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拼接式编码器测角误差分析及试验

黄龙 潘年 马文礼 黄金龙

黄龙, 潘年, 马文礼, 黄金龙. 拼接式编码器测角误差分析及试验[J]. 中国光学(中英文), 2015, 8(3): 464-470. doi: 10.3788/CO.20150803.0464
引用本文: 黄龙, 潘年, 马文礼, 黄金龙. 拼接式编码器测角误差分析及试验[J]. 中国光学(中英文), 2015, 8(3): 464-470. doi: 10.3788/CO.20150803.0464
HUANG Long, PAN Nian, MA Wen-li, HUANG Jin-long. Error analysis and experimentation of scale tape encoder[J]. Chinese Optics, 2015, 8(3): 464-470. doi: 10.3788/CO.20150803.0464
Citation: HUANG Long, PAN Nian, MA Wen-li, HUANG Jin-long. Error analysis and experimentation of scale tape encoder[J]. Chinese Optics, 2015, 8(3): 464-470. doi: 10.3788/CO.20150803.0464

拼接式编码器测角误差分析及试验

基金项目: 国家自然基金资助项目(No.60978050)
详细信息
    通讯作者:

    黄 龙(1990—),男,四川巴中人,博士研究生,主要从事大型望远镜轴系技术方面的研究。E-mail:cdhuanglong@163.com

    潘 年(1987—),男,重庆忠县人,博士研究生,主要从事大尺寸光栅测角技术方面的研究。E-mail:wopannian@163.com

    马文礼(1962—),男,吉林四平人,研究员,博士生导师,主要从事望远镜系统、微电子检测设备、线阵和面阵CCD光学拼接、低温光学系统、真空远红外光谱测量仪、空间相机内方位元素测量仪等方面的研究。E-mail:mawenli@ioe.ac.cn

    黄金龙(1982—),男,四川渠县人,硕士,助理研究员,主要从事大型望远镜结构设计方面的研究。E-mail:huangjinlong8080@163.com

  • 中图分类号: TH741;TP762

Error analysis and experimentation of scale tape encoder

  • 摘要: 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。

     

  • 图 1  安装偏心原理图

    Figure 1.  Schematic diagram of mechanical installation eccentricity

    图 2  钢带安装环椭圆度原理图

    Figure 2.  Schematic diagram of roundness error with cirque

    图 3  测角实验原理图

    Figure 3.  Schematic diagram of angle measuring experiment

    图 4  逆时针方向读数头测角误差曲线

    Figure 4.  Angle measurement error curve for counterclockwise

    图 5  顺时针方向读数头测角误差曲线

    Figure 5.  Angle measurement error curve for clockwise

    图 6  顺时针方向读数头测角误差一次谐波

    Figure 6.  First harmonic of angle measurement error for clockwise

    图 7  顺时针方向读数头测角误差二次谐波

    Figure 7.  Second harmonic of angle measurement error for clockwise

    图 8  顺时针方向读数头测角误差拟合曲线

    Figure 8.  Fitted curves of angle measurement error for clockwise

    表  1  顺时针旋转不同读数头数目下的误差谐波幅值表

    Table  1.   Harmonic amplitude of different reading heads for clockwise rotation

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    表  2  初相位理论差值与实际差值比较表

    Table  2.   Comparative sheet between theoretical and practical difference of initial phase

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出版历程
  • 收稿日期:  2014-12-15
  • 录用日期:  2015-02-19
  • 刊出日期:  2015-01-25

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