Подставим величины и получим
Сп = 957 руб
Накладные расходы Снначисляются в процентах к основной заработной плате (от 70 до 100%). Примем Сн =80%. Тогда
Сн = 7000 • 0,8 = 5600руб.
Общая сметная стоимость(Ср) определяется суммированием ее составляющих:
Cр= СМ+Соб+Сос+ Сдоп+ Ссн+Сэн + Сп+ Сн (46)
Полученные данные сведеныв таблицу № 7
Таблица № 7№ п.п Статьи расходов Условные обозначения Затраты по статьям (руб.) 1 Материалы, покупные изделия и полуфабрикаты СМ 539 2 Спец. оборудование для проведения разработки Соб 660 3 Основная заработная плата разработчиков Сос 12000 4 Дополнительная заработная плата Сдоп 1200 5 Отчисление на социальные нужды Ссф 4700 6 Затраты на электроэнергию для технологич. целей Сэн 30 7 Прочие затраты Сп 957 8 Накладные расходы Сн 5600 Итого: Cр 25686
10.3Определение конкурентной цены объекта
Рыночная цена аналогаобъекта разработки оптического плоскомера ИС-41 М составляет 35000 рублей.
Конкурентная цена объекта(Цконк) определяется по формуле «Берим»:
/> (47)
где Ца- рыночная ценааналога объекта разработки, руб.;
A,B,..- оценки значимости технико-эксплуатационных характеристик(параметров конкурентоспособности); A+B+…=1;
Возьмем за А –погрешностьизмерения, за В-габаритные размеры деталей, за С- диапазон измеренияотклонений.
X0, Y0…- численные значения технико-эксплуатационных характеристикобъекта раработки;(0,02;17000;0,1)
Xa,Ya…- численные значения технико-эксплуатационных характеристик аналога;(0,1;1000;3)
n- параметр нелинейности измеренияцены ( усиление конкурентоспособности),
n=0,4…0,7.
Примечание. Отношение />… заменяется наотношение />,если повышение технико-эксплуатационных характеристик заключается в снижении ихчисленного значения.
/>/>
10.4Расчет себестоимости изделия
В состав себестоимостипродукции включается следующие статьи затрат:
1. Затраты на сырьеи материалы;
2. Затраты напокупные комплектующие изделия и полуфабрикаты;
3. Затраты натехнологическое топливо и электроэнергию;
4. Основнаязаработная плата рабочих;
5. Дополнительнаязаработная плата рабочих;
6. Отчисление всоциальные внебюджетные фонды;
7. Расходы насодержание и эксплуатацию оборудования;
8. Общецеховыеусловия;
9. Цеховаясебестоимость изделия;
10. Общепроизводственныерасходы;
11. Общепроизводственнаясебестоимость изделия;
12. Внепроизводственныерасходы;
13. Полнаясебестоимость изделия.
Таблица №8№ п.п Наименование материалов, покупных изделий, п/фабрикатов Ед. изме-рения Кол-во Цена единицы (руб.) Сумма (руб.)
Транспортно –заготовитель-
ные расходы 1 Материалы 1.1 Сталь кг 3 50 150 1,03 1.2 Алюминий кг 3 150 450 1,03 1.3 Отрицательная линза шт 1 150 150 1,03 1.4 Положительная линза шт 1 100 100 1,03 1.5 Склейка шт 2 250 250 1,03 1.6 Призма-куб шт 1 700 700 1,03 1.7 Пента-призма шт 1 500 500 1,03 1.8 Защитное стекло шт 2 200 200 1,03 Итого 2500 2 Покупные изделия и п/фабрикаты 2.1 Лазерный диод ОР-651 шт 1 470 470 1,03 2.2 Фотодиод ФД-К-142 шт 1 50 50 1,03 2.3 Подшипники шт 2 250 500 1,03 2.4 Наглазник шт 1 15 15 1,03 2.5 Аккумулятор шт 1 150 150 1,03 2.6 Прочие детали 500 500 1,03 Итого 1685
Стоимость материалов,покупных изделий, полуфабрикатов (См) оценивается по действующим рыночным ценамс учетом величины транспортно-заготовительных расходов по формуле
/> (48)
где n – число позиций применяемыхматериалов;
m – номенклатура примененных покупныхизделий и полуфабрикатов;
HMi – норма расходов материала, кг;
ЦМi- цена материала, руб/ кг;
НОi- норма реализуемых отходов, кг;
UOi – цена отходов, руб/кг;
Nnj — количество покупных изделий,полуфабрикатов j-го вида;
Цnj – цена покупного изделия, полуфабриката j-го вида, руб;
КТЗ – величинатранспортно-заготовительных расходов, КТЗ=(1,03…1,05).
