АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 6
1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ И ПАТЕНТНЫЙ ОБЗОР 9
1.1 Способ измерения коэффициента отражения зеркала 9
1.2 Устройство для измерения коэффициента отражения в УФ-спектре 12
1.3 Устройство для измерения коэффициентов пропускания и отражения 15
1.4 Устройство для измерения коэффициента зеркального отражения 20
1.5 Устройство для измерения коэффициента отражения образцов 22
1.6 Вывод по первой главе 24
2 РАЗРАБОТКА СТРУКТУРЫ И ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТАВА СТЕНДА 25
2.1 ЛЮМАМ-Р1 25
2.2 Источник излучения 26
2.3 Оптические светофильтры 28
2.4 Приёмник излучения 32
2.5 Операционный усилитель 35
2.6 АЦП и микроконтроллер 37
2.7 Исходная оптическая конструкция микроскопа 39
2.8 Использование осветителя и оптической структуры микроскопа 41
2.9 Выбор метода измерения 45
2.9.1 Метод А измерения коэффициента направленного пропускания света 45
2.9.2 Метод В измерения коэффициента направленного отражения света .... 46
2.10 Структурная схема 48
2.11 Вывод по второй главе 48
3 ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ И СОГЛАСОВАНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ
УЗЛОВ СТЕНДА 50
3.1 Расчёт шумов фотоприёмного устройства 50
3.2 Согласование оптических фильтров 52
3.3 Габаритный расчёт приёмной оптической системы 54
3.4 Согласование фотодиода с операционным усилителем 61
3.5 Построение ватт-амперной характеристики фотодиода 64
3.6 Построение функции преобразования фотоприёмного устройства 68
3.7 Согласование АЦП и микроконтроллера с фотоприёмным устройством .... 71
3.8 Оценка погрешности измерений стенда 75
3.9 Вывод по третьей главе 77
4 МЕТРОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СТЕНДА 78
4.1 Методика калибровки фотоприёмного устройства 78
4.2 Методика поверки фотоприёмного устройства 81
4.3 Государственная поверочная схема фотоприёмных устройств 93
4.4 Вывод по четвёртой главе 96
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 97
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 98
ПРИЛОЖЕНИЯ 101
Приложение А 101
Приложение Б 102
Оптико-физические измерения - один из видов измерений неэлектрических величин, охватывающий ряд основных областей науки. Отличительными особенностями этих измерений являются универсальность и приоритетность в реализации задач метрологического обеспечения практически во всех сферах науки и техники, в том числе для контроля качества продукции и управления технологическими процессами производства.
Употреблённый выше термин «оптико-физические измерения», к сожалению, не совсем точен. На самом деле речь идёт об оптико-электронных измерениях, в которых имеет место оптико-физическое преобразование.
Актуальность данной работы связана с тем, что в наши дни быстро развивается и становится более сложным конструирование различных приборов и микроэлектроники. Следовательно, контроль качества комплектующих и изделий (оптических элементов в том числе) должен отвечать всем технологическим требованиям и стандартам. Также, разрабатываемый в рамках данной работы, стенд может послужить для выполнения лабораторных работ по оптико¬электронным измерениям.
По результатам проведённого в первой главе патентного обзора можно сделать вывод о том, что данная работа обладает определённой новизной, которая заключается в том, что ранее для измерения коэффициентов отражения и пропускания не использовался люминесцентный микроскоп, являющийся носителем оптической системы и осветительного тракта, что значительно упрощает и улучшает идею конструкции стенда.
Цели работы: сформировать состав и структуру стенда для измерения коэффициентов отражения и пропускания оптических элементов в ультрафиолетовой области спектра, а также указать методику измерения.
Задачи работы: провести патентный и аналитический обзор, осуществить подбор электронных компонентов, провести энергетический расчёт, согласовать функциональные узлы стенда, построить функции преобразования, описать метрологическое обеспечение стенда...
В данной работе была поставлена цель: спроектировать стенд для измерения коэффициентов отражения и пропускания оптических элементов в ультрафиолетовой области спектра. А именно, предложить его структуру, определить технологический состав, подтвердить работоспособность энергетическим расчётом и описать метрологическое обеспечение, опираясь на государственные стандарты и рекомендации.
Поставленная цель была достигнута решением ряда задач: проведён аналитический и патентный обзор, который позволил убедиться, что подобные технические решения ещё не предлагались, а также позволил увидеть плюсы проектируемого стенд; осуществлён подбор технических компонентов с подробным описанием их характеристик и составлена структурная схема стенда; проведён энергетический расчёт и представлены функции преобразования для различных случаев, которые подтверждают правильность расчётов и работоспособность стенда; подобраны необходимые государственные стандарты и метрологические рекомендации для описания калибровки и поверки главной измерительной части стенда - фотоприёмного устройства.
