專利名稱：光學(xué)系統(tǒng)光軸與其安裝基面垂直度的檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光學(xué)儀器檢測技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種光學(xué)系統(tǒng)光軸與其安裝基面垂直度的檢測方法。
背景技術(shù)：
隨著航空、航天事業(yè)的發(fā)展，對許多光學(xué)系統(tǒng)(如無人機偵察光學(xué)系統(tǒng)等)提出了光軸對安裝基面垂直度的要求。為保證光學(xué)系統(tǒng)在使用過程中保持穩(wěn)定，設(shè)計時往往不加調(diào)整機構(gòu)，而是通過機械加工和裝調(diào)的手段使二者的垂直度達(dá)到要求，并具有防震抗沖擊的性能，確保在使用中不發(fā)生變化。這項指標(biāo)在使用前應(yīng)進行嚴(yán)格的檢查，保證其達(dá)到設(shè)計要求。光學(xué)系統(tǒng)的光軸對安裝基面垂直度是光學(xué)系統(tǒng)一項新的測量指標(biāo)，目前沒有查到關(guān)于這項指標(biāo)的可供參考和借鑒的測量方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種光學(xué)系統(tǒng)光軸與其安裝基面垂直度的檢測方法。
本發(fā)明實現(xiàn)步驟如下(a)在調(diào)平臺3上放置精密轉(zhuǎn)臺2，被測光學(xué)系統(tǒng)1放置在精密轉(zhuǎn)臺2上；(b)在精密轉(zhuǎn)臺2的正上方架設(shè)一臺平行光管4，平行光管4的焦面上放置十字絲分劃板，被測光學(xué)系統(tǒng)1的鏡頭對準(zhǔn)平行光管4，使平行光管4焦面上的十字絲經(jīng)被測光學(xué)系統(tǒng)1所成的像顯示在監(jiān)視器上，同時電十字絲圖像顯示在監(jiān)視器中心；(c)轉(zhuǎn)動精密轉(zhuǎn)臺2，在監(jiān)視器上觀察電十字絲的像與平行光管4十字絲的像的相對位置的變化，當(dāng)這兩個像之間有相對的位移，則精密轉(zhuǎn)臺2的回轉(zhuǎn)軸線與平行光管4的光軸不平行，調(diào)整調(diào)平臺3使精密轉(zhuǎn)臺2的回轉(zhuǎn)軸線與平行光管4的光軸平行，此時轉(zhuǎn)動精密轉(zhuǎn)臺2電十字絲的像與平行光管4十字絲的像沒有相對位移，此時兩個十字絲像的偏離量就是由被測光學(xué)系統(tǒng)1光軸與安裝基面不垂直度帶來的；(d)將一塊平面反射鏡6放置在精密轉(zhuǎn)臺2上，平面反射鏡6的正上方架設(shè)自準(zhǔn)直儀5，使自準(zhǔn)直儀5與平面反射鏡6自準(zhǔn)成像，記錄自準(zhǔn)直儀5的角度，即平面反射鏡6法線與自準(zhǔn)直儀光軸的夾角α；(e)調(diào)整調(diào)平臺3，使被測光學(xué)系統(tǒng)1的光軸與平行光管4的光軸重合，在監(jiān)視器上觀察電十字絲的像與平行光管4十字絲的像重合，平面反射鏡6隨被測光學(xué)系統(tǒng)1一起被調(diào)整，改變了原法線方向，讀取自準(zhǔn)直儀5的角度，即此時平面反射鏡6法線與自準(zhǔn)直儀光軸的夾角β；(f)計算被測光學(xué)系統(tǒng)1光軸與安裝基面不垂直度誤差δ＝β-α。
本發(fā)明測量方法的特點本發(fā)明將被測光學(xué)系統(tǒng)放置在精密轉(zhuǎn)臺上，使被測光學(xué)系統(tǒng)光軸與其安裝基面垂直度的檢驗轉(zhuǎn)換為光軸與精密轉(zhuǎn)臺上表面垂直度的檢驗，從而將光學(xué)系統(tǒng)光軸與其安裝基面兩個不易分離、不易測量的量，轉(zhuǎn)換為光學(xué)系統(tǒng)的光軸與精密轉(zhuǎn)臺的上表面這兩個可分離、可測量的量。
