專利名稱：極端溫度條件下經(jīng)緯儀水平一測回精度測試系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬光學(xué)領(lǐng)域，涉及一種精度測試裝置，尤其涉及一種極端溫度條件下經(jīng)緯儀水平一測回精度測試系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
經(jīng)緯儀是測量水平面方位角和垂直面俯仰角的大地測量用精密光電測角儀器。隨著光電化、數(shù)字化和自動化的發(fā)展，現(xiàn)代經(jīng)緯儀已不單是大地測量用儀器，如今廣泛應(yīng)用于測繪、氣象、鐵路、公路、橋梁、隧道、水利、礦山、汽車、船舶、城市建設(shè)等天文測量、大地測量、精密工程測量及計量領(lǐng)域。當(dāng)然，隨著工業(yè)發(fā)展和國防建設(shè)，經(jīng)緯儀也廣泛應(yīng)用于航空航天、靶場測量、導(dǎo)彈瞄準(zhǔn)等多個領(lǐng)域。因此，在生產(chǎn)力和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展下，經(jīng)緯儀顯示出越來越重要的作用。水平一測回精度作為經(jīng)緯儀測試中最為重要的技術(shù)指標(biāo)之一，也是劃分該經(jīng)緯儀精度等級的依據(jù)，更是衡量該經(jīng)緯儀方位測量準(zhǔn)確度的標(biāo)準(zhǔn)。目前，由于使用環(huán)境的影響，尤其是在溫度變化或溫度要求苛刻的條件下，一般經(jīng)緯儀的水平一測回精度必會受到較大影響，甚至無法滿足指標(biāo)的要求。但對于要求更為嚴(yán)格的工業(yè)級經(jīng)緯儀甚至軍用級經(jīng)緯儀來說，在極端溫度條件下，水平一測回精度仍須滿足指標(biāo)的要求，而該項指標(biāo)的常溫檢測已不足以說明其優(yōu)劣。因此必須對經(jīng)緯儀在極端溫度條件下的水平一測回精度進行準(zhǔn)確的測試。而極端溫度條件一般需要使用恒溫試驗箱進行模擬，當(dāng)待測經(jīng)緯儀處在恒溫試驗箱中時，無法通過水準(zhǔn)器進行整平，且使用傳統(tǒng)測試方法也無法使用人眼通過待測經(jīng)緯儀對平行光管目標(biāo)進行瞄準(zhǔn)。因此需要一種極端溫度條件下經(jīng)緯儀水平一測回精度測試系統(tǒng)。

實用新型內(nèi)容為了解決背景技術(shù)中存在的上述技術(shù)問題，本實用新型提供了一種自動化程度高、測量精度高以及穩(wěn)定性高的極端溫度條件下經(jīng)緯儀水平一測回精度測試系統(tǒng)。本實用新型的技術(shù)解決方案是本實用新型提供了一種極端溫度條件下經(jīng)緯儀水平一測回精度測試系統(tǒng)，其特殊之處在于所述極端溫度條件下經(jīng)緯儀水平一測回精度測試系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集控制計算機、自準(zhǔn)直儀、恒溫試驗箱、多齒分度臺以及與待測經(jīng)緯儀固定連接的平面反射鏡；所述多齒分度臺設(shè)置在恒溫試驗箱內(nèi)部并與數(shù)據(jù)采集控制計算機通過線纜電性連接；所述恒溫試驗箱的側(cè)壁上設(shè)置有光學(xué)窗口 ；待測經(jīng)緯儀設(shè)置在多齒分度臺上；所述自準(zhǔn)直儀通過光學(xué)窗口與平面反射鏡相對并處于等高位置；所述數(shù)據(jù)采集控制計算機分別與多齒分度臺以及自準(zhǔn)直儀相連。