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一種高精度測(cè)角儀器的精度檢測(cè)方法

文檔序號(hào):6233004閱讀:224來(lái)源:國(guó)知局
一種高精度測(cè)角儀器的精度檢測(cè)方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種高精度測(cè)角儀器的精度檢測(cè)方法,包括以下步驟:轉(zhuǎn)動(dòng)被檢測(cè)測(cè)角儀器的轉(zhuǎn)動(dòng)部分到第二自準(zhǔn)直光管瞄準(zhǔn)第一平面反射鏡的反射面的位置,記錄此時(shí)被檢測(cè)測(cè)角儀器的輸出角度值;移動(dòng)第一自準(zhǔn)直光管,使其瞄準(zhǔn)第二平面反射鏡的反射面;以相同方向繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)被檢測(cè)測(cè)角儀器到第一自準(zhǔn)直光管瞄準(zhǔn)第一平面反射鏡的反射面的位置,記錄此時(shí)被檢測(cè)測(cè)角儀器的輸出角度值;移動(dòng)第二自準(zhǔn)直光管,使其瞄準(zhǔn)第二平面反射鏡的反射面;重復(fù)以上測(cè)量,直到完成整周測(cè)量;根據(jù)被檢測(cè)測(cè)角儀器的輸出角度記錄的轉(zhuǎn)角值與標(biāo)準(zhǔn)角之間的誤差,得到被檢測(cè)測(cè)角儀器的精度。本發(fā)明利用高精度瞄準(zhǔn)以及標(biāo)準(zhǔn)角組合,可以適當(dāng)、可行的進(jìn)行高精度測(cè)角儀器的精度檢測(cè)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于精密儀器角度檢測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】,特別涉及一種高精度測(cè)角儀器的精度檢 測(cè)方法。 一種高精度測(cè)角儀器的精度檢測(cè)方法

【背景技術(shù)】
[0002] 由于精密測(cè)角儀器的發(fā)展,對(duì)測(cè)角的精度的要求越來(lái)越高,傳統(tǒng)的測(cè)角精度的檢 測(cè)方法已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足實(shí)際工程需求。傳統(tǒng)測(cè)角精度檢測(cè)一般采用的是比較法,一種簡(jiǎn)單的 結(jié)構(gòu)是與測(cè)角儀器同軸安裝一個(gè)高精度基準(zhǔn)原件作為角度基準(zhǔn),如高精度編碼器、多齒分 度臺(tái)、多面棱體等,要求角度基準(zhǔn)精度比被測(cè)儀器高3?4倍,通過(guò)同步轉(zhuǎn)動(dòng)得到儀器角度 與基準(zhǔn)角度的誤差從而得到測(cè)角精度。這種方法檢測(cè)精度取決于基準(zhǔn)編碼器的精度。另 一種結(jié)構(gòu)是與測(cè)角儀器同軸安裝一個(gè)多面棱體,通過(guò)自準(zhǔn)直光管瞄準(zhǔn)多面棱體的反射面, 同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)儀器一個(gè)固定角度瞄準(zhǔn)下一個(gè)反射面,直到所有的反射面都順序瞄完,得到〇°到 360°的轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù)的誤差值,從而計(jì)算出測(cè)角精度。后一種方法的局限性在于:需要有同軸 安裝多面棱體的機(jī)械接口以及需要滿(mǎn)足轉(zhuǎn)動(dòng)全周無(wú)遮欄。實(shí)際中的大型測(cè)角儀器(以及帶 測(cè)角功能的設(shè)備裝置)無(wú)法滿(mǎn)足上述檢測(cè)條件。因此針對(duì)高精度且具有結(jié)構(gòu)局限性的測(cè)角 儀器的精度檢測(cè)需要一種適當(dāng)可行的方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為了解決現(xiàn)有的高精度且具有結(jié)構(gòu)局限性的測(cè)角儀器的檢測(cè)精度取決于角度基 準(zhǔn),無(wú)法實(shí)現(xiàn)高精度檢測(cè)的技術(shù)問(wèn)題,在無(wú)法同軸安裝角度基準(zhǔn)(高精度編碼器、多齒分度 臺(tái)、多面棱體等)的情況下,本發(fā)明提供一種利用兩塊平面反射鏡,以及兩臺(tái)光學(xué)瞄準(zhǔn)設(shè)備 (自準(zhǔn)直光管或自準(zhǔn)直經(jīng)緯儀)的高精度瞄準(zhǔn)以及標(biāo)準(zhǔn)角組合的,適當(dāng)、可行的,高精度測(cè) 角儀器(以及帶測(cè)角功能的設(shè)備裝置)的精度檢測(cè)方法。