Отсюда получаем: СМ=4185
Для создания данногоприбора необходимо участие следующих специалистов:
- Фрезеровщик………….4 разряд…..……70 руб/час..……...1 чел.
- Токарь……………….4разряд………..…70 руб/час..……...1 чел.
- Слесарь…………...4разряд…………..70 руб/час..……...1 чел.
- Сборщик…………….6разряд………..…80 руб/час..……...1 чел.
- Юстировщик………..6разряд………..…80 руб/час..……...1 чел.
- Монтажник эл.части…6 разряд………...60 руб/час..……...1 чел.
Продолжительность работ:
- Фрезеровщик………………..16час
- Токарь……………………….16час
- Слесарь…………………….....8час
- Сборщик………………….…..16час
- Юстировщик…………………4час
- Монтажник эл.части………..4 час
Основная заработная плата/> определяетсяпо формуле:
/>
где k — количество категорийразработчиков;
Пmj — количество разработчиков данной категории;
Зmj — среднечасовая заработная плата j-категории разработчиков, руб.;
Р — продолжительностьработы, выполняемой работником определенной категории, час.
Таким образом, получаем:
/>
Расчет затрат надополнительную заработную плату
Дополнительная заработнаяплата /> определяетсяпо формуле:
/>
где d — норматив затрат на дополнительнуюзаработную плату от основной заработной платы d=20%.
Таким образом, получаем: />
Расчет затрат наотчисления в социальные внебюджетные фонды
Отчисления в социальныевнебюджетные фонды определяются по формуле:
/>
где r — суммарная величина отчислений вединый социальный налог 35,6%
Таким образом, имеем:/>
Расходы на содержание иэксплуатацию оборудования определяются по нормативу к сумме статей 2 и 3(100%).
Сэксп = (4440 + 890) =5330 руб.
Цеховые расходыопределяются по нормативу от суммы затрат по статьям 2, 3 и 5 (30%).
Сцех =(4440+890+5330)·0,3=3200 руб.
Цеховая себестоимостьизделия определяется суммой затрат по статьям 1 — 6.
Собпрсеб =(4185+4440+890+1900+5330+3200)≈ 20000руб.
Общепроизводственныерасходы определяются по нормативу к статье 7 (20-30%).
Свнпр = 20000 · 0,25=5000 руб.
Общепроизводственная себестоимостьизделия определяется суммой затрат по статьям 7 и 8.
Собпрсеб = (20000 + 5000)= 25000 руб.
Внепроизводственныерасходы определяются по нормативу к статье 9 (10-20%).
Свнпр = 25000 • 0,15 =3750 руб.
Полная себестоимостьизделия определяется суммой затрат по статьям 9 и 10.
Спсеб = (25000 + 3750) =28750 руб
10.5Определение экономических результатов
Прибыль от реализацииобъекта разработки (Пр):
/> (49)
/>40250 – 28750 = 11500 руб
Рентабельность объектаразработки (Рр):
/> (50)
/>
Срок окупаемости затратна разработку (Ток):
/> (51)
/>
Полученные данные сведеныв таблицу №9.
