專利名稱：測角精度動(dòng)態(tài)測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光學(xué)領(lǐng)域，涉及一種測量裝置，尤其涉及一種用于光電編碼器在測量角度時(shí)的測角精度動(dòng)態(tài)測量裝置。
背景技術(shù)：
光電編碼器是一種以高精度計(jì)量圓光柵為位移基準(zhǔn)、以光柵莫爾條紋技術(shù)為基礎(chǔ)、將空間角位移轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息的精密數(shù)字角度傳感器。用它可實(shí)現(xiàn)角度位移、直線位移、速度、加速度及其它物理量的精確測量。與其它同類用途的傳感器相比，光電編碼器具有高分辨力、高精度、高智能化、無接觸測量、使用可靠、易于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用于國防、工業(yè)、生物工程和科技領(lǐng)域的精密測量和實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)中。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，對光電編碼器的測量精度、分辨率、小型化、可靠性及環(huán)境適應(yīng)性提出了更高的要求。如何對光電編碼器精度進(jìn)行準(zhǔn)確、快速的測量，特別是對光電編 碼器在復(fù)雜和惡劣環(huán)境下的精度進(jìn)行測量，成為日益突出的重要問題。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決背景技術(shù)中存在的上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種可對光電編碼器的測角誤差進(jìn)行動(dòng)態(tài)檢測、自動(dòng)化程度高、測量效率高以及測量重復(fù)性好的測角精度動(dòng)態(tài)測
量裝置。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是本發(fā)明提供了一種測角精度動(dòng)態(tài)測量裝置，其特殊之處在于所述測角精度動(dòng)態(tài)測量裝置包括聯(lián)軸節(jié)、速率陀螺儀、載物臺(tái)、驅(qū)動(dòng)裝置、數(shù)據(jù)采集電路、時(shí)統(tǒng)以及數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī)；所述載物臺(tái)套裝在聯(lián)軸節(jié)上；所述速率陀螺儀設(shè)置在載物臺(tái)上；待測測角儀器設(shè)置在聯(lián)軸節(jié)的頂部；所述驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)聯(lián)軸節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)；所述聯(lián)軸節(jié)帶動(dòng)待測測角儀器以及速率陀螺儀同步轉(zhuǎn)動(dòng)；所述數(shù)據(jù)采集電路分別與速率陀螺儀、待測測角儀器以及碼時(shí)統(tǒng)相連；所述數(shù)據(jù)采集電路電性接入數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī)。上述待測測角儀器的主軸通過聯(lián)軸節(jié)設(shè)置在載物臺(tái)上。上述速率陀螺儀的敏感軸與載物臺(tái)表面垂直。上述載物臺(tái)表面與聯(lián)軸節(jié)的軸向相垂直。上述待測測角儀器是光電編碼器、多齒分度臺(tái)、速率轉(zhuǎn)臺(tái)或光電經(jīng)緯儀。上述時(shí)統(tǒng)是IRIG-B碼時(shí)統(tǒng)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是本發(fā)明提供了一種測角精度動(dòng)態(tài)測量裝置，該裝置將被檢測光電編碼器主軸通過聯(lián)軸節(jié)與載物臺(tái)相連接，載物臺(tái)表面與聯(lián)軸節(jié)垂直，速率陀螺儀固定在載物臺(tái)上，速率陀螺敏感軸與載物臺(tái)表面垂直；驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)聯(lián)軸節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)，連軸節(jié)帶動(dòng)被檢測光電編碼器和速率陀螺儀同步轉(zhuǎn)動(dòng)，數(shù)據(jù)采集電路同時(shí)采集被檢測光電編碼輸出角度信息、IRIG-B碼時(shí)統(tǒng)輸出的時(shí)間信息以及速率陀螺儀輸出的角速度信息，送入數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序，由計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序完成編碼器測角精度的計(jì)算和顯示。