[0004] 本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案如下:
[0005] -種高精度測(cè)角儀器的精度檢測(cè)方法,包括以下步驟:
[0006] 步驟1 :被檢測(cè)測(cè)角儀器的轉(zhuǎn)動(dòng)部件與轉(zhuǎn)軸穩(wěn)定固連,無(wú)相對(duì)位移;被檢測(cè)測(cè)角儀 器的基座與穩(wěn)定地基穩(wěn)定固連,無(wú)相對(duì)位移,轉(zhuǎn)軸可繞基座360°無(wú)障礙轉(zhuǎn)動(dòng),將第一平面 反射鏡安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)部件的邊緣,使用第一自準(zhǔn)直光管瞄準(zhǔn)第一平面反射鏡的反射面,轉(zhuǎn)動(dòng) 被檢測(cè)測(cè)角儀器180°,使得第一自準(zhǔn)直光管瞄準(zhǔn)第一平面反射鏡背面的反射面,如附圖2 所示,調(diào)整完成后穩(wěn)定固連第一平面反射鏡在被檢測(cè)測(cè)角儀器的轉(zhuǎn)動(dòng)部件邊緣,保證第一 自準(zhǔn)直光管的瞄準(zhǔn)線(xiàn)穿過(guò)被檢測(cè)測(cè)角儀器的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(xiàn),并且保證第一平面反射鏡的反射面 與被檢測(cè)測(cè)角儀器的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(xiàn)平行,然后反方向轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)180°,使得第一自準(zhǔn)直光管瞄準(zhǔn) 第一平面反射鏡的反射面,保持該初始位置;
[0007] 步驟2 :保持第一自準(zhǔn)直光管不動(dòng),轉(zhuǎn)動(dòng)被檢測(cè)測(cè)角儀器以近似360/n的角度,η為 整數(shù),全周測(cè)量點(diǎn)數(shù),在被檢測(cè)測(cè)角儀器的轉(zhuǎn)動(dòng)部件邊緣安裝第二平面反射鏡,并保證第一 自準(zhǔn)直光管瞄準(zhǔn)第二平面反射鏡,調(diào)整完成后穩(wěn)定固連第二平面反射鏡在被檢測(cè)測(cè)角儀器 的轉(zhuǎn)動(dòng)部件邊緣,整個(gè)測(cè)量過(guò)程保證第一平面反射鏡和第二平面反射鏡的位置穩(wěn)定,無(wú)相 對(duì)位移,使用第二自準(zhǔn)直光管瞄準(zhǔn)第一平面反射鏡,第一自準(zhǔn)直光管與第二自準(zhǔn)直光管都 架設(shè)在與地面相對(duì)不動(dòng)的位置;
[0008] 步驟3 :沿測(cè)量方向轉(zhuǎn)動(dòng)被檢測(cè)測(cè)角儀器的轉(zhuǎn)動(dòng)部件使第二自準(zhǔn)直光管瞄準(zhǔn)第二 平面反射鏡的反射面的位置,記錄此時(shí)被檢測(cè)測(cè)角儀器的輸出角度值;移動(dòng)第一自準(zhǔn)直光 管,使其瞄準(zhǔn)第一平面反射鏡的反射面;
[0009] 步驟4 :繼續(xù)沿測(cè)量方向轉(zhuǎn)動(dòng)被檢測(cè)測(cè)角儀器的轉(zhuǎn)動(dòng)部件使第一自準(zhǔn)直光管瞄準(zhǔn) 第二平面反射鏡的反射面的位置,記錄此時(shí)被檢測(cè)測(cè)角儀器的輸出角度值;移動(dòng)第二自準(zhǔn) 直光管,使其瞄準(zhǔn)第一平面反射鏡的反射面;
[0010] 步驟5 :重復(fù)以上步驟3和步驟4,直到完成整周測(cè)量;
[0011] 步驟6 :根據(jù)被檢測(cè)測(cè)角儀器的輸出角度記錄的轉(zhuǎn)角值與標(biāo)準(zhǔn)角之間的誤差,得 到被檢測(cè)測(cè)角儀器的精度。
[0012] 本發(fā)明具有以下的有益效果:
[0013] 本發(fā)明的高精度測(cè)角儀器的精度檢測(cè)方法,將兩個(gè)平面反射鏡固定安裝在被檢測(cè) 測(cè)角儀器上,交替使用自準(zhǔn)直光管瞄準(zhǔn)兩個(gè)平面反射鏡,直到完成整周測(cè)量并記錄的轉(zhuǎn)角 值與標(biāo)準(zhǔn)角之間的誤差即檢測(cè)所得的被檢測(cè)測(cè)角儀器的精度。本發(fā)明利用高精度瞄準(zhǔn)以及 標(biāo)準(zhǔn)角組合,可以適當(dāng)、可行的進(jìn)行高精度測(cè)角儀器的精度檢測(cè)。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0015] 圖1是本發(fā)明中的高精度測(cè)角儀器的精度檢測(cè)方法的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0016] 圖2是第一自準(zhǔn)直光管瞄準(zhǔn)線(xiàn)調(diào)整的示意圖。
[0017] 圖3是本發(fā)明的高精度測(cè)角儀器的精度檢測(cè)方法的一種【具體實(shí)施方式】中的實(shí)施 步驟2的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0018] 圖4是圖3所示的【具體實(shí)施方式】的實(shí)施步驟3的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0019] 圖5是圖3所示的【具體實(shí)施方式】的實(shí)施步驟4的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0020] 圖6是圖3所示的【具體實(shí)施方式】的測(cè)量角度最終誤差曲線(xiàn)示意圖。
[0021] 圖中的附圖標(biāo)記表示為:
[0022] 1-被檢測(cè)測(cè)角儀器的轉(zhuǎn)動(dòng)部件,2-第一自準(zhǔn)直光管,3-第二自準(zhǔn)直光管,4-第一 平面反射鏡,5-第二平面反射鏡。

【具體實(shí)施方式】
[0023] 本發(fā)明的發(fā)明思想為:
[0024] 本發(fā)明的高精度測(cè)角儀器的精度檢測(cè)方法包括如下步驟:將第一平面反射鏡4和 第二平面反射鏡5固定安裝在被檢測(cè)測(cè)角儀器的轉(zhuǎn)動(dòng)部件1上,調(diào)整兩個(gè)反射鏡面與被檢 測(cè)測(cè)角儀器轉(zhuǎn)軸的平行,并使兩個(gè)反射鏡面中心法線(xiàn)穿過(guò)轉(zhuǎn)軸,第一自準(zhǔn)直光管2瞄準(zhǔn)第 二平面反射鏡5,第二自準(zhǔn)直光管3瞄準(zhǔn)第一平面反射鏡4,此時(shí)第一自準(zhǔn)直光管2和第二 自準(zhǔn)直光管3夾角要求近似等于能被360°整除的角度,即為基準(zhǔn)角的角度。逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)被 檢測(cè)測(cè)角儀器近似等于基準(zhǔn)角的角度,使第二自準(zhǔn)直光管3瞄準(zhǔn)第二平面反射鏡5,然后將 第一自準(zhǔn)直光管2瞄準(zhǔn)第一平面反射鏡4,同時(shí)讀取被檢測(cè)測(cè)角儀器記錄的轉(zhuǎn)角數(shù)值;重復(fù) 以上操作,交替使用自準(zhǔn)直光管瞄準(zhǔn)兩個(gè)平面反射鏡,直到完成整周測(cè)量,記錄的轉(zhuǎn)角值與 標(biāo)準(zhǔn)角之間的誤差即檢測(cè)所得的被檢測(cè)測(cè)角儀器的精度。
[0025] 或者是,區(qū)別于將第一平面反射鏡和第二平面反射鏡固定安裝在被檢測(cè)測(cè)角儀器 的轉(zhuǎn)動(dòng)部件1上,交替使用自準(zhǔn)直光管瞄準(zhǔn)兩個(gè)平面反射鏡,直到完成整周測(cè)量并記錄的 轉(zhuǎn)角值與標(biāo)準(zhǔn)角之間的誤差即檢測(cè)所得的被檢測(cè)測(cè)角儀器的精度。也可以是利用將第一、 第二自準(zhǔn)直光管分別固定安裝在被檢測(cè)測(cè)角儀器上,交替使用兩個(gè)平面反射鏡分別被自準(zhǔn) 直光管瞄準(zhǔn),直到完成整周測(cè)量,發(fā)明原理與上述固定平面反射鏡的方法相同,這里不再贅 述。
[0026] 本發(fā)明的高精度測(cè)角儀器的精度檢測(cè)方法中,使用到的自準(zhǔn)直光管也可以替換為 自準(zhǔn)直經(jīng)緯儀,發(fā)明原理相同,這里不再贅述。