плоскостностьлазерный диафрагма
Таблица № 9№ п.п Показатели Ед. изм. Аналог Устройство 1. Технико-эксплуатационные показатели 1.1 Погрешность измерения мм 0,1 0,02 1.2 Габариты измеряемых деталей мм 10000х10000 12000х12000 1.3 Диапазон измеряемых отклонений мм
+1 ±1,5 1.4 Регистрация результатов - не автоматическая автоматическая 1.5 Получение результатов - путем пересчета сразу 2 Экономические показатели 2.1 Прибыль руб. - 11500 2.2 Рентабельность % - 40 2.3 Срок окупаемости год - 2,24
11.БЕЗОПАСНОСТЬЖИЗНИДЕЯТЕЛЬНОСТИ И ОХРАНА ТРУДА
11.1Условия эксплуатации устройства
Дипломная работапосвящена разработке устройства для контроля плоскостности. Устройствопредназначено для контроля плоскостности корпусных деталей, станков, машин,приборов, устройств и отдельных элементов. Проанализируем факторы, определяющиеусловия эксплуатации устройства для контроля плоскостности и предоставим их ввиде таблицы.
Таблица № 11
Характеристика условийэксплуатации устройства№ п.п Наименование фактора Показатели фактора Нормативные документы 1. Место эксплуатации устройства Цех 2. Вид исполнения конструкции переносная 3. Вес устройства (ориентировочный), (кг) 4 4. Температура воздуха,(˚С) 22-24 Гост 12.1.005-88 5. Относительная влажность воздуха (%) 40-60 ГОСТ 12.1.005-88 6. Тип пола Неэлектропроводный 7. Токопроводящая пыль Отсутствует 8. Химически активная среда Отсутствует 9. Металлоконструкции, соединенные с землей Отсутствует 10. Твердые или жидкие горючие вещества Отсутствует 11. Пыле–паро-газовоздушные взрывчатые смеси Отсутствует 12. Минимальная освещенность (лк) 100 СНиП 23-05-95 13. Вид питающей сети 220 ГОСТ12.1.038-82 14. Другие факторы (шум, вибрация, ЭМП и т.д. Отсутствует
ГОСТ 12.1.003-83
ГОСТ 12.1.012-90
ГОСТ 12.1.006-84 /> /> /> /> /> /> />
11.2Анализ и выявление потенциально опасных и вредных факторов на начальной стадиипроектирования конструкции устройства для контроля плоскостности
Устройство предназначенодля контроля плоскостности корпусных деталей, станков, машин, приборов,устройств и отдельных элементов. В качестве источника излучения используетсяполупроводниковый лазерный диод. Устройство имеет передвигающую часть — устройство для измерения отклонений.
На основании ГОСТ12.0.003-83 [22] составим перечень потенциально опасных и вредных факторов,возникающих при эксплуатации установки.
Физические опасные ивредные производственные факторы:
· передвигающиесяизделия;
· повышеннаяяркость света.
Психофизиологическиеопасности:
· нервно-психические перегрузки;
· умственноеперенапряжение и монотонность труда.
11.3Расчет лазероопасной зоны
Лазерное излучениехарактеризуется монохроматичностью, высокой когерентностью, чрезвычайно малойэнергетической расходимостью луча и высокой энергетической освещенностью.
В облучаемом лазернымлучом веществе возможны проявления как чисто электрических, так и химическихэффектов, приводящих к ослаблению связей между молекулами, их поляризации,вплоть до ионизации молекул облучаемого вещества.
Таким образом, лазерноеизлучение, безусловно, представляет опасность для человека. Наиболее оно опаснодля органов зрения. Практически на всех длинах волн лазерное излучениепроникает свободно внутрь глаза. Лучи света, прежде чем достигнуть сетчаткиглаза, проходят через несколько преломляющих сред: роговую оболочку, хрусталики, наконец, стекловидное тело. Наиболее чувствительна к вредному излучениюсетчатка. В результате фокусирования на малых участках сетчатки могутконцентрироваться плотности энергии в сотни и тысячи раз больше той, котораяпадает на переднюю поверхность роговицы. Энергия лазерного излучения,поглощения внутри глаза, преобразуется в тепловую энергию. Нагревание можетвызвать различные повреждения и разрушения глаза.