上述極端溫度條件下經(jīng)緯儀水平一測回精度測試系統(tǒng)還包括照準(zhǔn)部固定支架；所述待測經(jīng)緯儀通過照準(zhǔn)部固定支架設(shè)置在多齒分度臺上；所述平面反射鏡設(shè)在照準(zhǔn)部固定支架上端的側(cè)壁上。上述待測經(jīng)緯儀與多齒分度臺同軸設(shè)置。上述恒溫試驗箱上還包括過線孔；所述連接多齒分度臺與數(shù)據(jù)采集控制計算機的線纜穿過過線孔。上述自準(zhǔn)直儀是二維自準(zhǔn)直儀。上述二維自準(zhǔn)直儀可在土 15'的視場內(nèi)同時給出X向方位測量值和Y向俯仰測量值。上述二維自準(zhǔn)直儀的測角精度是O.1"。上述多齒分度臺是電控多齒分度臺，所述多齒分度臺的角度均分精度為O.1"。上述平面反射鏡的面形精度的RMS值是λ /20，所述平面反射鏡的反射率為99%。上述恒溫試驗箱的溫度設(shè)定范圍是_55°C +80°C，所述恒溫試驗箱的溫度穩(wěn)定度是 ±0. 5°C。本實用新型的優(yōu)點是本實用新型所提供的測試系統(tǒng)解決了在恒溫試驗箱中極端溫度條件下，待測經(jīng)緯儀無法進行整平和無法進行人眼瞄準(zhǔn)測試的問題，具有以下優(yōu)點1、高自動化。本實用新型采用了多齒分度臺，可通過電控實現(xiàn)多齒分度臺的轉(zhuǎn)動和定位，無需人工操作多齒分度臺的脫開和歸位。同時，本實用新型還采用了自準(zhǔn)直儀，實現(xiàn)了 CCD自動采集自準(zhǔn)直像，完成角度測量，無需人眼瞄準(zhǔn)。除此之外，本實用新型還采用了計算機和測試軟件，實現(xiàn)了控制、采集和計算多項功能。使得極端溫度條件下經(jīng)緯儀水平一測回精度的測試從根本上實現(xiàn)了高自動化。2、高精度。本實用新型采用了多齒分度臺，多齒分度臺為全圓23均分，角度均分精度為O.1"。同時，本實用新 型還采用了自準(zhǔn)直儀，可給出X向方位的測量值，測角精度為
O.1"，消除人眼瞄準(zhǔn)誤差。除此之外，本實用新型還采用了平面反射鏡和光學(xué)窗口，平面反射鏡的面形精度RMS值為λ/20，反射率為99%，光學(xué)窗口所用平板玻璃兩面平行性為I"，透過率為98%，以便提供高質(zhì)量的自準(zhǔn)直返回像。使得極端溫度條件下經(jīng)緯儀水平一測回精度的測試從根本上實現(xiàn)了高精度。3、高穩(wěn)定性。本實用新型采用了恒溫試驗箱，其溫度穩(wěn)定度為±0. 5°C，保證測試過程中環(huán)境狀態(tài)的穩(wěn)定。同時，本實用新型還采用了自準(zhǔn)直儀，可給出Y向俯仰的測量值，測角精度為O.1"，實現(xiàn)了通過塔差對待測經(jīng)緯儀進行整平，解決了極端溫度條件下，由于熱脹冷縮無法通過水準(zhǔn)器整平的難題，為水平一測回精度的測試提供了可靠的保證。除此之外，本實用新型還采用了照準(zhǔn)部固定支架，將待測經(jīng)緯儀照準(zhǔn)部底部與多齒分度臺臺面外底座固定在一起，使得多齒分度臺臺面轉(zhuǎn)動時，待測經(jīng)緯儀照準(zhǔn)部相對反向轉(zhuǎn)動相應(yīng)角度，通過自準(zhǔn)直儀X向方位的測量值，監(jiān)測小角度偏移并修正相應(yīng)的偏移量。可實現(xiàn)極端溫度條件下經(jīng)緯儀水平一測回精度測試過程中的高穩(wěn)定性。

圖1是本實用新型所提供的極端溫度條件下經(jīng)緯儀水平一測回精度測試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；其中1-多齒分度臺；2_照準(zhǔn)部固定支架；3_待測經(jīng)緯儀；4_平面反射鏡；5_恒溫試驗箱；6_光學(xué)窗口 ；7_過線孔；8-自準(zhǔn)直儀；9_計算機。
具體實施方式