[0027] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做以詳細(xì)說(shuō)明。
[0028] 如圖1-6所示,以η = 23為例,本發(fā)明的高精度測(cè)角儀器的精度檢測(cè)方法,包括以 下步驟:
[0029]步驟 1、
[0030] 將第一平面反射鏡4安裝在被檢測(cè)測(cè)角儀器的轉(zhuǎn)動(dòng)部件1的邊緣,使用第一自準(zhǔn) 直光管2瞄準(zhǔn)第一平面反射鏡4的反射面,轉(zhuǎn)動(dòng)被檢測(cè)測(cè)角儀器180°,使得第一自準(zhǔn)直光 管2瞄準(zhǔn)第一平面反射鏡4背面的反射面,如附圖2所示,調(diào)整完成后固定第一平面反射鏡 4,保證第一自準(zhǔn)直光管2的瞄準(zhǔn)線(xiàn)穿過(guò)被檢測(cè)測(cè)角儀器的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(xiàn),并且保證第一平面反 射鏡4的反射面與被檢測(cè)測(cè)角儀器的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(xiàn)平行,然后反方向轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)180°,使得第一 自準(zhǔn)直光管2瞄準(zhǔn)第一平面反射鏡4的反射面,保持該初始位置;
[0031] 步驟 2、
[0032] 保持第一自準(zhǔn)直光管2不動(dòng),逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)被檢測(cè)測(cè)角儀器以近似 15.6° (360° /23),在被檢測(cè)測(cè)角儀器的轉(zhuǎn)動(dòng)部件1邊緣安裝第二平面反射鏡5,并保證第 一自準(zhǔn)直光管2瞄準(zhǔn)第二平面反射鏡5,調(diào)整完成后固定第二平面反射鏡5,整個(gè)測(cè)量過(guò)程 保證第一平面反射鏡4和第二平面反射鏡5的位置穩(wěn)定,使用第二自準(zhǔn)直光管3瞄準(zhǔn)第一 平面反射鏡4 ;
[0033] 步驟3、逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)被檢測(cè)測(cè)角儀器,轉(zhuǎn)動(dòng)到第二自準(zhǔn)直光管3瞄準(zhǔn)第二平面反射 鏡5的反射面的位置,記錄此時(shí)被檢測(cè)測(cè)角儀器的輸出角度值a Xl,保持第二自準(zhǔn)直光管3 不動(dòng),移動(dòng)第一自準(zhǔn)直光管2,使第一自準(zhǔn)直光管2瞄準(zhǔn)第一平面反射鏡4的反射面;
[0034] 步驟4、繼續(xù)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)被檢測(cè)測(cè)角儀器1,轉(zhuǎn)動(dòng)到第一自準(zhǔn)直光管2瞄準(zhǔn)第二平 面反射鏡5的反射面的位置,記錄此時(shí)被檢測(cè)測(cè)角儀器的輸出角度值ax 2,保持第一自準(zhǔn)直 光管2不動(dòng),移動(dòng)第二自準(zhǔn)直光管3,使第二自準(zhǔn)直光管3瞄準(zhǔn)第一平面反射鏡4的反射面;
[0035] 步驟5、重復(fù)步驟3和步驟4,分別得到被檢測(cè)測(cè)角儀器的輸出角度ax3, ax4^·· ,ax23,原始數(shù)據(jù)記錄如表1所示;
[0036] 步驟6、數(shù)據(jù)處理算法:由于測(cè)量完成后數(shù)據(jù)不封閉,即原始的角度偏差 Aax23尹0,根據(jù)平均計(jì)算第一平面反射鏡4與第二平面反射鏡5反射面法線(xiàn)夾角與標(biāo) 準(zhǔn)角度固定偏差為Aax 23/23,及修正后的測(cè)量角度為Xi = aXi-(i_l) X Aax23/23, i = 1,2, 3,. . .,24,由此得到測(cè)量角度偏差為AXi = (Xi-(i-l) X360/23) X3600,單位為角 秒,計(jì)算得到不確定度誤差指標(biāo)〇=3了0(八\),5了0為標(biāo)準(zhǔn)偏差,根據(jù)表1中的數(shù)據(jù)〇 = 0· 98"。[0037] 表1測(cè)量次數(shù)為23次時(shí)的測(cè)量數(shù)據(jù)及最終測(cè)量結(jié)果

【權(quán)利要求】