Ткани живого организмапри малых и средних интенсивностях облучения почти непроницаемы для лазерногоизлучения. Поэтому кожные покровы оказываются наиболее подверженными еговоздействия. Степень этого воздействия определяется, с одной стороны,параметрами самого излучения: чем выше интенсивность излучения и чем длиннееего длина волна, тем сильнее воздействие; с другой стороны, на исход поражениякожи влияет степень ее пигментации. Пигмент кожи является как бы своеобразнымэкраном на пути излучения в расположенные под кожей ткани и органы. Этипоследствия относятся к случаям прямого облучения вследствие грубых нарушений вэксплуатации лазерных установок. Рассеяно или концентрированно отраженноеизлучение малой интенсивности воздействует значительно чаще, результатом могутбыть различные функциональные нарушения в организме – в первую очередь внервной и сердечно-сосудистой системах. Лица, работающие в условиях воздействиялазерного отраженного излучения повышенной интенсивности, жалуются на головныеболи, повышенную усталость, беспокойный сон, чувство усталости и боли в глазах.Эти неприятные ощущения проходят без специального лечения после упорядочногорежима труда и отдыха и принятия соответствующих защитных профилактических мер.
Нормирование лазерногоизлучения осуществляется по предельно допустимым уровням облучения (ПДУ). Этоуровни лазерного облучения, которые при ежедневной работе не вызывают уработающих заболеваний и отклонений в состоянии здоровья.
Согласно «Санитарнымнормам и правилам устройства и эксплуатации лазеров» — СН 5804-91- ПДУлазерного излучения определяется энергетической экспозицией облучаемых тканей(ДЖ см-2).
Лазеры по степениопасности генерируемого ими излучения подразделяются на четыре класса:
1 класс – выходноеизлучение не представляет опасности для глаз и кожи;
2 класс – выходноеизлучение представляет опасность при облучении глаз прямым или зеркальноотраженным излучением;
3 класс – выходноеизлучение представляет опасность при облучении глаз прямым, зеркальноотраженным, а также диффузно отраженным излучением на расстоянии 10 см отдиффузно отражающей поверхности и (или) при облучении кожи прямым и зеркальноотраженным излучением;
4 класс – выходноеизлучение представляет опасность при облучении кожи диффузно отраженнымизлучением на расстоянии 10 см от диффузно отражающей поверхности.
Класс опасности лазернойустановки определяется на основании длины волны излучения λ(мкм),расчетной величины энергии облучения Е (ДЖ) и ПДУ для данных условий работы.
Определение уровнейоблучения персонала для лазеров 2÷4 классов должно проводитьсяпериодически не реже одного раза в год в порядке текущего санитарного надзора.
Кроме того,осуществляется контроль за соблюдением:
— предельно допустимыхконцентраций вредных веществ в воздухе рабочей зоны;
— предельно допустимыхуровней виброскоростей;
— предельно допустимыхуровней электромагнитных излучений;
— предельно допустимыхуровней ионизирующих излучений.
Лазеры 2÷4 классадолжны снабжаться сигнальными устройствами, работающими с момента началагенерации до ее окончания. Конструкция лазеров 4 класса должна обеспечиватьсявозможностью дистанционного управления.
Для ограниченияраспространения прямого лазерного излучения за пределы области излучения лазеры3÷4 класса должны снабжаться экранами, изготовленными из огнестойкого,неплавящегося светопоглащающего материала.
Лазеры 4 класса должныразмещаться в отдельных помещениях. Внутренняя отделка стен и потолка должнаиметь матовую поверхность. Для уменьшения диаметров зрачков необходимообеспечить высокую освещенность на рабочих местах ( более 150 лк).
