Российская инновационная разработка, созданная на основе многолетних исследований в области матричной технологии линейно-угловых измерений. Прибор работает в пошаговом статическом и стробоскопическом режимах, являясь полноценной альтернативой многоканальным лазерным интерферометрам (Zygo, Renishaw) и нанолинейкам (Heidenhain) и угловым энкодерам. В состав пробора входят: измерительная марка, объектив, цифровая камера, компьютер.

Назначение: координатные столы, профилометры, контроль точных направляющих, точная сборка (машиностроение, авиастроение, космическая техника), микроэлектроника. импортозамещение прецизионных измерителей (лазерные интерферометры, нанолинейки, угловые энкодеры).

НАШИ КЛЮЧЕВЫЕ ПРЕИМУЩЕСТВА:

НАУЧНЫЕ (математическое сверхразрешение)

Прибор использует измерительную марку в форме периодической структуры, включающей 200 000 отдельных элементов. Усреднение результатов измерения координат такого множества элементов позволяет уменьшить в 500 раз случайную погрешность измерения координат.

ТЕХНИЧЕСКИЕ (три степени свободы в одном канале)

Уникальная технология позволяет измерять одновременно три координаты: линейные перемещения (X, Y), а также угол (U) поворота марки вокруг оси, перпендикулярной плоскости марки и проходящей через ее центр.

• координаты X,Y, разрешение 1 нм, диапазон от 20х20 мм до 100х100 мм,
• угол U, разрешение 0.001", диапазон 0-360^о.

Кроме высочайшей точности на уровне национальных эталонов прибор обладает следующими дополнительными достоинствами:

1. Измерения в нанодиапазоне выполняются с помощью измерительной марки, элементы которой выполнены с точностью на уровне 1 мкм. (Точность измерений на 3 порядка выше точности «шкалы».)
2. Точность измерения линейных координат определяется точностью определения масштаба изображения. В данном случае масштаб (оптическое увеличение) вычисляется через среднее значение периода в изображении марки. СКО результата измерения этой величины в экспериментальной конфигурации составляет 0.02 нм. Поэтому погрешность оценки оптического увеличения (0.8 -1.1^х) составляет (4·10^-7)^х. Это абсолютная гарантия точности измерений в новой технологии.
3. Измерения по осям X,Y производятся в соответствии с матричной технологией. Измерения по оси Zмогут быть выполнены с использованием результатов измерения среднего значения периода (разрешение 20 нм), по формуле линзы с учетом фокусного расстояния объектива и увеличения в данной точке. Диапазон измерения составляет примерно половину глубины резкости для данного объектива.
4. Метрика элементов марки не требует калибровки. Для сравнения, наношкалы проходят обязательную аттестацию для каждого деления. Для метрологической аттестации прибора необходимо лишь единичное сопоставление показаний с интерферометром для вычисления истинных значений двух величин: периода элементов марки и величины пиксела цифровой камеры.
5. Стоимость изготовления измерительной марки на порядки меньше стоимости наношкал и лазерных интерферометров,
6. В связи с относительно грубыми размерами элементов марки работа прибора не требует «чистой» комнаты, что совершенно необходимо для работы с наношкалами.
7. При калибровке направляющих и координатных столов универсальный прибор заменяет сразу 3 лазерных интерферометра. Наличие дополнительно углового отсчета делает его абсолютно уникальным.
8. В режиме измерения угла показания прибора не зависят от люфта оси, связанного с биениями подшипника ротора, а это главная причина, ограничивающая точность классических угломерных приборов.
9. В режиме измерения угла прибор может выполнять измерения при любом смещении оси вращения относительно марки. В этом режиме при измерении угловых и линейных координат имеется возможность самокалибровки прибора. Экспериментально подтверждено совпадение угловых координат, вычисленных через смещение и радиус поворота (0.5 метра) и прямыми измерениями угла в одном приборе, на уровне 0.005".
10. Расстояние от измерительной марки до считывающей головки (объектив+цифровая камера) составляет 50-60 мм. Это позволяет проводить измерения указанной точности на объекте, который находится в термо- или барокамере. В настоящее время таких возможностей не дает ни один известный прибор данного уровня точности.
11. Создание прибора решает задачу импортозамещения прецизионных измерителей (лазерные интерферометры, нанолинейки, угловые энкодеры мировых брендов Zygo, Renishaw, Heidenhain.)
12. Это оригинальная отечественная разработка не имеет зарубежных аналогов и имеет высокий экспортный потенциал.

Матричная технология линейно-угловых измерений

https://digitalangle.tilda.ws/

СПб ГЭТУ (ЛЭТИ)

Кафедра и лазерных измерительных и навигационных приборов

+7 812 234-08-14, +7 812 234-02-63

Руководитель проекта Королев А.Н., д.т.н.

al_korolev@mail.ru