Факторы, влияющие на точность измерений диаметра лазерного излучения

При измерении -параметров на точность измерения оказывают влияние последующие причины:

1. дискретизация изображения по координатам и уровню яркость;

2. размер и положение площадки интегрирования при определении вторых моментов интенсивности;

3. фоновый шум ПЗС-камеры;

4. ограниченная точность определения положения ПЗС-камеры;

5. флуктуации интенсивности лазера (непостоянность интенсивности излучения лазера).

Оценим любой из перечисленных причин.

Дискретизация изображения Факторы, влияющие на точность измерений диаметра лазерного излучения по координатам и уровню яркости

Сигнал, получаемый с устройства ввода изображения, является дискретным как по координатам х,у так и по градациям яркости (глубине цветов сероватого).

Ошибка, связанная с разрешением камере по глубине цветов сероватого, появляется при оцифровке непрерывного сигнала. Другими словами, заместо настоящего непрерывного рассредотачивания интенсивности I имеем Факторы, влияющие на точность измерений диаметра лазерного излучения дискретные значения I. Для оценки ошибки определения значений I, моделировалась непрерывное гауссово рассредотачивание I:

. (2.58)

Тут d – поперечник моделируемого пучка в перетяжке. Потом приобретенное рассредотачивание оцифровывалось в границах от 0 до (рис. 2.12).

График зависимости ошибки определения поперечника лазерного пучка от количества уровней квантования сигнала представлен на рис.2.13. Оказалось, что 10-ти Факторы, влияющие на точность измерений диаметра лазерного излучения и 12-ти битное квантование сигнала по сопоставлению с 8-ми битным приводит только к малозначительному повышению точности определения поперечника пучка (таблица 2.1)

Уровни квантования сигнала у.е

Рис. 2.13 Зависимость ошибки измерений от количества уровней сигнала

Ошибка определения поперечника пучка от пространственного разрешения должен исследоваться в совокупы с зависимостью от дискретности сигнала по градациям Факторы, влияющие на точность измерений диаметра лазерного излучения яркости. Согласно [130] для матричных детектирующих систем , к которым относятся ПЗС-камеры, пространственное разрешение должно составлять по последней мере 1/20 поперечника. Зависимость ошибки рассредотачивания поперечника пучка от пространственного разрешения камеры при 8-ми битном квантовании сигнала представлена на рис. 2.14. Как видно из графика, если изменяемый пучок занимает на ПЗС-камере площадь более Факторы, влияющие на точность измерений диаметра лазерного излучения 20х20 пикселей, конечное пространственное разрешение ПЗС-камеры не заносит существенных ошибок в результаты измерений. Предстоящее повышение пространственного разрешения к улучшению сигналов не приводит (рис. 2.14).

Рис. 2.14. Зависимость ошибки измерений от пространственного разрешения для 256 градаций сероватого.

Проведенные исследования проявили, что в случае, когда измеряемый пучок занимает на ПЗС-камере площадь более 20х20 пикселей Факторы, влияющие на точность измерений диаметра лазерного излучения, измерение 8-ми битной ПЗС-камеры приводит к ошибке в определении поперечника пучка 0,45±0,11%. Это практически на порядок выше, чем при применении 12-ти битной камеры (таблица 2.2). Таким макаром, 8-ми битная камера обеспечивает удовлетворительную точность, но для увеличения достоверности результатов могут употребляться камеры с огромным пространственным разрешением.


fakultet-inostrannih-yazikov-mgu-im-v-m-lomonosova.html
fakultet-iskusstvovedeniya-i-dizajna.html
fakultet-kommercii-i-marketinga-pravila-oformleniya-kursovoj-raboti-poryadok-dopuska-kursovoj-raboti-k-zashite-zashita.html