平面鏡干涉儀中動鏡支撐機構(gòu)扭轉(zhuǎn)剛度的測量方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種平面鏡干涉儀中動鏡支撐機構(gòu)扭轉(zhuǎn)剛度的測量方法。把U型電磁鐵安置于截面端平行于動鏡支撐機構(gòu)的位置,調(diào)節(jié)電磁鐵的截面與支撐機構(gòu)的氣隙至0.1～0.2mm之間，測量氣隙的值s。對電磁鐵通電產(chǎn)生電磁吸力為Fe，電磁力的作用點與動鏡扭轉(zhuǎn)中心的距離（電磁力臂）已知為l，由此產(chǎn)生的電磁力轉(zhuǎn)矩為：Me=Fel。動鏡支撐機構(gòu)繞系統(tǒng)質(zhì)心轉(zhuǎn)過傾角θ。通過激光干涉儀測量傾角θ?；貜?fù)力產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩為：Mr=kτθ，kτ為扭轉(zhuǎn)剛度。整個系統(tǒng)處于轉(zhuǎn)矩平衡狀態(tài)：Me=Mr，即Fel=kτθ。計算得kτ=Fel/θ。本系統(tǒng)實現(xiàn)了非接觸式測量，保證了測量可靠性。
【專利說明】平面鏡干涉儀中動鏡支撐機構(gòu)扭轉(zhuǎn)剛度的測量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種平面鏡干涉儀中動鏡支撐機構(gòu)扭轉(zhuǎn)剛度的測量方法，主要應(yīng)用于門廊結(jié)構(gòu)的干涉儀中動鏡的支撐機構(gòu)的微小扭轉(zhuǎn)剛度參數(shù)的非接觸測量。
【背景技術(shù)】
[0002]在采用Porch Swing (門廊)結(jié)構(gòu)的干涉儀中采用平面鏡作為動鏡和定鏡，動鏡是其中唯一的運動部件。由于動鏡的支撐為彈性支撐，動鏡即使停止時也在進行自由的微晃動。同時，入射輻射在儀器中的干涉過程對動鏡和定鏡的準(zhǔn)直性要求極高，需要使用動態(tài)的校準(zhǔn)控制方法對動鏡掃描運動過程中的準(zhǔn)直性誤差進行校準(zhǔn)補償。在制定控制策略前，首先要對動鏡及支撐機構(gòu)的力學(xué)特性進行建模，實施控制時需要考慮動鏡支撐機構(gòu)自身的扭轉(zhuǎn)剛度特性，從而精確計算扭轉(zhuǎn)剛度與微角度作用下的恢復(fù)力轉(zhuǎn)矩。此外，動鏡的裝調(diào)過程中也需要對動鏡支撐機構(gòu)本身的扭轉(zhuǎn)剛度特性進行測量評估。目前對于非接觸式、微小角度變化引起的扭轉(zhuǎn)剛度的測量受到測量方法限制，無法進行直接的精確測量。
[0003]在各種機械結(jié)構(gòu)的設(shè)計中，經(jīng)常碰到把電磁鐵作為自動控制元件，以實現(xiàn)各種自動控制功能，電磁鐵的磁性隨線圈通入電流的大小變化而變化，在通有直流電壓的情況下，線圈電流i等于電壓V和線圈直流電阻R的比值。在電磁線圈的匝數(shù)N、真空磁導(dǎo)率μ。、電磁鐵磁路與支撐結(jié)構(gòu)的作用面積A已知的條件下，把U型電磁鐵安置于截面端平行于動鏡支撐機構(gòu)的位置，為簡化電磁吸力的分析，減小氣隙的邊緣效應(yīng)引入的電磁力計算誤差(參見《電機原理與設(shè)計的MATLAB分析》，戴文進譯，電子工業(yè)出版社，2006，7)，調(diào)節(jié)電磁鐵的截面與支撐機構(gòu)的氣隙至0.1~0.2_之間，測量并記錄該氣隙的值S。則此時的電磁力Fe為:
[0004]
【權(quán)利要求】
1.一種平面鏡干涉儀中動鏡支撐機構(gòu)扭轉(zhuǎn)剛度的測量方法，其特征在于包括如下步驟: 1)把U型電磁鐵安置于截面端平行于動鏡支撐機構(gòu)的位置，調(diào)節(jié)電磁鐵的截面與支撐機構(gòu)的氣隙至0.1?0.2mm之間,測量并記錄該氣隙的值s ； 2)測量并記錄電磁鐵的直流電阻值R； 3)對電磁線圈施加驅(qū)動電壓V時，產(chǎn)生電磁吸力為Fe，F(xiàn)e正比于V2，設(shè)Fe=KV2，K為已知常數(shù)，記錄V的值； 4)測量電磁力的力臂即作用點與動鏡扭轉(zhuǎn)中心的距離為1，由此產(chǎn)生的相應(yīng)的電磁力轉(zhuǎn)矩Me,計算為:Me=fel ； 5)動鏡支撐機構(gòu)在電磁力矩的作用下繞系統(tǒng)質(zhì)心發(fā)生扭轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)過微小傾角Θ，通過激光干涉儀測量并記錄傾角Θ ； 6)扭轉(zhuǎn)剛度kτ計算:k τ =Me/ Θ。
【文檔編號】G01M13/00GK103852248SQ201410020839
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2014年1月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月17日
【發(fā)明者】孫曉杰, 華建文, 王戰(zhàn)虎, 陳仁, 樊慶, 李濤, 夏翔, 盛灝 申請人:中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所