本實用新型提供了一種極端溫度條件下經(jīng)緯儀水平一測回精度測試系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集控制計算機、自準(zhǔn)直儀、恒溫試驗箱、多齒分度臺以及與待測經(jīng)緯儀固定連接的平面反射鏡；多齒分度臺設(shè)置在恒溫試驗箱內(nèi)部并與數(shù)據(jù)采集控制計算機通過線纜電性連接；恒溫試驗箱的側(cè)壁上設(shè)置有光學(xué)窗口 ；待測經(jīng)緯儀設(shè)置在多齒分度臺上；自準(zhǔn)直儀通過光學(xué)窗口與平面反射鏡相對并處于等高位置；數(shù)據(jù)采集控制計算機分別與多齒分度臺以及自準(zhǔn)直儀相連。極端溫度條件下經(jīng)緯儀水平一測回精度測試系統(tǒng)還包括照準(zhǔn)部固定支架；待測經(jīng)緯儀通過照準(zhǔn)部固定支架設(shè)置在多齒分度臺上；平面反射鏡設(shè)在照準(zhǔn)部固定支架上端的側(cè)壁上。下面將結(jié)合附圖對本實用新型進行詳細(xì)闡述參見圖1，本實用新型提供了一種極端溫度條件下經(jīng)緯儀水平一測回精度測試的系統(tǒng)，該極端溫度條件下經(jīng)緯儀水平一測回精度測試系統(tǒng)用到的儀器設(shè)備包括多齒分度臺1、照準(zhǔn)部固定支架2、待測經(jīng)緯儀3、平面反射鏡4、恒溫試驗箱5、光學(xué)窗口 6、過線孔7、自準(zhǔn)直儀8以及計算機9。該極端溫度條件下經(jīng)緯儀水平一測回精度測試系統(tǒng)中的多齒分度臺置于恒溫試驗箱內(nèi)，其數(shù)據(jù)線通過過線孔與計算機相連；待測經(jīng)緯儀置于多齒分度臺臺面上，其照準(zhǔn)部的上部側(cè)面固連平面反射鏡，并通過固定支架與多齒分度臺臺面外底座固定在一起；平面反射鏡和光學(xué)窗口、自準(zhǔn)直儀處同一光路上；自準(zhǔn)直儀的數(shù)據(jù)線也與計算機相連。多齒分度臺I是全圓23均分的電控多齒分度臺，角度均分精度為O.1"，可通過計算機控制其轉(zhuǎn)動、定位和數(shù)據(jù)采集，以保證測試的高自動化和高精度。照準(zhǔn)部固定支架2是用于測試過程中固定待測經(jīng)緯儀照準(zhǔn)部的支架，與多齒分度臺臺面外底座固定在一起,使得多齒分度臺臺面轉(zhuǎn)動時，待測經(jīng)緯儀照準(zhǔn)部相對反向轉(zhuǎn)動相應(yīng)角度，以保證測試的高穩(wěn)定性。待測經(jīng)緯儀3是用于一、二、三等三角測量和精密工程測量的工業(yè)級或軍用級經(jīng)緯儀，水平一測回精度要求為O. 5" 2"，使用溫度范圍為_40°C +50°C。平面反射鏡4固連于待測經(jīng)緯儀照準(zhǔn)部的上部側(cè)面，口徑為Φ20ι πι Φ30ι πι，面形精度RMS值為λ /20，反射率為99%，以保證自準(zhǔn)直光束盡可能少的光能量損失。恒溫試驗箱5的容積為400升 500升，溫度設(shè)定范圍為_55°C +80°C，溫度穩(wěn)定度為±0. 5°C，以保證測試過程中環(huán)境狀態(tài)的高穩(wěn)定性。光學(xué)窗口 6采用平板玻璃，安裝于恒溫試驗箱的側(cè)面，兩面平行性為I "，透過率為98%，以保證自準(zhǔn)直光束盡可能少的光能量損失及自準(zhǔn)直光束的方向性。過線孔7安裝于恒溫試驗箱的側(cè)面，是用于電源線和數(shù)據(jù)線連接的通過孔，以保證極端溫度條件下的供電、控制和數(shù)據(jù)傳輸。