Mateusz Artur Szadkowski

Praca magisterska Niniejsza praca magisterska ma na celu konstrukcję oraz badanie modelu przetwornika przemieszczeń liniowych z interferencyjnym przetwornikiem zbudowanym na klinie optycznym. Na początku przeprowadzony został przegląd literatury opisującej przetworniki pomiarowe stosowane w profilometrach. Następnie opisane zostały elementy i układy optyczne stosowane w pracy. Omówione zostały przebiegi wiązki laserowej w płytce płasko-równoległej i w płytce klinowej oraz zjawisko interferencji. Następnie zbudowane zostało wstępne stanowisko pomiarowe i wykonane zostały pierwsze badania, które miały na celu weryfikacje czy bazując na teorii i dostępnych elementach optycznych można zbudować przetwornik do pomiaru kąta. Przemieszczenie było zadawane ręcznie, a kąt mierzony był przez układ referencyjny do pomiaru obrotu. Badanie te przyniosły pozytywne rezultaty.
Kolejnym etapem było przeprowadzenie obliczeń geometrycznych oraz konstrukcyjnych. Obliczono wpływ długości ramienia profilometru na uzyskiwane zakresy pomiarowe oraz grubości klina optycznego na zakres pomiarowy i zmianę różnicy dróg optycznych między interferującymi ze sobą wiązkami. Na podstawie wstępnych badań wyznaczono rozdzielczość fotodetekcyjną, liniową oraz kątową, które są możliwe do uzyskania przy zastosowaniu podstawowego układu fotodetekcyjnego. Przeprowadzona została analiza przebiegu wiązki laserowej w całym układzie pomiarowym przetwornika, mająca na celu zoptymalizowanie konstrukcji przetwornika ze względu na właściwości metrologiczne i użytkowe. Ustalono, dla jakiego kąta obrotu klina uzyskiwane jest pole jednorodne oraz w jakim zakresie obrotów kątowych możliwe jest przeprowadzenie pomiarów. Wykonano również wstępne obliczenia dla układu fotodetekcyjnego, takie jak liczba uzyskiwanych prążków w zależność od kąta interferencji dwóch wiązek oraz szerokość plamki interferencyjnej detekowanej przez układ fotodetekcyjny. Zaprojektowane zostały mechaniczne uchwyty pozycjonujące elementy optyczne w przetworniku pomiarowym takie jak płytka przejściowa, uchwyt zwierciadła oraz uchwyt klina.
Ostatnim etapem było skonstruowanie prototypu stanowiska pomiarowego, uwzględniającego wcześniejsze obliczenia. Przeprowadzone zostały na nim pomiary weryfikacyjne przemieszczeń kątowych. Zbadana została dokładność przemieszczeń zadawanych przez silnik krokowy. Sprawdzone również zostało czy przy pomiarach występuje histereza. Dla wszystkich uzyskanych wyników pomiarowych przeprowadzona została konieczna analiza statystyczna. Na końcu sprawdzona została liniowość skonstruowanego układu pomiarowego oraz opisane zostały końcowe wnioski

Praca inżynierska Głównym celem mojej pracy inżynierskiej było przeprowadzenie numerycznej korekcji błędów trójgraniastości wynikających z budowy przetwornika elektrostykowej głowicy pomiarowej z zamiarem zwiększenia dokładności pomiarów stykowych wykonywanych na współrzędnościowej maszynie pomiarowej. W niniejszej pracy przedstawione zostały również badane stykowe głowice pomiarowe wraz z rozwiązaniami technicznymi dotyczącymi przetworników pomiarowych oraz z ich własnościami metrologicznymi. Opisane zostały sposoby badania impulsowych głowic pomiarowych oraz parametry charakteryzujące ich błędy. Przegląd stosowanych metod korekcji również został przeprowadzony. Zbadane zostały głowice TP2-5W, TP6 oraz TP20 firmy RENISHAW, a pomiary były przeprowadzone na współrzędnościowej maszynie pomiarowej KEMCO E-400. W pracy wykorzystano wzorcowe wyniki (mapa błędów) uzyskane z pomiarów dokonanych na wzorcowej wewnętrznej półsferze dla każdej z badanych głowic. Kompensacja błędów odbyła się na trzy sposoby. Pierwsza kompensacja przeprowadzona została z wykorzystaniem mapy błędów (z zastosowaniem pomiarów z kalibracji). Druga kompensacja z wykorzystaniem uproszczonego modelu matematycznego oraz mapy błędów. Trzecia kompensacja stosowała tylko uproszczony model matematyczny. Na końcu porównano rezultaty przeprowadzonych korekcji i wysnute zostały wnioski.