拼接式编码器测角误差分析及试验

根据望远镜测角系统的精度需求,分析了影响拼接式编码器测角精度的误差源,以及多读数头测角消差原理,确定了采用相位相差90°的4读数头的测角方式。在某望远镜方位轴系转台进行了逆时针和顺时针方向的测角试验,通过对测角数据进行谐波分析并补偿后,得到两组实验测角误差RMS分别为0.34"、0.38"。实验表明,相位相差90°的均布4读数头的测角方式消除了由轴系误差、编码器安装位置误差和钢带安装盘部分圆度误差对测角精度的影响,实现了亚角秒级测角的目的。研究结果可用于大口径望远镜设计阶段的误差分析与分配、预估测角精度,为降低设计和加工误差提供参考。     

测定高速电影经纬仪测角精度时的几个问题

在室内测定电影经纬仪的测角精度,是在检测架下进行的。在检测架上布置一系列被称作基准管和目标管的平行光管,它们的空间座标先用待测仪器精度等级高的光学经纬仪进行仔细标定,这样,目标管相对于基准管的空间角即可为标准角了。当以电影经纬仪测得该角的角值与标准角的差值,即为测角误差。多次测最结果的均方差就是表征电影经纬仪质最的重要指标——测角精度。     

拼接式钢带光栅编码器测角误差分析与修正

针对望远镜对高精度测角技术的要求,分析了机械安装偏心、加工椭圆度误差、轴系晃动等对新型拼接式钢带光栅编码器测角的影响,并制定了相位差为90°的4读数头软件细分测角方案。在机械安装偏心为10μm、加工椭圆度为2μm、轴系晃动为0.6″的实验平台上进行了逆时针和顺时针测角实验,两组实验测角误差RMS值分别为0.393″和0.488″。实验表明：该测角方案能消除机械安装偏心、加工椭圆度误差等对测角数据的影响,实现了亚角秒级测角。     

测角系统及其可靠性对GJ—341小型遥控光电经纬仪测量精度的影响

测角系统的精度及其可靠性直接影响光电经纬仪的测量精度。GJ－341小型遥控光电经纬仪的测角系统采用19位增量式编码器,理论上达到了要求。但由于测角系统及其可靠性存在诸多问题,使其在实际使用中无法满足GJ－341小型遥控光电经纬仪测角精度的要求。本文分析测角系统及其可靠性对GJ－341小型遥控光电经纬仪测量精度的影响。     

光学内反射角度传感器信号检测部分设计

随着科技的飞速发展,小角度测量技术的准确度及精度得到了很大的提升.常用的测角装置如激光干涉仪、光电自准直仪等体积庞大、造价昂贵且较难组成多维的测角系统,因此很少用于高精度的在线测量.而教授Huang P.S.提出的内反射测角法经后人不断的完善发展,具有精度高、成本低、易于组成二维测角装置的特点.本文基于光学内反射测角原理,进行二维内反射测角装置相关设计并对转换测角程序进行验证.     

圆光栅测角系统误差分析与修正

为了提高测角系统的测量精度，基于误差的特性和表现形式，从谐波角度对测角系统中的刻划误差、光电信号误差、偏心误差、倾斜误差和变形导致的误差建立相应的数学模型，并对偏心误差和倾斜误差进行仿真分析。搭建了金属圆光栅测角系统，对系统中的误差进行了分析和修正。实验结果表明:测角系统测角误差为134.2″，修正后误差为32.23″，圆光栅测角系统误差分析为后续的误差补偿提供了理论基础。     

测角机构空回对测角精度的影响

<正> 带有测角机构的军用光学仪器,在大多数技术条件里,其测角精度要求都规定有“不包括空回”的内容。这主要是基于以下认识,即认为操作者进行测角操作时,只要遵循“单边对线”的原则,即在测角时不管是正转测量还是反转测量,都遵循从正转方向单边对线的原则,就可在读数中消除空回对测角精度的影响。本文试图通过理论和实例分析,对上述的认识谈谈自己的不同看法。     