本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)光電編碼器的測角誤差的動(dòng)態(tài)檢測；其自動(dòng)化程度高，測量效率高，測量重復(fù)性好，測量精度受速率陀螺儀精度、采樣率影響；可以實(shí)現(xiàn)光電編碼器不同工作狀態(tài)下測角精度的動(dòng)態(tài)檢測，即可通過設(shè)置驅(qū)動(dòng)裝置的工作參數(shù)使被檢測光電編碼器以不同工作角速度和角加速度工作，測量相應(yīng)工作狀態(tài)下的測角精度；可以實(shí)現(xiàn)光電編碼器任意多個(gè)角度的誤差測量；可以實(shí)現(xiàn)光電編碼器在高低溫箱及真空試驗(yàn)箱內(nèi)測角誤差的測量。因?yàn)楸景l(fā)明工作過程中不需要人為手動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)編碼器，因此可以放置在高低溫箱及真空試驗(yàn)箱內(nèi)，完成高低溫及真空環(huán)境下光電編碼器測角精度的測量?？梢詫?shí)現(xiàn)以光電編碼器為核心測量元件的穩(wěn)速系統(tǒng)的速率平穩(wěn)性測試；同時(shí)，同樣可用于其它測角元件(如圓感應(yīng)同步器、旋變等)測角精度的動(dòng)態(tài)檢測；還可以用于以編碼器為核心的各種測角儀器精度的測量，如多齒分度臺(tái)、速率轉(zhuǎn)臺(tái)、光電經(jīng)緯儀等儀器精度的檢測。


圖I是本發(fā)明所提供的測角精度動(dòng)態(tài)測量裝置的框架結(jié)構(gòu)示意圖；
其中I-待測測角儀器、2-聯(lián)軸節(jié)、3-速率陀螺儀、4-固定支架、5-驅(qū)動(dòng)裝置、6_碼時(shí)統(tǒng)、7-數(shù)據(jù)采集電路、8-數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī)、9-載物臺(tái)。
具體實(shí)施例方式參見圖1，本發(fā)明提供了一種測角精度動(dòng)態(tài)測量裝置，該裝置包括聯(lián)軸節(jié)2、速率陀螺儀3、載物臺(tái)9、驅(qū)動(dòng)裝置5、數(shù)據(jù)采集電路7、時(shí)統(tǒng)6以及數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī)8 ;載物臺(tái)9套裝在聯(lián)軸節(jié)2上；速率陀螺儀3設(shè)置在載物臺(tái)9上；待測測角儀器I設(shè)置在聯(lián)軸節(jié)2的頂部；驅(qū)動(dòng)裝置5帶動(dòng)聯(lián)軸節(jié)2轉(zhuǎn)動(dòng)；聯(lián)軸節(jié)2帶動(dòng)待測測角儀器I以及速率陀螺儀3同步轉(zhuǎn)動(dòng)；數(shù)據(jù)采集電路7分別與速率陀螺儀3、待測測角儀器I以及時(shí)統(tǒng)6相連；數(shù)據(jù)采集電路7電性接入數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī)8。聯(lián)軸節(jié)2、速率陀螺儀3、載物臺(tái)9、時(shí)統(tǒng)6以及驅(qū)動(dòng)裝置5形成數(shù)據(jù)產(chǎn)生單元；數(shù)據(jù)采集電路7以及數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī)8形成數(shù)據(jù)采集及處理單元；其中數(shù)據(jù)采集電路7可以是電學(xué)領(lǐng)域中常用的各種數(shù)據(jù)采集電路7，均可以用于本發(fā)明中。驅(qū)動(dòng)裝置5可以是現(xiàn)有技術(shù)中任何一種用于驅(qū)動(dòng)的裝置，例如電機(jī)，減速電機(jī)，馬達(dá)等。速率陀螺儀3的敏感軸與載物臺(tái)9表面垂直，載物臺(tái)9表面與聯(lián)軸節(jié)2的軸向相垂直；時(shí)統(tǒng)6是IRIG-B碼時(shí)統(tǒng)?