自準(zhǔn)直儀8是二維自準(zhǔn)直儀，由CCD自動采集自準(zhǔn)直像進行測試，給出測量值，可通過塔差對待測經(jīng)緯儀進行整平，并監(jiān)測照準(zhǔn)部在測試過程中的小角度偏移量，測角精度為O.1"，以保證測試的高穩(wěn)定性和高精度。計算機9安裝有測試軟件，可控制多齒分度臺轉(zhuǎn)動，采集多齒分度臺的角度數(shù)據(jù)和自準(zhǔn)直儀的測量數(shù)據(jù)，并結(jié)合待測經(jīng)緯儀示數(shù)計算測試結(jié)果，以保證測試的高自動化。[0036]按照圖1安置測試設(shè)備，工作原理為在恒溫試驗箱5內(nèi)安置多齒分度臺1，通過過線孔7，連接多齒分度臺I與計算機9之間的線纜；將多齒分度臺I的轉(zhuǎn)角歸零，在其臺面上架設(shè)待測經(jīng)緯儀3，使兩者同軸；在待測經(jīng)緯儀3的照準(zhǔn)部的上部側(cè)面固連平面反射鏡4，鏡面應(yīng)正對光學(xué)窗口 6，使用水準(zhǔn)器大致整平待測經(jīng)緯儀3 ;在恒溫試驗箱5外側(cè)面，與平面反射鏡4等高處架設(shè)自準(zhǔn)直儀8，將其物鏡對準(zhǔn)平面反射鏡4，連接自準(zhǔn)直儀8與計算機9之間的線纜；關(guān)閉恒溫試驗箱5的箱門，設(shè)置好試驗參數(shù)，進行試驗；當(dāng)溫度達到試驗要求溫度并保持相應(yīng)時間后，進行測試，并保證整個測試過程中的溫度穩(wěn)定；測試時，打開箱門，通過恒溫試驗箱5正面的操作窗口進行操作，根據(jù)自準(zhǔn)直儀8Y向俯仰的測量值，結(jié)合多齒分度臺I的轉(zhuǎn)動，同時調(diào)節(jié)待測經(jīng)緯儀3的腳螺旋，將塔差調(diào)至O. 2' 2，;使待測經(jīng)緯儀3的方位鎖緊旋鈕保持松開狀態(tài)，將照準(zhǔn)部固定支架2固緊待測經(jīng)緯儀3的照準(zhǔn)部，開始測試。轉(zhuǎn)動多齒分度臺I 一固定角度(轉(zhuǎn)角為360° /23的倍數(shù))，記錄轉(zhuǎn)角ab、待測經(jīng)緯儀3的方位示值a 和自準(zhǔn)直儀8X向方位測得的照準(zhǔn)部小角度偏移量a i ;正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)各
測一周,檢測46個點,根據(jù)公式
權(quán)利要求1.一種極端溫度條件下經(jīng)緯儀水平一測回精度測試系統(tǒng)，其特征在于所述極端溫度條件下經(jīng)緯儀水平一測回精度測試系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集控制計算機、自準(zhǔn)直儀、恒溫試驗箱、 多齒分度臺以及與待測經(jīng)緯儀固定連接的平面反射鏡；所述多齒分度臺設(shè)置在恒溫試驗箱內(nèi)部并與數(shù)據(jù)采集控制計算機通過線纜電性連接；所述恒溫試驗箱的側(cè)壁上設(shè)置有光學(xué)窗口 ；待測經(jīng)緯儀設(shè)置在多齒分度臺上；所述自準(zhǔn)直儀通過光學(xué)窗口與平面反射鏡相對并處于等高位置；所述數(shù)據(jù)采集控制計算機分別與多齒分度臺以及自準(zhǔn)直儀相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的極端溫度條件下經(jīng)緯儀水平一測回精度測試系統(tǒng)，其特征在于所述極端溫度條件下經(jīng)緯儀水平一測回精度測試系統(tǒng)還包括照準(zhǔn)部固定支架；所述待測經(jīng)緯儀通過照準(zhǔn)部固定支架設(shè)置在多齒分度臺上；所述平面反射鏡設(shè)在照準(zhǔn)部固定支架的側(cè)壁上