光学圆柱几何形状的精确测量和误差消除

为提高圆柱形光学元件形状测量精确度,对采用圆柱度测量仪测量光学圆柱时存在的3种定位误差进行了分析。针对偏置误差,提出一种包含有传感器测头偏移误差和试件偏心误差的双偏置参数圆轮廓测量模型以及基于参数优化的偏置误差分离方法,可避免现有单参数测量模型的原理缺陷,实现对偏置参量的精确估计与直接求解;针对基准间平行定位误差,提出了"倒置法"误差分离方法,以实现对基准间平行定位误差的精确分离和补偿;针对气浮导轨轴向定位误差,提出了基于液体阻尼的气浮导轨轴向定位误差抑制方法。仿真和实验验证了上述方法的有效性。     

基于扫描激光差动技术的圆度误差检测

为了提高回转体圆度误差测量精度,基于差动技术,并利用小波变换过滤算法及圆度误差最小二乘法模型,提出一种基于扫描激光差动技术的圆度误差检测系统。采用分光镜分束的方法,形成两束光强调制信号,从原理上消除偏心误差的影响。通过对一标定零件进行圆度误差测量实验,设定不同的实验条件,偏心量分别为2~4 mm,5~7 mm、8~9 mm,所测得圆度误差值相差不超过0.62 μm。表明测量系统可以有效消除偏心误差,完成对回转体零件圆度误差的检测。解决了目前圆度误差检测中回转轴偏心量误差消除难度大、测量效率低等问题,为高精度检测提供了一种新思路。     

600mm薄镜面主动光学望远镜轴系结构设计

为研究大型望远镜薄镜面主动光学的核心技术,以600 mm望远镜为缩比系统,采用高精度标准轴承设计了具有快速装调、高互换性和便于维护等特点的俯仰-方位轴系结构.俯仰轴系由向心角接触球轴承构成,方位轴系由推力球轴承和双列圆柱滚子轴承构成.采用有限元软件Patran仿真得到了系统的前三阶固有频率和振型.分析了影响轴系回转精度的误差源,采用谐波理论对轴系误差测量结果进行了处理,得到俯仰轴系晃动误差为4.2,方位轴系晃动误差为9.3.望远镜在外场观星试验中得到了比较理想的成像效果,验证了轴系结构设计的合理性和正确性,并为中小型望远镜高精度轴系的研制提供了设计依据和技术途径.     

面向激光追踪测量系统二维回转轴系的误差分析及精度保证

为实现对数控装备测量精度的快速检测,面向激光追踪测量系统设计了一套二维万向节式回转轴系。将高精度标准球作为反射单元固定安装在基座上,保证了激光追踪测量系统具有较大的跟踪角度,同时避免了轴系回转时的窜动和游动对测量结果的影响。分析了轴系结构中主要几何误差对激光追踪测量系统测量精度的影响,研究了轴系跳动误差与测量精度的关系,并简化了轴系跳动误差模型。实验结果表明,当轴系跳动误差在±5μm以内时,由该误差引起的激光追踪测量系统的测量误差不足0.1μm,保证了激光追踪测量系统具有消除跳动误差影响的能力。     

稳定平台轴系精度对视轴指向误差的影响分析

为提高双框架稳定跟踪平台的控制精度,需要对机械误差造成的视线角误差进行严格的控制,要求设计轴系在现有加工水平和轴承精度水平的基础上保证高的回转精度.轴承孔的同轴度、轴承跳动、结构挠度等是影响轴系回转精度的主要因素,文中对这些因素造成的轴系回转误差进行了分析与综合,并针对某样机进行定量的分析,得到了轴系的运动误差,计算了...     

基于遗传算法的柱面光栅测角技术研究

高精度角度测量装置是保证旋转设备精度和性能的关键, 广泛应用于测量跟踪仪器中, 特别是对于大尺寸坐标测量仪器, 测角相比于测距是制约坐标测量精度的瓶颈。在精密一维轴系平台上, 采用高精度柱面光栅及四个读数头构建测角装置, 对传感器本身、安装及轴系跳动等误差因素对测角精度的影响进行了详细分析。基于角度测量标准器具校准角度测量误差, 对误差数据进行谐波分析。基于遗传算法提出了一种参数优化方法, 建立误差补偿模型, 对测角误差进行了补偿。实验结果显示, 补偿后柱面光栅测角误差减少为0.7, 证明了误差补偿算法的有效性, 显著地提高了角度测量精度。     

光栅角编码器偏心误差修正方法研究

为了减小光栅角编码器偏心误差的影响,提高光栅角编码器角度测量的精度,对偏心误差的修正方法进行了研究。通过对光栅角编码器测角原理和偏心误差产生原因的分析,建立了偏心误差模型。并根据偏心误差模型的特点,对其进行简化,得到易于数学计算的偏心误差修正模型。以平行光管和23面棱体为基准,得到存在偏心误差的一组光栅角编码器测量数据。使用线性最小二乘参数选择准则,对偏心误差修正模型中的参数进行优化计算,得到修正模型中的参数,完成对光栅角编码器误差偏心的修正。通过误差修正试验和精度验证试验,表明经过偏心误差修正,系统测量精度优于±13″。修正方法达到了补偿误差的目的,提高了光栅角编码器的测量精度,满足了高精度角度测量的要求。     

基于CCD图像的圆度误差测量的研究

介绍了一种基于CCD图像的圆度误差测量系统,给出了利用数字图像处理技术进行图像采集、预处理、二值化、边缘检测、轮廓提取等,进而对圆度误差进行评定,分析了误差产生的原因.试验证明,用该方法提供圆度误差的评定是可行的,并具有先进性和实用性.     

大气折射引起的雷达定位误差模型

大气折射引起的雷达定位误差是限制雷达精度进一步提高的关键因素之一.针对目前只给出雷达测量参数的折射误差,不能明显给出实际应用中所需要的目标位置偏移误差现状.通过采用我国大气折射率的统计模型和目前公认的高精度的电波折射误差修正方法一射线描迹法,对大气折射引起的雷达定位误差进行了目标位置偏离的计算和拟合,建立了大气折射引起雷达测量目标的位置偏移误差模型,从而为雷达实际使用和精度评估奠定基础.     

一种基于单转位特征角的圆度误差分离方法研究

为提高光学标准球形状误差测量准确度,提出了 一种基于单转位特征角的圆度误差分离方法。本文方 法基于严格的数学原理,利用特征角在形状比较中参照作用,可完全回避开可能产生谐波抑 制的所有“盲 点”;通过一次转位,并分别将转位前后的采样数据进行傅里叶变换,在频域中实现 光学标准球圆度 误差和主轴径向回转误差的分离,再将分离后的数据变换到时域,可以在使分离后的信号在 进入滤波器之 前无任何信号损失,使得建模过程无任何原理误差,实现主轴径向回转误差和光学标准器 圆度误差的完 全分离。实验表明,当每周采样点数为1024、 转位特征角为21.09′时,分离后圆度误差包含所有频次的谐 波,无任何谐波抑制,表明光学标准球圆度误差与仪器主轴的回转误差得到严格分离。本文 方法不仅可以用 于超精密级光学标准球的圆度测量,而且可用于建立精度水平最高的理想的基/标准级圆度 测量系统。