本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于航天、航空光學(xué)系統(tǒng)光軸于其安裝基面垂直度的檢驗。


圖1為本發(fā)明實施方式示意圖，也是說明書摘要附圖。圖中1為被測光學(xué)系統(tǒng)、3調(diào)平臺、2精密轉(zhuǎn)臺、4平行光管、5自準(zhǔn)直儀、6平面反射鏡。
具體實施例方式
實現(xiàn)本發(fā)明測量光學(xué)系統(tǒng)光軸與其安裝基面垂直度的裝置包括調(diào)平臺3、精密轉(zhuǎn)臺2、平行光管4、自準(zhǔn)直儀5、平面反射鏡6。
測量前將被測光學(xué)系統(tǒng)1的CCD接收器信號輸出端與監(jiān)視器相連接，同時將電十字絲發(fā)生器與監(jiān)視器相連接做輔助觀察。
測量一個具體的光學(xué)系統(tǒng)，如無人機偵察光學(xué)系統(tǒng)光軸與其安裝基面垂直度的方法實施步驟如下(a)在調(diào)平臺3上放置精密轉(zhuǎn)臺2，被測光學(xué)系統(tǒng)1放置在精密轉(zhuǎn)臺2上；精密轉(zhuǎn)臺2的回轉(zhuǎn)軸線與精密轉(zhuǎn)臺2表面應(yīng)相互垂直，兩者的垂直度取決于被測光學(xué)系統(tǒng)1光軸與安裝基面垂直度的要求，精密轉(zhuǎn)臺2的回轉(zhuǎn)軸線與精密轉(zhuǎn)臺2表面的垂直度應(yīng)優(yōu)于被測光學(xué)系統(tǒng)1光軸與安裝基面垂直度的1/5，對于垂直度要求為100″的被測光學(xué)系統(tǒng)1，精密轉(zhuǎn)臺2的回轉(zhuǎn)軸線與精密轉(zhuǎn)臺2表面的垂直度優(yōu)于20″；調(diào)平臺3采用三點調(diào)平的方式，有較高的靈敏度，通過對調(diào)平臺3的調(diào)整使精密轉(zhuǎn)臺2的回轉(zhuǎn)軸與平行光管4的光軸平行；(b)在精密轉(zhuǎn)臺2的正上方架設(shè)一臺平行光管4，平行光管4的作用是提供一個無窮遠(yuǎn)目標(biāo)，它的焦距應(yīng)為被測光學(xué)系統(tǒng)1的焦距的2～3倍；平行光管4的焦面上放置十字絲分劃板，被測光學(xué)系統(tǒng)1的鏡頭對準(zhǔn)平行光管4，使平行光管4焦面上的十字絲經(jīng)被測光學(xué)系統(tǒng)1形成的圖像顯示在監(jiān)視器上，同時電十字絲圖像顯示在監(jiān)視器中心；(c)轉(zhuǎn)動精密轉(zhuǎn)臺2，在監(jiān)視器上觀察電十字絲的像與平行光管4十字絲的像的相對位置的變化，當(dāng)這兩個像之間有相對的位移，則精密轉(zhuǎn)臺2的回轉(zhuǎn)軸線與平行光管4的光軸不平行，調(diào)整調(diào)平臺3使精密轉(zhuǎn)臺2的回轉(zhuǎn)軸線與平行光管4的光軸平行，此時電十字絲的像與平行光管4十字絲的像沒有相對位移，此時兩個十字絲像的偏離量就是由光軸與安裝基面不垂直度帶來的；(d)將一塊平面反射鏡6放置在精密轉(zhuǎn)臺2上，平面反射鏡6的面形要優(yōu)于1λ，平面反射鏡6的正上方架設(shè)自準(zhǔn)直儀5，使自準(zhǔn)直儀5與平面反射鏡6自準(zhǔn)成像，自準(zhǔn)直儀5選用0.2″自準(zhǔn)直儀；記錄自準(zhǔn)直儀5的角度，即平面反射鏡6法線與自準(zhǔn)直儀光軸的夾角α；(e)調(diào)整調(diào)平臺3，使被測光學(xué)系統(tǒng)1的光軸與平行光管4的光軸重合，在監(jiān)視器上觀察電十字絲的像與平行光管4十字絲的像重合，平面反射鏡6隨被測光學(xué)系統(tǒng)1一起被調(diào)整，改變了原法線方向，讀取自準(zhǔn)直儀5的角度，即此時平面反射鏡6法線與自準(zhǔn)直儀光軸的夾角β；(f)計算被測光學(xué)系統(tǒng)1光軸與安裝基面不垂直度誤差δ＝β-α。
