Квантующих импульсов

Для лазерной сварки используется высококонцентрированная энергия излучения оптического квантового генератора (ОКГ). Излучение лазера обладает высокой направленностью, т. е. малым расхождением луча, которое составляет (1...3) • 1Q-3 рад.

16.3. Структурная схема спинового квантового генератора.

.Световой поток от оптического квантового генератора, расширенный с помощью коллиматора, фокусируется линзой вблизи поверхности исследуемого изделия, которая расположена перпендикулярно направлению-распространения светового потока ( 5.16). Отраженный от поверхности свет вновь формируется той же самой фокусирующей линзой в сходящийся световой поток,

В отличие от индуцированного,излучения, длительность которого близка к периоду световых колебаний (примерно 10~15 с), люминесценция характеризуется весьма длительным свечением даже после того, как действие возбуждающего фактора прекратилось. Это послесвечение объясняется тем, что при люминесценции акты поглощения квантов энергии отделены во времени от актов излучения промежуточными процессами. Кроме того, при люминесценции эмиттируется некогерентное оптическое излучение с относительно широким спектром (около 10~2 мкм), в то время как индуцированное излучение оптического квантового генератора когерентно и отличается значительно более узким спектром (менее 10~5 мкм).

Квантовые меры частоты лишены этого недостатка. Они обладают рядом метрологических достоинств: их частота определяется атомной постоянной и не зависит от .внешних условий я параметров установки, мала ширина спектральной лидии, мала погрешность воспроизведения, они просты, надежны и устойчивы при продолжительной работе. Квантовый стандарт частоты (квантовая мера) представляет собой генератор с кварцевой стабилизацией, синхронизируемый по частоте квантового генератора или квантовою частотного дискриминатора.

В отличие от индуцированного,излучения, длительность которого близка к периоду световых колебаний (примерно 10~15 с), люминесценция характеризуется весьма длительным свечением даже после того, как действие возбуждающего фактора прекратилось. Это послесвечение объясняется тем, что при люминесценции акты поглощения квантов энергии отделены во времени от актов излучения промежуточными процессами. Кроме того, при люминесценции эмиттируется некогерентное оптическое излучение с относительно широким спектром (около 10~2 мкм), в то время как индуцированное излучение оптического квантового генератора когерентно и отличается значительно более узким спектром (менее 10~5 мкм).

оптического квантового генератора, на

6. Определить основную частоту и соответствующую длину, волны для полупроводникового квантового генератора на p-n-переходе в сурьмянистом алюминии (см. табл. 14.3).

Продолжая выполнение программы космических исследований, советские исследовательские организации приступили с 1962 г. к систематическому запуску искусственных спутников Земли серии «Космос», снабжаемых измерительно-информационной аппаратурой для регистрации корпускулярных лотоков и частиц малых энергий, изучения энергетического состава радиационных поясов и магнитного поля Земли, исследования космических лучей, верхних слоев атмосферы, образования и распределения облачных систем в атмосфере и пр. Помимо получения научной информации на них проводилась отработка оборудования и проверка новых источников энергии для бортовых приборов и аппаратов — радиоизотопных генераторов (см. третью главу второго раздела настоящей книги) и квантового генератора, разработанного под руководством лауреата Ленинской и Нобелевской премий акад. Н. Г. Басова и проф. М. И. Борисенко. Первый спутник серии •«Космос» вышел на орбиту 16 марта 1962 г. К концу июля 1966 г. общее число спутников этой серии достигло 122. На одном из них («Космос-110»), выведенном на эллиптическую орбиту с апогеем 900 км, в течение 22 суток находились подопытные животные (собаки Ветерок и Уголек); проведенный при этом обширный комплекс медико-биологических исследований и последующие наблюдения за состоянием животных после приземления спутника обусловили получение уникальных сведений о реакции организма на длительное пребывание в космическом пространстве при значительном удалении от поверхности Земли. К концу июля 1967г. число спутников «Космос», выведенных на околоземные орбиты, составляло 170, к началу ноября 1968г. их стало 251.

В основу принципа действия оптического квантового генератора

квантового генератора на рубине представлена на 3-28.

Рассмотрим погрешности, возникающие в ЦИП при квантовании временного интервала. Временной интервал tx в ЦИП измеряется путем подсчета числа квантующих импульсов стабильней частоты f0 = I/To» прошедших в счетчик импульсов за время./х ( 6.8).