В том случае, когдаколлективные средства защиты не позволяют обеспечить достаточной защиты,применяются средства индивидуальной защиты (СИЗ)- противолазерные очки изащитные маски.
Наш лазер относится к 2классу опасности.
Для обеспечениябезопасности персонала, обслуживающего лазерные установки, необходимоопределить границы лазероопасной зоны (ЛОЗ), т.е. пространства, в пределахкоторого уровень лазерного излучения превышает ПДУ.
Лазер, которыйиспользуется в данном дипломном проекте, генерирует излучение с длиной волны λ=650 нм. Оно создает на отражающей поверхности пучок диаметром 8 мм. Мощностьизлучения лазера 5 мВт, коэффициент отражения излучения поверхностью 0.5.Расстояние от места нахождения оператора до отражающей поверхности находится нарасстоянии мм. Угол между нормалью к поверхности и направлением наблюдения 45˚.Время воздействия излучения принимается равным рефлекторной реакции глаза0.25с.
Определим ПДУэнергетической экспозиции на роговице глаза.
Угловой размер источникаизлучения ( пятна на поверхности):
/> (52)
где d – диаметр пятна излучения лазера,см;
Θ – угол между нормалью к поверхностиисточника и направлением наблюдением наблюдения, град;
R – расстояние от поверхности до точкинаблюдения.
/>0.012
Далее находим ПДУизлучения, не вызывающие первичных Н1 и вторичных и Н2 биологических эффектов:
/> (53)
где Н1- энергетическаяэкспозиция на роговице глаза в зависимости от длительности воздействия и угловогоразмера источника при максимальном диаметре зрачка d3;
k1- поправочный коэффициент на длинуволны излучения.
/>
где Нj – энергетическая экспозиция нароговице глаза в зависимости от длины волны излучения;
Фp – фоновая освещенность роговице глаза (для d3 =8 мм; Фр=10-2лк).
Н1= 8·10-3 ДЖ/см2
Н2=6.5·10-7ДЖ/ см2.
В качестве ПДУ принимаем 6.5·10-7ДЖ/см2. Так как граница, то граница ЛОЗ определяется по формуле:
/> (54)
где Lе – энергетическая яркость отражающейповерхности;
Sq – площадь пятна на отражающейповерхности;
/>-угол между направлением визированияи нормалью к поверхности;
/> -энергетическая освещенность нароговице глаза.
Sq= 0.05 см
/>=/>2.6·10-6 Вт/см2 (55)
Энергетическая яркостьповерхности Lе может быть определена изсоотношения:
/> (56)
где Ее – энергетическаяосвещенность поверхности;
/> — коэффициент отражения поверхности.
/>=0.1 /> (57)
Lе=0.01/>
Rгр= 11,6 см
Так как границы ЛОЗнаходится от лазерной установки ближе чем оператор, то ему не нужноиспользовать защитные очки.
11.4Описание мероприятий, обеспечивающих безопасность планируемых исследований
Безопасность планируемыхизделий должна быть обеспечена в соответствии с ГОСТ12.2.003-91. Оборудованиепроизводственное:
— материалы конструкциине оказывают опасное и вредное воздействие на организм человека при всехпредусмотренных условиях эксплуатации (сталь, алюминий);
— конструкция исключаетна всех предусмотренных режимах нагрузки на сборочные единицы, способныевызвать разрушение, представляющие опасность для рабочих;
— элементы конструкции неимеют острых кромок, углов, заусенцев и поверхностей с неровностями,представляющими опасность травмирования работающих (предусмотрены фаскиразмером 1мм Х 45˚);
-конструкция исключаетошибки при монтаже, которые могут явиться источником опасности;
-рабочее место, егоразмеры и взаимное расположение элементов (органов управления, средствотображения информации, вспомогательного оборудования) должны обеспечивать безопасностьпри использовании устройства для контроля плоскостности по назначению, техническомобслуживании, ремонте и уборке, а также соответствовать эргономическимтребованиям;
— система управленияустройством исключает возникновение опасности в результате совместногофункционирования всех единиц устройства для контроля плоскостности.
