Ссылка для цитирования : Алексеев И. В., Замятин Д. С. Стенд КСД-2 для метрологического обеспечения лазерных и оптических измерителей скорости и длины // Изв. вузов. Приборостроение. 2024. Т. 67, № 5. С. 435–444. DOI: 10.17586/0021-3454-2024-67-5-435-444.

Аннотация. Обсуждается текущее состояние в области метрологического обеспечения лазерных и оптических измерителей скорости и длины. Показана актуальность совершенствования эталонной базы для метрологического обеспечения таких средств в соответствии с современными потребностями. Для решения задачи разработан стенд измерения скорости и длины (пройденного пути) КСД-2, позволяющий проводить измерения скорости в диапазоне 0,1–50 м/с и длины в диапазоне 1–99 999 м. Представлено описание конструкции и принципа работы стенда, приведены результаты экспериментального определения его метрологических характеристик. Рассмотрены основные вклады, составляющие доверительные границы относительной погрешности измерения скорости и длины (пройденного пути) стенда КСД-2. Результаты исследования представляют интерес для метрологов, работающих в области измерения механических величин, инженеров-конструкторов, а также производителей и пользователей лазерных и оптических измерителей скорости и длины.

Ключевые слова: эталон, скорость, длина, лазерные датчики, бесконтактные датчики, датчики скорости, измерители скорости

Благодарность: работа выполнена при частичной финансовой поддержке УНИИМ — филиала ВНИИМ им. Д. И. Менделеева в рамках ОКР „Скорость“; авторы выражают глубокую признательность заведующему отделом метрологии электрических измерений А. А. Ахмееву за предоставление оборудования для экспериментальных исследований, исполняющей обязанности заведующего лабораторией метрологии магнитных измерений и неразрушающего контроля И. С. Цай и М. А. Малыгину за развитие данного направления в деятельности УНИИМ.

Список литературы:

1. Yeh Y., Cummins H. Z. Localized fluid flow measurements with an He–Ne laser spectrometer // Appl. Physics Letters. 1964. Vol. 4, N 10. P. 176–178.
2. Cummins H. Z., Knable N., Yeh Y. Observation of Diffusion Broadening of Rayleigh Scattered Light // Physical Rev. Letters. 1964. Vol. 12, N 6. P. 150–153.
3. Ator J. T. Image-Velocity Sensing with Parallel-Slit Reticles // JOSA. 1963. Vol. 53, N 12. P. 1416–1422.
4. Aizu Y., Asakura T. Principles and development of spatial filtering velocimetry // Appl. Physics B. 1987. Vol. 43. P. 209–224.
5. Белоусов П. Я., Дубнищев Ю. Н. Лазерное устройство для измерения скорости движения поверхностей // Квантовая электроника. 1986. Т. 13, № 12. С. 2442–2446.
6. Gong J. M., Yang H., Lin S. H. et al. Spatial filtering velocimetry for surface velocity measurement of granular flow // Powder Technology. 2018. Vol. 324. P. 76–84.
7. Hosokawa S., Matsumoto T., Tomiyama A. Measurement of bubble velocity using spatial filter velocimetry // Experiments in Fluids. 2013. Vol. 54. P. 1–12.
8. Растопов С. Ф. Оптические и лазерные датчики скорости и длины // Мир измерений. 2018. №. 1. С. 12–14.
9. Меледин В. Г., Кротов С. В., Бакакин Г. В. и др. Лазерная доплеровская анемометрия горячего проката // Современные проблемы науки и образования. 2013. № 2. С. 175.
10. Беловолов М. И., Вовченко В. И., Канель Г. И. и др. Применение лазерных интерферометрических измерителей скорости во взрывных экспериментах // ЖТФ. 1987. Т. 57, № 5. С. 918–924.
11. Huang R., Nie X., Zhou J. Laser Doppler velocimeter and its calibration system // Measurement. 2019. Vol. 134. P. 286–292.
12. Piccato A., Francese C., Malvano R. A portable rotating disk prototype for LDA calibration // Flow Measurement and Instrumentation. 2014. Vol. 38. P. 54–61.
13. Liu C., Liu J. G., Kennel R. A rotational speed measuring and calibration system based on Laser Doppler velocimetry// XXI IMEKO World Congress “Measurement in Research and Industry”, Prague, Czech Republic, Aug. 30 – Sept. 4, 2015 [Электронный ресурс]: http://www.chenyang-ism.com/2015-IMEKO-ChengLiu.pdf , 04.05.2024.
14. Terra O., Hussein H. M. Simple and accurate calibration system for Laser Doppler Velocimeters // Optik. 2019. Vol. 179. P. 733–739.
15. Yeh T. T., Hall J. M. Uncertainty of NIST airspeed calibrations// Measurement Science Conf., Anaheim, California, USA, March 10–14, 2008 [Электронный ресурс]: https://www.nist.gov/sites/default/files/documents/ calibrations/2008mscair.pdf , 04.05.2024.
16. Shinder I. I., Crowley C. J., Filla B. J., Moldover M. R. Improvements to NIST׳S air speed calibration service // Flow Measurement and Instrumentation. 2015. Vol. 44. P. 19–26.
17. Shirai K., Ishimura S., Kawanami T., Hirasawa S. Development of a new velocity calibration method for laser velocimetry using multiple scattering points on a single slit aperture // Microsystem Technologies. 2016. Vol. 22. P. 1351–1357.