В общем случае tx не кратно Т0, и поэтому возникает погрешность Л? = t — tx, где / = NT0 (N — число импульсов, зафиксированных счетчиком импульсов). Эта погрешность зависит от временного сдвига старт- и стоп-импульсов относительно квантующих импульсов и выражается в виде двух составляющих:

Первая составляющая Д/! = <у,гТ0 называется погрешностью от случайного расположения начала шкалы. Она всегда находится в пределах 0 — Тп и имеет равномерный дифференциальный закон распределения, так как появление старт-импульса между квантующими импульсами равновероятно. Вторая составляющая Д^2 = = а2Г0 — погрешность, вызванная случайным расположением стоп-импульса относительно квантующих импульсов и соответствующая отождествлению с ближайшим меньшим или равным уровнем квантования. Дифференциальный закон распределения этой погрешности — равномерный в пределах —Г0 -4-0. , .

Прибор для измерения интервала времени. Временной интервал tx может быть измерен путем подсчета числа квантующих импульсов стабильной частоты /0 = 1/Т0, прошедших на счетчик импульсов (пересчетное устройство ПУ с отсчетным устройством ОУ) за время tx.

Применяют фазометры с усреднением измеряемых временных интервалов ( 6.20), свободные от недостатка предыдущей схемы. В этом приборе отсутствует блок БВВИ, но имеется второй ключ Kz, управляемый формирователем импульса заданной длительности ФИЗД, выдающий управляющий импульс длительностью tn = kTQ. За время /,, ( 6.20, б) на вход ПУ проходит tJTx пачек квантующих импульсов частотой /0. В каждой пачке tx/T0 импульсов. Следовательно, отсчетное устройство ОУ зафиксирует число

Погрешность частотомера не превышает нестабильности частоты генератора квантующих импульсов (10~7 за 10 дней) плюс одна единица младшего разряда отсчетного устройства.

7. Разработаны и исследованы алгоритмы для измерения необходимых параметров дефектов, основанные на суммировании строк, межстрочных расстояний и квантующих импульсов, приходящихся на телевизионное изображение дефекта, с помощью которых осуществлен скнтев измерительных блоков автоматизированного дефектоскопа и осуществлено теоретическое и экспериментальное исследование инструментальных и меч одических погрешностей, возникающих при измерении параметров дефектов в крупногабаритных ферромагнитных объектах. Определены области применения автоматизированных дефектоскопов в различных отраслях, народного хозяйства .

В седьмой главе освещаются вопросы разработки и исследования новых структурных методов измерения параметров дефектов, расстояния между дефектами и их счета, анализируется точность ивмерительных операций. Предлагаемне методы ~л схемотехнические решения можно условно разделить на несколько групп: методы измерения геометрических параметров дефектов, методы измерения глубины залегания дефектов, счета дефектов, измерения расстояния между ними. Первая группа методов, реализующая принцип измерения геометрических параметров дефектов, основана на суммировании строк, межстрочных расстояний, квантующих импульсов, приходящихся на телевизионное изображение дефекта и позволяет по полученным значениям примерно оценить истинные параметры дефекте. Разработанные алгоритмы для измерения геометрических параметров дефектов имеют следу ищии вид:

где в - число квантующих импульсов, полученных после квантования видеосигнала по амплитуде, бц.гл - инструментальная погрешность, обусловленная нестабильностью коэффициента усиления видеоусилителей, изменением порога срабатывания регистрирующих устройств и т .д. Устранение инструментальной ошибки измерения глубины, обусловленной неидентичноетью элементов матрицы, осуществляется путем ее намерения в заданном месте растра и введения поправочного коэффициента; коми нсирующе-го возникающую систематическую ошибку. В результате теоретического исследования результирующей погрешности получено оптимальное влечение ^я -(2,5-4) /?, что подтверждается экспериментальными исследованиями. Методическая ошибка при повышении количества квантующих импульсов сводится к минимуму. В главе рассмотрены принципы построения устройств для подсчета количества дефектов на единичном участке телевизионного растра и определен алгоритм их функционирования, базирующийся на одновременном подсчете числа пересечений сканирующей строкой изображения дефектов и числа совпадений сигналов от двух смежных строк. Разработаны структурные схемы для подсчета колугоества дефектов в случае, если размеры скопления меньше или превышают размеры растра. Для равномерного расположения дефектов в зове скопления выведена формула, позволяющая определять относительную методическую пог -ревность подсчета дефектов So в зависимости от коэффициента перекрытия единичной площадки растра и области скопления дефектов Я .

Рассмотрим погрешность дискретности в ЦИП при квантовании временного интервала. Временной интервал tx в ЦИП измеряется путем подсчета числа квантующих импульсов стабильной частоты /о = 1/Т„, пронтедших в счетчик импульсов за время tx ( 278).

сдвига старт- и стоп-импульсов относительно квантующих импульсов и выражается в виде двух составляющих: