Читать онлайн «Компьютерное моделирование измерительных процессов. Практикум в среде MathCAD на примерах из механики и оптики»

А. П. Смирнов КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ Практикум в среде MathCad на примерах из механики и оптики Санкт-Петербург 2006 Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное агентство по образованию Санкт-Петербургский государственный университет информационных технологий, механики и оптики А. П. Смирнов КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ Практикум в среде MathCAD на примерах из механики и оптики Учебное пособие Санкт-Петербург 2006 УДК 681. 7:53. 081. 5 Смирнов А. П. Компьютерное моделирование измерительных процессов. Практикум в среде MathCAD на примерах из механики и оптики. Учебное пособие. - СПб: СПб ГУ ИТМО, 2006. 101с. Изложены принципы построения программ в среде MathCAD. Приведены модели механического устройства и оптической системы в параксиальном приближении, на основе которых рассмотрены некоторые свойства измерительных процессов применительно к конструированию оптико-механических систем. Пособие предназначено для студентов, обучающихся по направлению «Оптотехника» и специальности «Оптико-электронные приборы и системы». © Санкт-Петербургский государственный университет информационных технологий, механики и оптики, 2006 © А. П. Смирнов, 2006 “Рекомендовано УМО по образованию в области приборостроения и оптотехники в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки 200200 – Оптотехника и специальности 200203 – Оптико- электронные приборы и систем 2  Оглавление Введение …………………………………………………………………. 4 1. Алгоритмы и языки программирования ……………………………. 6 2. Программирование в среде MathCAD ………. ……………………. 8 2. 1. Константы ……………………………………………………… 8 2. 2. Переменные ……………………………………………………… 9 2. 3. Программирование с помощью простых блоков……………… 10 2. 4. Программирование с помощью составных блоков …………… 11 2. 5. Блок-схема ………………………………………………………. . 13 2. 6. Составление и отладка программы в MathCAD ………………. 14 3. Реализация метода Монте-Карло …………………………………… 18 4. Допуски на конструктивные параметры оптических элементов …. 19 5. Модель центрированной оптической системы в параксиальном приближении …………………………………………………………. 20 5. 1. Параксиальная оптика …………………………………………… 22 5. 2. Толстая линза ……………………………………………………. . 23 5. 3. Центрированная оптическая система из произвольного числа поверхностей ……………………………………………………. . 24 6. Моделирование погрешностей на примере линзовой системы …... 30 6. 1. Определение передаточных функций погрешности фокусного расстояния………………………………………………………… 30 6. 2. Суммирование частичных погрешностей……………………… 32 6. 3. Построение гистограммы в среде MathCAD…………………. . 35 7.