圆感应同步器安装误差修正方法研究

圆感应同步器数显表是精密测角元件,为达到较高的测角精度,必须对圆感应同步器的安装位置进行精密调整。在某经纬仪改造过程中,我们发现该经纬仪上圆感应同步器的安装位置不符合要求,致使数显表测角精度超差。由于没有设计安装调整装置,无法调整圆感应同步器,只能进行软件修正。通过对圆感应同步器安装位置给数显表测角精度带来的误差进行理论分析,得了出了数显表的误差模型,并在该数显表给出了确实可行的修正方法,修正后数显表测角精度满足该经纬仪精度要求。     

基于多头读数布局的圆光栅自校准方法研究

针对测角系统在线校准问题,提出了一种基于多读数头布局的自校准方法。通过多组传感器的测量数据,利用圆封闭原则和傅里叶级数的性质,建立测量值与误差之间的函数关系,并基于多读数头布局原理,对自校准读数头布局进行优化,以提高校准方法对误差的抑制能力,实现单读数头测角传感器的自校准。设计了单轴转台,搭建了自校准测角系统,并进行了实验验证。实验结果表明:测角系统采用自校准方法后,单读数头测角传感器的测角误差为6.10″,在相同的测量环境下,其校准精度接近借助外部参考标准的传统谐波标定方法。自校准方法可有效抑制测角误差,显著提高测量精度。     

光电经纬仪测角精度分析

测角精度是影响光电经纬仪定位功能的重要因素。为了进一步提高光电经纬仪的测角精度,对测角误差进行详细分析是必要的。从光电经纬仪的总体设计出发,找出了影响测量数据获取、转换、合成中的各项误差源,并详细分析了它们的大小和性质。通过分析光电经纬仪工作原理及结构找出了主要误差源。对机架系统的误差、测角单元误差、电气系统误差、脱靶量误差、大气折射修正误差等主要误差源进行分析计算,并对各单元进行了误差分配。最后,计算了光电经纬仪投影测角精度的均方根值。分析计算结果显示:通过精心设计、加工、检测,修正可使一部分误差减小甚至忽略,但机架系统的误差、测角单元误差、脱靶量误差对测角精度的影响仍很显著;在当前工艺水平下,光电经纬仪事后空间指向精度可以达到2。     

基于高速CCD成像的动态变形检测方法

针对测量设备和载体平台需要进行动态基准传递的问题,介绍了利用高速CCD进行成像的变形检测方法,将载体的变形转换为分划板图像上的平移和旋转大小,进行三维的姿态解算。仿真结果和实际成像检测试验表明,在载体角度变形≤±10′的条件下,其横摇、纵倾方向检测精度可达2.8″,偏航方向检测精度可在1′以内。     

Research on the Laser Photoelectronic Six-dimensional DisplacementsMeasurementSystem

ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎｔｈｅＬａｓｅｒＰｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃＳｉｘ┐ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌＤｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｓＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＳｙｓｔｅｍＺＨＯＵＪｉａｎＺＨＡＯＨｏｎｇＣＨＥＮＷｅｎｙｉＴＩＡＮＦｅｎｇＴＡＮＹｕｓｈａｎ（Ｒｅｓｅ...     

基于多功能数据采集卡和变速PID的转台控制系统设计

为了提高采用转台对惯导系统和惯性仪表进行误差模型标定时的可靠性和精度,对角位置转台的控制系统进行了研究。首先借助NI公司PXI-8101控制器和功能强大的数据采集卡PXIe-6363对转台控制系统进行了硬件设计。随后在对转台常规PID控制方法研究的基础上提出了一种能随系统调节偏差自动改变积分项累加速度的变速PID控制方法。接着又对基于软件实现的双通道旋转变压器轴角解调算法进行了研究并提出了一种粗精组合角纠错方法。最后对本文设计的转台控制系统进行了测试实验,结果表明提出的轴角解调算法具有较好的解码速度和精度,并且变速PID控制方法大大提高了转台控制系统的自学习能力和鲁棒性,显著地改善了转台控制过程的稳定性。     

