Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
1. Разработка автоматизированных средств исследования метрологических характеристик микромеханических чувствительных элементов и навигационных систем на их основе (1-, 2- и 3-осные стенды).
На кафедре были разработаны современные малогабаритные автоматизированные одно-, двух- и трёхосные стенды, позволяющие проводить испытания и калибровку инерциальных чувствительных элементов и навигационных систем на их основе с высокой точностью, в широком диапазоне угловых скоростей и широком диапазоне температур.
Среди потребителей таких систем выступают ведущие отечественные производители инерциальных чувствительных элементов, навигационного оборудования и систем безопасности в автомобилестроении, авиации и ж/д транспорте, такие как ЦНИИ «Электроприбор», ОАО «Авангард» и различные научно-исследовательские институты: ВНИИМ, МФТИ, ЦМИД и т.д.
2. Разработка лазерных прецизионных средств измерения угловых параметров движения и углоизмерительной аппаратуры.
Работы кафедры по использованию кольцевых лазеров в высокоточных угловых измерениях привели к созданию нового научного направления – лазерной динамической гониометрии.
Гониометры – приборы для измерения углов между гранями кристаллов, а также для измерения углов различных призм.
При проведении исследований в данном направлении решаются следующие основные задачи:
Результаты проведенных работ привели к созданию опытной серии лазерных гониометрических систем, используемых в настоящее время на ряде отечественных и зарубежных предприятий. Гониометр позволяет измерять углы между гранями с погрешностью не более 1 угл. сек.
3. Разработка микромеханических чувствительных элементов для бесплатформенных инерциальных систем навигации и ориентации.
Данное научное направление открылось на кафедре в 1999 г. Начало работ в данном направлении обусловлено бурным развитием в последние годы микромеханических чувствительных элементов (ММЧЭ), при создании которых используется технология микроэлектроники. Существенно проигрывая пока в точности традиционным чувствительным элементам, ММЧЭ характеризуются значительно меньшими размерами и стоимостью. Поэтому их используют во многих областях: навигации и системах контроля и управления автомобиля, медицинской технике, стабилизации положения и движения оптических устройств (биноклей, телескопов, видеокамер, прицелов), промышленных роботов, «мыши» компьютера, игрушек.
На кафедре разрабатываются микромеханические акселерометры (прибор, измеряющий проекцию кажущегося ускорения (разности между истинным ускорением объекта и гравитационным ускорением)) и гироскопы (устройство, способное реагировать на изменение углов ориентации тела, на котором оно установлено, относительно инерциальной системы отсчета. Простейший пример гироскопа — юла (волчок).) с использованием поверхностных акустических волн. Проводится анализ и выбор наиболее перспективных направлений разработки микрооптических гироскопов. Работы ведутся совместно с Центром микроэлектроники и диагностики СПбГЭТУ.
4. Разработка интегрированных систем ориентации и навигации на микромеханических чувствительных элементах, лазерных и волоконно-оптических гироскопах.
Существует большой круг навигационных задач, решение которых возможно лишь при использовании интегрированных систем навигации, построенных на базе микромеханических чувствительных элементов. Часто такие системы используются для навигации беспилотных летательных аппаратов, подземной и внутритрубной навигации.
Коллективом кафедры ведется разработка таких навигационных систем, которые должны функционировать в некомфортных температурных условиях при сильных механических воздействиях. Современный уровень развития элементной базы радиоэлектронных компонентов и конструкционных материалов позволяет создавать навигационные системы, имеющие малые массогабаритные характеристики и позволяющие решать навигационную задачу с высокой точностью благодаря комплексированию со спутниковой навигационной системой и различными первичными преобразователями.
Одна из разработок в данном направлении – микромеханический инерциальный измерительный модуль.
Модуль предназначен для измерения линейных ускорений и угловых скоростей подвижных объектов. Главное преимущество микромеханических датчиков – низкая цена и малые размеры. Поэтому их используют во многих областях: навигации и системах контроля и управления автомобиля, медицинской технике, стабилизации положения и движения оптических устройств (биноклей, телескопов, видеокамер, прицелов), промышленных роботов, «мыши» компьютера, игрушек.
Габариты модуля – 70x70x70 мм, масса – 0,2 кг. А размер одного датчика не превышает нескольких миллиметров.
5. Малогабаритная инерциальная система диагностики рельсового пути InerTrack.
На кафедре ЛИНС проводятся исследования и разработка инерциальных методов и средств контроля геометрических параметров рельсовых путей и дефектов поверхности катания рельсов. В разработках широко применяются инерциальные и неконтактные методы измерения, которые позволят существенно повысить скорость движения путеизмерительных средств (для железнодорожного транспорта до 300 км/час).
Разрабатывается компьютеризированная система сбора, обработки и передачи измерительной информации. Экспериментальные образцы систем и их элементов внедрены в вагоне-лаборатории «ВИКС», вагоне-дефектоскопе ОАО «Радиоавионика», путеизмерительном вагоне метрополитена Санкт-Петербурга, в центре исследования железных дорог Германии, в вагонах-лабораториях группы компаний «Твема», НПЦ «Инфотранс», ЗАО «Электрооптика».
6. Прикладные оптические системы для измерительных целей.
Решение различных измерительных задач сегодня связано с применением разнообразных оптических и оптоэлектронных систем, включая методы динамической голографии и интерферометрии, гартмановские датчики, компьютерное видение, измерение в реальном времени малых визуальных смещений различных объектов и т.п. Для решения этих и других прикладных задач на кафедре в 2008 г. создана оптическая лаборатория.
Лаборатория оснащена современным оптическим оборудованием, различными лазерами и специализированными оптическими системами, включая интерферометр Физо апертурой 100 мм, другие интерферометры, адаптивную оптическую систему и разнообразные системы компьютерного видения. Ряд исследований производится совместно с Государственным Оптическим Институтом.
Одно из направлений научных исследований в данной области – адаптивная оптика. Это автоматические оптико-механические системы, предназначенные для исправления в реальном времени атмосферных искажений изображения, которое дает телескоп. Системы адаптивной оптики применяются в оптических и инфракрасных телескопах наземного базирования для повышения четкости изображения. Они необходимы также для работы астрономических интерферометров, используемых для измерения размеров звезд и поиска их близких спутников, особенно планет. Системы адаптивной оптики имеют и неастрономические приложения: например, когда требуется наблюдать форму искусственных спутников Земли с целью их опознания.
Изображение планеты Нептун (интерферометр Keck):
С адаптивной оптикой
Без адаптивной оптики
7. Разработка средств измерений для сейсмологических исследований
Вращательная сейсмология является сравнительно молодым направлением в геофизике и занимается изучением различных аспектов угловых сейсмических колебаний. Для регистрации этих колебаний необходимо создание специализированных измерительных средств. В течение последних нескольких лет кафедра ЛИНС активно занимается этой задачей в сотрудничестве с ведущими зарубежными исследователями из США, Германии, Италии, Чехии, Тайваня.
При проведении исследований в данном направлении, решаются следующие основные задачи:
Работы в данном направлении ведутся совместно с Фундаментальной геофизической станцией в Веттцеле (Германия).
8. Разработка высокостабильных лазеров и лазерное 3-D сканирование
Решение современных измерительных задач в научной сфере и промышленном производстве (в т.ч., измерение абсолютной длины, перемещений, качества поверхностей и т.д.) требуют создания малогабаритных лазеров с высокой стабильностью выходных параметров (частоты, уровня мощности излучения и др.). При проведении научных исследований в данной области на кафедре ЛИНС решаются следующие основные задачи:
Эти работы ведутся совместно с Институтом Астрономии РАН, Санкт-Петербургским политехническим университетом и Государственным оптическим институтом им. С.И. Вавилова.
Трехмерное лазерное сканирование является новым, но быстро развивающимся направлением в области лазерных измерительных технологий. Данная технология позволяет получать цифровые 3-D модели, которые содержат высокоточную информацию о геометрической форме и размерах исследуемых объектов. Области применения лазерного сканирования включают архитектуру, промышленность, медицину и решение различных задач в области сохранения культурно-исторического наследия. Научно-исследовательские работы в данной области включают:
исследование возможности повышения точности измерений и создания 3-D моделей, получаемых с помощью лазерного сканирования;
метрологическое обеспечение измерений, проводимых с помощью лазерных и оптических 3-D сканеров.
Научные исследования в области лазерного 3-D сканирования ведутся в рамках сотрудничества с ООО «Ресстрой» (г.Санкт-Петербург) и рядом университетов и научно-исследовательских институтов Италии.