11.5Пожарная безопасность
Согласно ГОСТ12.1.013.-78 и учетом эксплуатации электроустановок классифицируем помещениедля эксплуатации по степени поражения людей электрическим током, как помещениебез повышенной опасности.
Помещение повзрыво-пожароопасности относится к категории Д (согласно СНиП II-90-81) и должно удовлетворятьтребованиям по предотвращению и тушению пожара по
ГОСТ 12.1.004-85.Обязательно наличие телефонной связи и пожарной сигнализации. Материалы,применяемые для отделки рабочих помещений, должны быть огнестойкими. В цехудолжны быть размещены углекислотные огнетушители типа ОУ-2, ОУ-5, ОУ-8. Вкачестве вспомогательного средства тушения пожара могут использоваться гидрантили устройства с гибкими шлангами.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.МарковН.Н., Ганевский Г.М.Конструкция, расчет и эксплуатация измерительных инструментов иприборов.-М.: Машиностроение, 1981.-367с., ил.
2.Кутай А.К., Романов А.Б., РубиновА.Д. Справочник контрольного мастера.-Л.: Лениздат, 1980.-304с., ил
3.Справочник по производственномуконтролю в машиностроении / под ред. А.К.Кутая- Л.: Машиностроение, 1974.-676с.,ил
4. Якушенков Ю.Г. Основыоптико-электронного приборостроения.-М.: Советское радио,1981.263с., ил
5.Проектирование оптико-электронныхприборов / под ред. Ю.Г.Якушенкова-М.: Машиностроение,1981.-263с., ил.
6. Вагнер Е.Т. и другие Лазерные иоптические методы контроля в самолетостроении. - М.: Машиностроение,1977.-176с
7.Аксененко М.Д., Бараночников М.Л.Приемники оптического излучения.-Справочник- М.: Радио и связь,1987. 296с., ил
8. Справочник конструктораоптико-механических приборов / под ред. В.А. Панова.-Л.:Машиностроение,1980.-742с., ил
9.Ишанин Г.Г.Приемники излученияоптических и оптико-электронных приборов.Л.: Машиностроение, 1986.-175с, ил
10.Погарев Г.В. Юстировка оптическихприборов.Л.; Машиностроение, 1982.-237с., ил
11.Ключникова Л.В., Ключников В.В.Проектирование оптико-механических приборов.СПб.: Политехника,1994.-206с, ил
12.Якушенков Ю.Г.Теория и расчетоптико-электронных приборов.-М.; Машиностроение,1989.-360с.ил.
13.Бегунов Б.Н., Заказнов Н.П. Теорияоптических систем.М., Машиностроение,1973.488с
14. Чуриловский В.Н. Теорияоптических приборов.М., Машиностроение.1966.-564с
15.Кулагин В.В. Основыконструирования оптических приборов.Л.: Машиностроение.1982.-312с., ил
16.Гутников В.с. Интегральнаяэлектроника в измерительных устройствах.-Л.: Энергоатомиздат,1988.-304с.ил
17. Ефремов А.А., Законников В.П.,Подобрянский А.В. Сборка оптических приборов .-М., Высшая школа.1978.-296с., ил.
18 ЕльниковН.Т., Дитев А.Ф., ЮрусовИ.К. Сборка и юстировка оптико-механических приборов. М.,Машиностроение,1974.-348с
19 Экономическая часть дипломныхразработок. Методические указания для студентов технических специальностей всехформ обучения.- ИТМО,1998
20Латыев С.М. Конструирование точных( оптических) приборов: части1-3: учебное пособие.-СПб., 1999-2002
21.ГОСТ 24642-81 (СТСЭВ301-76)Допуски и формы расположения поверхностей
22. ГОСТ12.0.003-83 Опасные и вредныепроизводственные факторы
23 ГОСТ 12.2.003-91 Оборудованиепроизводственное
24.СНиП 5804-91