应用于微靶装配的显微视觉检测技术

针对如何实现微小尺度（μm～mm）靶零件装配过程中的在线检测，研制了应用于微靶装配的显微视觉检测系统，并对系统的构成与显微成像、图像预处理、特征检测等关键图像处理技术进行了详细论述。提出了针对微靶零件的新型多重滤波除噪算法和几何特征检测算法，并以铝台阶、柱腔等微靶零件为应用实例开展了实验研究。结果表明，该系统采用的算法能有效、快速、准确地对靶零件进行几何特征和实时位置检测，在检测视场为3mm时，其检测精度≤3μm，角度检测精度≤0．1°，适用于ICF微靶等微型器件的微装配。     

靶场目标三维姿态测量结果自动修正方法

中轴线法是靶场试验中常用的目标三维姿态测量方法,但该方法求出的俯仰角和偏航角所描述的目标姿态可能与目标实际情况相异,必须进行人工修正。提出一种自动对姿态判读结果进行修正的方法,将目标共线方程与中轴线方程联立求解,可快速地求出角度修正量。实验证明该方法可对中轴线法求解结果进行自动修正,得到正确的目标三维姿态角,提高了姿态判读的速度和可靠性。     

光电准直经纬仪的测量控制系统

测量控制系统是光电自准直经纬仪的核心部分,它直接影响了经纬仪测量失准角的精度.本文介绍了一种用于地面瞄准系统的经纬仪测量控制系统,该系统采用CCD作为光电传感器,通过一系列的信号处理及测量来求出图象落在CCD靶面的中心点,根据设定的数学模型求出失准角,从而完成自准直经纬仪系统的自动测出失准角的功能.     

An instrument for measuring low optical rotation angle

This paper develops a linear heterodyne interferometer based on phase-locked extraction for measuring low optical rotation angle. The validity of the proposed design is demonstrated by measuring a half-wave plate. The average relative error in the measured rotation angle of the half-wave plate is determined as just 0.74%. When applied to the measurement of glucose solutions with concentrations ranging from 0 to 1.2 g/dl, the average relative error in the measured rotation angle of glucose solutions is determined to be 1.46%. The correlation coefficient between the measured rotation angle and the glucose concentration is determined to be 0.999991, while the standard deviation is just 0.00051°. The current system is capable of measuring glucose concentration as low as 0.01 g/dl with an error of 6.67% in the rotation angle measurement. Overall, the experimental results demonstrate the ability of the proposed system to obtain highly accurate measurement of the optical rotation angle.     

A Novel Rotation Speed Measurement Method Based on Surface Acoustic Wave

This paper presents an original passive wireless rotation speed measurement method based on surface acoustic wave (SAW) technology. A theoretical analysis was conducted on the principle of SAW rotation speed measurement and a numerical analysis on the SAW response energy pulses with different rotation angles and resonance frequencies was performed. Numerical calculation results showed that when the distance and the effective length of the antenna connected to SAWR vary with the rotation angle, the energy of acquired SAW response varies periodically. The rotation speed was estimated by searching the crossing points of the SAW response energy pulses and its mean value line. The SAW rotation speed measurement system was set up and the high performance SAW resonators were fabricated on a quartz substrate. The proposed measurement system was tested with a maximum error of 0.6 rpm, indicating that the system is capable of measuring rotation speeds from 10 to 100 rpm. Experimental results verified the validity and feasibility of presented rotation speed measurement method.     

Theoretical analysis of 2D laser angle sensor and several design parameters

Having adopted several sets of new technology and techniques, such as cube-corner prism of higher refractive index, orthogonal holographic grating, non-linear compensation, and fringe fractionization, etc., we have developed a new type of laser angle sensor that can be used to measure two-dimensional angle of moving target. The sensor has high sensitivity, high precision and longer measuring range compared with the original sensor, and its measuring range will achieve ±35°, while its minimum resolution angle is 0.004°. The experimental results show that the measuring error is not greater than ±0.01°. In this paper, several design parameters and measuring results for 2D laser angle sensor are given.     

高速测量电子线路的设计

介绍了弹射试验中的非接触式高速测量电路系统的核心部分一速度信号测量电子线路的设计。该电路的原理是通过触发移位寄存器使其输出一组编码,根据接收器所接收到的编码来判断滑行的距离,由计算机所记录的时间就可以计算出此处的速度。