根據(jù)計算出的被測光學(xué)系統(tǒng)1光軸與安裝基面不垂直度誤差δ，可通過機械加工和裝調(diào)手段使其達(dá)到設(shè)計要求。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)系統(tǒng)光軸與其安裝基面垂直度的檢測方法，其特征在于采用下列步驟(a)在調(diào)平臺(3)上放置精密轉(zhuǎn)臺(2)，被測光學(xué)系統(tǒng)(1)放置在精密轉(zhuǎn)臺(2)上；(b)在精密轉(zhuǎn)臺(2)的正上方架設(shè)一臺平行光管(4)，平行光管(4)的焦面上放置十字絲分劃板，被測光學(xué)系統(tǒng)(1)的鏡頭對準(zhǔn)平行光管(4)，使平行光管(4)焦面上的十字絲經(jīng)被測光學(xué)系統(tǒng)(1)形成的圖像顯示在監(jiān)視器上，同時電十字絲圖像顯示在監(jiān)視器中心；(c)轉(zhuǎn)動精密轉(zhuǎn)臺(2)，在監(jiān)視器上觀察電十字絲的像與平行光管(4)十字絲的像的相對位置的變化，當(dāng)這兩個像之間有相對的位移，則精密轉(zhuǎn)臺(2)的回轉(zhuǎn)軸線與平行光管(4)的光軸不平行，調(diào)整調(diào)平臺(3)使精密轉(zhuǎn)臺(2)的回轉(zhuǎn)軸線與平行光管(4)的光軸平行，此時電十字絲的像與平行光管(4)十字絲的像沒有相對位移；(d)將一塊平面反射鏡(6)放置在精密轉(zhuǎn)臺(2)上，平面反射鏡(6)的正上方架設(shè)自準(zhǔn)直儀(5)，使自準(zhǔn)直儀(5)與平面反射鏡(6)自準(zhǔn)成像，記錄自準(zhǔn)直儀(5)的方位角度，即平面反射鏡(6)法線與自準(zhǔn)直儀(5)光軸的夾角α；(e)調(diào)整調(diào)平臺(3)，使被測光學(xué)系統(tǒng)(1)的光軸與平行光管(4)的光軸重合，在監(jiān)視器上觀察電十字絲的像與平行光管(4)十字絲的像重合，讀取自準(zhǔn)直儀(5)的方位角度，即此時平面反射鏡(6)的法線與自準(zhǔn)直儀(5)光軸的夾角β；(f)計算被測光學(xué)系統(tǒng)1光軸與安裝基面不垂直度誤差δ＝β-α。
全文摘要
一種屬于光學(xué)儀器檢測技術(shù)領(lǐng)域的光學(xué)系統(tǒng)光軸與其安裝基面垂直度的檢測方法將被測光學(xué)系統(tǒng)置于調(diào)平臺上的精密轉(zhuǎn)臺上，其上方架設(shè)一臺平行光管，通過轉(zhuǎn)動精密轉(zhuǎn)臺和調(diào)整調(diào)平臺使平行光管與精密轉(zhuǎn)臺軸線相平行；精密轉(zhuǎn)臺上平面反射鏡的上方架設(shè)自準(zhǔn)直儀，使自準(zhǔn)直儀與平面反射鏡自準(zhǔn)成像，記錄自準(zhǔn)直儀的方位角度；調(diào)整調(diào)平臺至電十字絲的像與平行光管十字絲的像重合，讀取自準(zhǔn)直儀的方位角度；計算被測光學(xué)系統(tǒng)光軸與安裝基面不垂直度誤差。本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于航天、航空光學(xué)系統(tǒng)光軸與其安裝基面垂直度的檢驗。
文檔編號G01M11/02GK1865889SQ20051001679
公開日2006年11月22日 申請日期2005年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月18日
發(fā)明者葉露, 劉則洵, 韓冰 申請人:中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所