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的極端溫度條件下經(jīng)緯儀水平一測回精度測試系統(tǒng)，其特征在于所述待測經(jīng)緯儀與多齒分度臺同軸設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的極端溫度條件下經(jīng)緯儀水平一測回精度測試系統(tǒng)，其特征在于所述恒溫試驗箱上還包括過線孔；所述連接多齒分度臺與數(shù)據(jù)采集控制計算機的線纜穿過過線孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的極端溫度條件下經(jīng)緯儀水平一測回精度測試系統(tǒng)，其特征在于所述自準(zhǔn)直儀是二維自準(zhǔn)直儀。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的極端溫度條件下經(jīng)緯儀水平一測回精度測試系統(tǒng)，其特征在于所述二維自準(zhǔn)直儀可在±15'的視場內(nèi)同時給出X向方位測量值和Y向俯仰測量值。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的極端溫度條件下經(jīng)緯儀水平一測回精度測試系統(tǒng)，其特征在于所述二維自準(zhǔn)直儀的測角精度是O.1"。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的極端溫度條件下經(jīng)緯儀水平一測回精度測試系統(tǒng)，其特征在于所述多齒分度臺是電控多齒分度臺，所述多齒分度臺的角度均分精度為O.1"。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的極端溫度條件下經(jīng)緯儀水平一測回精度測試系統(tǒng)，其特征在于所述平面反射鏡的面形精度的RMS值是λ /20，所述平面反射鏡的反射率為99%。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的極端溫度條件下經(jīng)緯儀水平一測回精度測試系統(tǒng)，其特征在于所述恒溫試驗箱的溫度設(shè)定范圍是_55°C +80°C，所述恒溫試驗箱的溫度穩(wěn)定度是 ±0. 5 。
專利摘要本實用新型涉及一種極端溫度條件下經(jīng)緯儀水平一測回精度測試系統(tǒng)，該測試系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集控制計算機、自準(zhǔn)直儀、恒溫試驗箱、多齒分度臺以及與待測經(jīng)緯儀固定連接的平面反射鏡；多齒分度臺設(shè)置在恒溫試驗箱內(nèi)部并與數(shù)據(jù)采集控制計算機通過線纜電性連接；恒溫試驗箱的側(cè)壁上設(shè)置有光學(xué)窗口；待測經(jīng)緯儀設(shè)置在多齒分度臺上；自準(zhǔn)直儀通過光學(xué)窗口與平面反射鏡相對并處于等高位置；數(shù)據(jù)采集控制計算機分別與多齒分度臺以及自準(zhǔn)直儀相連。本實用新型提供了一種自動化程度高、測量精度高以及穩(wěn)定性高的極端溫度條件下經(jīng)緯儀水平一測回精度測試系統(tǒng)。
文檔編號G01C25/00GK202885836SQ20122051177
公開日2013年4月17日 申請日期2012年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月8日
發(fā)明者潘亮, 趙建科, 張周鋒, 田留德, 高博, 段炯 申請人:中國科學(xué)院西安光學(xué)精密機械研究所