Метрологическое обеспечение оптического контроля

Методы и средства оценки качества передачи и воспроизведения изображения систем оптической дефектоскопии. Квалиметрическая оценка визуаль­ных систем. Оценка качества систем передачи и воспро­изведения изображений проводится по специальным тес­там (испытательным таблицам, мирам и т.д.). Тесты, как правило, состоят из тех или иных двухмерных фигур или из штрихов достаточно большой длины. Выбор формы двухмерных фигур зависит от назначения системы.

Важным параметром, характеризующим возможный уровень видения объекта с помощью системы, является разрешение различных штриховых мир, эквивалентных объекту. Такой подход справедлив независимо от приро­ды имеющегося сочетания различных дефектов изобра­жения. Объект характеризуется критическим размером, определяемым размерами деталей объекта, существен­ных для его видения. В типичном случае этот минималь­ный габаритный размер проекции изображения объекта на плоскость, перпендикулярную линии наблюдения. Штриховая мира, эквивалентная объекту, является одной из мир набора, в котором полная ширина мир равна кри­тическому размеру объекта, а длина соответствует раз­меру объекта в направлении перпендикулярном критиче­ском. Качество видения можно предсказать, определив максимальную разрешаемую частоту эквивалентной ми­ры, наблюдаемой при тех же условиях, что и объект.

В России наиболее употребительны штриховые ми­ры ГОИ. Каждая мира состоит из 25 элементов с цифро­вой характеристикой по краям. Один элемент состоит из четырех групп штрихов: с вертикальным, горизонталь­ным направлением и под углом 45° в двух взаимно пер­пендикулярных направлениях. Ширина линии в каждой мире убывает от элемента к элементу по закону геомет­рической прогрессии со знаменателем » 0.94

Ширина линии, мм,

l = 2а,

где а - ширина светлого штриха.

Число полос (линий) на один миллиметр для любо­го номера элемента данной миры

= 60 /B,

где i - 1; 2; 3... 25; К - константа; В - база миры, мм, определяемая расстоянием между штриховыми отметка­ми на мире. Вместо цифр 3, 11, 15 и 23, соответствую­щих номерам элементов миры, нанесены штриховые от­метки. Мира имеет таблицу для расшифровки, в которой указаны значения разрешающей способности для каждо­го элемента.

Выпускаются шесть номиналов мир. Ширина штри­ха от номера к номеру миры изменяется в следующем порядке: № 1 - от 50 до 200 мм^-1, № 2 - от 25 до 100 мм^-1, № 3 - от 12,5 до 50 мм^-1, № 4 - от 6,3 до 25 мм^-1, №5- от 3,1 до 12,5 мм^-1, № 6 - от 1,6 до 6,3 мм^-1. При этом миры имеют базы соответственно 1,2 мм (№ 1), 2,4 мм (№ 2), 4,8 мм (№ 3), 9,6 мм (№ 4), 19,2 (№ 5), 38,4 (№ 6).

Тесты могут изготавливаться в виде таблиц или слайдов. В последнем случае используются специальные проекторы, позволяющие в широких пределах варьиро­вать яркость, размеры, контраст и цветность испыта­тельных изображений, а также время их предъявления. Возможно формирование тест-изображений на дисплее ПЭВМ, однако они не могут обеспечить необходимую яркость и резкость картин.

Метрологические средства. Для измерения фото­метрических характеристик источников света использу­ются стандартные приборы - люксметры для определе­ния освещенности в диапазоне 1... 2 • 10⁵ люкс, яркомеры (диапазон измерения яркости 1... 10⁶ кд/м²), свечемеры для определения силы света и т.п.

Широко известны светоизмерительные приборы серии «Аргус», разработанные ВНИИОФИ (г. Москва) и применяемые для измерения вышеприведенных величин, а также оценка облученности в ультрафиолетовой и ин­фракрасной областях спектра.

Для измерения световой чувствительности различ­ных фотопреобразователей (фотодиоды, ПЗС-матрица и др.) применяют стандартные источники света типа «А» (лампа накаливания с температурой нити накала 2850 К), В и С (источник А со светофильтрами) различной мощ­ности (1... 1000 Вт).

Измерение абсолютной и/или относительной спектральной чувствительности производится с помо­щью спектрометров различной конструкции и фотопри­емников (ФП), имеющих абсолютную калибровку.

При этом сигналы этих образцовых ФП сравнива­ются с сигналами измеряемых ФП при разных длинах волн.

В качестве эталонных источников в лазерной де­фектоскопии применяют лазеры, специально аттестован­ные органами Госстандарта (Ростест, ВНИИОФИ и др.).

Для калибровки и поверки денситометров, рефлек­тометров, колориметров и других приборов, измеряю­щих оптическую плотность, цвет, коэффициенты отра­жения пропускания и другие оптические характеристики используют стандартные образцы типа аттестованных оптических клиньев, пластинок из увиолевого и молоч­ного стекла, колориметрических атласов и т.п.

Для поверки приборов контроля геометрии приме­няют стандартные меры конечной длины (плитки Иогансона), различные линейки и шкалы, часовые индикаторы и т.п. инструменты и приборы, широко применяемые в машиностроении.

Для поверки приборов контроля формы изделий, глубины трещин и т.п. трехмерных измерений применя­ются пространственные тесты различной конфигурации (пробные стекла с известным радиусом кривизны, эта­лонные плоские стекла, калиброванные ступенчатые эта­лоны).

Дата добавления: 2015-09-06