ВЛИЯНИЕ ФОТОРЕЗИСТИВНОГО ЭФФЕКТА РЕЗИСТИВНЫХ ДЕЛИТЕЛЕЙ МУЛЬТИСКАНА НА ТОЧНОСТЬ ИЗМЕРЕНИЙ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ОБЪЕКТОВ
DOI:
https://doi.org/10.22213/2410-9304-2018-4-57-64Ключевые слова:
мультискан, видеосигнал, фоторезистивный эффект, световая зона, погрешность измеренийАннотация
В статье рассмотрены вопросы фотоэлектрического преобразования измеряемой координаты световой зоны в видеосигнал с учетом фоторезистивного эффекта телевизионного фотопреобразователя мгновенного действия - мультискана. Описаны конструктивные особенности изготовления резистивных делителей мультискана, позволяющие получить высокую линейность его координатной характеристики. Установлена зависимость сопротивления резистивных делителей от освещенности, показано, что коэффициент их фоточувствительности может достигать значительной величины. Получено выражение для выходного интегрального тока мультискана в режиме работы «слепое пятно», отображающего распределение светового рельефа в виде контролируемых световых зон вдоль фоточувствительной поверхности. Показано, что при невысоких напряжениях смещения резистивных делительных шин не проявляется дискретность структуры мультискана, и суммарные токи всех ячеек, протекающих через выходную шину фотодиодов, имеют непрерывный характер. Установлено, что определение координат узких световых зон целесообразно осуществлять по моменту перехода через ноль продифференцированного выходного тока, а для широких световых зон необходимо применять его двойное дифференцирование с вычислением среднего значения координат начала и конца этих зон. Представлено выражение для расчета координатно-задающего напряжения резистивного делителя с учетом фоторезистивного эффекта, приведена диаграмма, отображающая деформацию зависимости распределения напряжения вдоль этого делителя. Получено выражение для нахождения погрешности определения координаты точки опроса мультискана, показаны величины абсолютных погрешностей измерения границ и середины широкой и узкой световых зон. Показано, что для узкой световой зоны погрешность определения ее координаты не превышает половины шага фоточувствительной структуры на всей ее длине. Установлено, что фоторезистивный эффект уменьшает длительность видеосигнала, т. е. вызывает увеличение координаты переднего фронта видеосигнала и уменьшение координаты его заднего фронта.Библиографические ссылки
Берковская К. Ф., Подласкин Б. Г. Коммутируемые функциональные устройства типа сканистор в системах оптоэлектронной обработка информации // Микроэлектроника / под ред. Ф. В. Лукина. М. : Сов. радио. 1972. Вып. 5. С. 16-23.
Подласкин Б. Г., Гук Е. Г. Позиционно-чувствительный фотодетектор-мультискан // Измерительная техника. 2005. Т.8. С. 31-34. Podlaskin B.G., Guk E.G. The multiscan position-sensitive photodetector // Measurement Techniques. 2005. Vol. 48. No. 8. С. 779-783.
Подласкин Б. Г., Гук Е. Г. Анализ компенсации искажений оптических сигналов с помощью позиционно-чувствительного фотоприемника мультискан методом формирования квазимедианы // Журнал технической физики. 2007. Т. 77. № 2. С. 95-98. Podlaskin B.G., Guk E.G. Analysis of optical signal distortion compensation with a multiskan position-sensitive photodetector by the quasi-median technique // Technical Physics. The Russian Journal of Applied Physics. 2007. Vol. 52. No. 2. P. 239-243.
Подласкин Б. Г., Васильев А. В., Гук Е. Г., Токранова Н. А. Построение синтезированной апертуры на фотоприемниках мультискан // Журнал технической физики. 2000. Т. 70. № 10. С. 110-116. Podlaskin B.G., Vasilev A.V., Guk E.G., Tokranova N.A. Construction of a synthetic aperture for multiskan photodetectors // Technical Physics. The Russian Journal of Applied Physics. 2000. Vol. 45. No. 10. P. 1339-1345.
Подласкин Б. Г., Гук Е. Г., Носенко Е. В. Построение двойной синтезированной апертуры на фотоприемниках мультискан для определения положения фронта перепада яркости слабоконтрастных оптических сигналов // Журнал технической физики. 2002. Т. 72. № 6. С. 73-78. Podlaskin B.G., Guk E.G., Nosenko E.V. Multiskan-based double synthetic aperture for locating the illuminance boundary of a weak optical signal // Technical Physics. The Russian Journal of Applied Physics. 2002. Vol. 47. No. 6. P. 726-730.
Муравьева О. В., Соков М. Ю. Влияние глубины залегания дефекта на параметры многократно-теневого электромагнитно-акустического метода контроля прутков // Вестник ИжГТУ имени М. Т. Калашникова. 2016. Т. 19. № 3. С. 46-50.
Способ контроля торцевого профиля зубьев роторов винтовых забойных двигателей / В. С. Овчинников, Н. С. Сивцев, Е. В. Лукин, М. И. Шубина // Вестник ИжГТУ имени М. Т. Калашникова. 2017. Т. 20. № 3. С. 37-40.
Оболенсков А. Г., Латыев С. М., Митрофанов С. С., Подласкин Б. Г. Опыт создания контрольно-измерительных устройств на основе позиционно-чувствительного датчика «мультискан» // Оптический журнал. 2016. Т. 83. № 2. С. 57-61. Obolenskov A.G., Latyev S.M., Mitrofanov S.S., Podlaskin B.G. Experience in creating test-and-measurement devices based on the multiscan position-sensitive detector // Journal of Optical Technology. 2016. Vol. 83. No. 2. P. 119-122.
Липанов А. М., Шелковников Ю. К., Осипов Н. И. Применение дискретно-сплошной структуры мультискана в оптико-электронных измерительных устройствах // Датчики и системы. 2003. № 2. С. 46-49.
Липанов А. М., Шелковников Ю. К., Алиев А. В., Сермягин К. В. Влияние физических особенностей телевизионной сканисторной структуры на точность измерения непрямолинейности ствольных труб // Интеллектуальные системы в производстве. 2012. № 2. С. 112-117.
Подласкин Б. Г., Гук Е. Г. К вопросу влияния методов формирования защитного окисла при создании многоэлементной структуры фотоприемника мультискан на стабильность темнового тока // Письма в Журнал технической физики. 2007. Т. 33. № 5. С. 79-86.
Бонч-Бруевич В. Л., Калашников С. Г. Физика полупроводников. М. : Наука, 1990. 355 с.
Подласкин Б. Г., Гук Е. Г. Позиционно-чувствительный фотодетектор-мультискан // Измерительная техника. 2005. Т.8. С. 31-34. Podlaskin B.G., Guk E.G. The multiscan position-sensitive photodetector // Measurement Techniques. 2005. Vol. 48. No. 8. С. 779-783.