1. 一種高精度測(cè)角儀器的精度檢測(cè)方法,其特征在于,包括以下步驟: 步驟1 :被檢測(cè)測(cè)角儀器的轉(zhuǎn)動(dòng)部件(1)與轉(zhuǎn)軸穩(wěn)定固連,無(wú)相對(duì)位移;被檢測(cè)測(cè)角儀 器的基座與穩(wěn)定地基穩(wěn)定固連,無(wú)相對(duì)位移,轉(zhuǎn)軸可繞基座360°無(wú)障礙轉(zhuǎn)動(dòng),將第一平面 反射鏡(4)安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)部件的邊緣,使用第一自準(zhǔn)直光管(2)瞄準(zhǔn)第一平面反射鏡(4)的 反射面,轉(zhuǎn)動(dòng)被檢測(cè)測(cè)角儀器180°,使得第一自準(zhǔn)直光管(2)瞄準(zhǔn)第一平面反射鏡(4)背 面的反射面,調(diào)整完成后穩(wěn)定固連第一平面反射鏡(4)在被檢測(cè)測(cè)角儀器的轉(zhuǎn)動(dòng)部件(1) 邊緣,保證第一自準(zhǔn)直光管(2)的瞄準(zhǔn)線(xiàn)穿過(guò)被檢測(cè)測(cè)角儀器的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(xiàn),并且保證第一 平面反射鏡(4)的反射面與被檢測(cè)測(cè)角儀器的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線(xiàn)平行,然后反方向轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)180°, 使得第一自準(zhǔn)直光管(2)瞄準(zhǔn)第一平面反射鏡(4)的反射面,保持該初始位置; 步驟2 :保持第一自準(zhǔn)直光管(2)不動(dòng),轉(zhuǎn)動(dòng)被檢測(cè)測(cè)角儀器以近似360/n的角度,η為 整數(shù),全周測(cè)量點(diǎn)數(shù),在被檢測(cè)測(cè)角儀器的轉(zhuǎn)動(dòng)部件(1)邊緣安裝第二平面反射鏡(5),并 保證第一自準(zhǔn)直光管(2)瞄準(zhǔn)第二平面反射鏡(5),調(diào)整完成后穩(wěn)定固連第二平面反射鏡 (5)在被檢測(cè)測(cè)角儀器的轉(zhuǎn)動(dòng)部件(1)邊緣,整個(gè)測(cè)量過(guò)程保證第一平面反射鏡(4)和第 二平面反射鏡(5)的位置穩(wěn)定,無(wú)相對(duì)位移,使用第二自準(zhǔn)直光管(3)瞄準(zhǔn)第一平面反射鏡 (4),第一自準(zhǔn)直光管(2)與第二自準(zhǔn)直光管(3)都架設(shè)在與地面相對(duì)不動(dòng)的位置; 步驟3:沿測(cè)量方向轉(zhuǎn)動(dòng)被檢測(cè)測(cè)角儀器的轉(zhuǎn)動(dòng)部件(1)使第二自準(zhǔn)直光管(3)瞄準(zhǔn) 第二平面反射鏡(5)的反射面的位置,記錄此時(shí)被檢測(cè)測(cè)角儀器的輸出角度值;移動(dòng)第一 自準(zhǔn)直光管(2),使其瞄準(zhǔn)第一平面反射鏡(4)的反射面; 步驟4:繼續(xù)沿測(cè)量方向轉(zhuǎn)動(dòng)被檢測(cè)測(cè)角儀器的轉(zhuǎn)動(dòng)部件(1)使第一自準(zhǔn)直光管(2) 瞄準(zhǔn)第二平面反射鏡(5)的反射面的位置,記錄此時(shí)被檢測(cè)測(cè)角儀器的輸出角度值;移動(dòng) 第二自準(zhǔn)直光管(3),使其瞄準(zhǔn)第一平面反射鏡的反射面(4); 步驟5 :重復(fù)以上步驟3和步驟4,直到完成整周測(cè)量; 步驟6 :根據(jù)被檢測(cè)測(cè)角儀器的輸出角度記錄的轉(zhuǎn)角值與標(biāo)準(zhǔn)角之間的誤差,得到被 檢測(cè)測(cè)角儀器的精度。
【文檔編號(hào)】G01B21/22GK104061895SQ201410314086
【公開(kāi)日】2014年9月24日 申請(qǐng)日期:2014年7月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月2日
【發(fā)明者】艾華, 曹艷波 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所
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