；诒景l(fā)明的思路，待測測角儀器I不僅是光電編碼器，它可以是任何一種測角元件(如圓感應(yīng)同步器、旋變)，同時(shí)還可以擴(kuò)展為多齒分度臺(tái)、速率轉(zhuǎn)臺(tái)或光電經(jīng)緯儀等以編碼器、感應(yīng)同步器、旋變?yōu)楹诵牡母鞣N具有角度測量功能的儀器的測角精度的測量。測量系統(tǒng)主要由被檢測光電編碼器I、聯(lián)軸節(jié)2、速率陀螺儀3、固定支架4、驅(qū)動(dòng)裝置5、IRIG-B碼時(shí)統(tǒng)6、數(shù)據(jù)采集電路7、數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī)8、載物臺(tái)9組成。本發(fā)明的工作原理是待測測角儀器I的主軸通過聯(lián)軸節(jié)2與載物臺(tái)9相連接，載物臺(tái)9表面與聯(lián)軸節(jié)2垂直，速率陀螺儀3固定在載物臺(tái)9上，速率陀螺敏感軸與載物臺(tái)9表面垂直。驅(qū)動(dòng)裝置5帶動(dòng)聯(lián)軸節(jié)2轉(zhuǎn)動(dòng)，連軸節(jié)帶動(dòng)被檢測光電編碼器和速率陀螺儀3同步轉(zhuǎn)動(dòng)，數(shù)據(jù)采集電路7同時(shí)采集被檢測光電編碼輸出角度信息、IRIG-B碼時(shí)統(tǒng)6輸出的時(shí)間信息以及速率陀螺儀3輸出的角速度信息，送入數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī)8應(yīng)用程序，由計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序完成編碼器測角精度的計(jì)算和顯示。計(jì)算方法如下(I)按公式(I)將速率陀螺儀輸出的角速度對時(shí)間積分得到角度測量值Xtl ；
權(quán)利要求
1.一種測角精度動(dòng)態(tài)測量裝置，其特征在于所述測角精度動(dòng)態(tài)測量裝置包括聯(lián)軸節(jié)、速率陀螺儀、載物臺(tái)、驅(qū)動(dòng)裝置、數(shù)據(jù)采集電路、時(shí)統(tǒng)以及數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī)；所述載物臺(tái)套裝在聯(lián)軸節(jié)上；所述速率陀螺儀設(shè)置在載物臺(tái)上；待測測角儀器通過聯(lián)軸節(jié)設(shè)置在載物臺(tái)上；所述驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)聯(lián)軸節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)；所述聯(lián)軸節(jié)帶動(dòng)待測測角儀器以及速率陀螺儀同步轉(zhuǎn)動(dòng)；所述數(shù)據(jù)采集電路分別與速率陀螺儀、待測測角儀器以及時(shí)統(tǒng)相連；所述數(shù)據(jù)采集電路電性接入數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的測角精度動(dòng)態(tài)測量裝置，其特征在于所述待測測角儀器的主軸通過聯(lián)軸節(jié)設(shè)置在載物臺(tái)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的測角精度動(dòng)態(tài)測量裝置，其特征在于所述速率陀螺儀的敏感軸與載物臺(tái)表面垂直。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的測角精度動(dòng)態(tài)測量裝置，其特征在于所述載物臺(tái)表面與聯(lián)軸節(jié)的軸向相垂直。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2或3或4所述的測角精度動(dòng)態(tài)測量裝置，其特征在于所述待測測角儀器是光電編碼器、圓感應(yīng)同步器、旋變以及以上述測角元件為核心的具有測角功能的儀器；所述以上述測角元件為核心的具有測角功能的儀器是多齒分度臺(tái)、速率轉(zhuǎn)臺(tái)或光電經(jīng)纟韋儀。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的測角精度動(dòng)態(tài)測量裝置，其特征在于所述時(shí)統(tǒng)是IRIG-B碼時(shí)統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種測角精度動(dòng)態(tài)測量裝置，包括聯(lián)軸節(jié)、速率陀螺儀、載物臺(tái)、驅(qū)動(dòng)裝置、數(shù)據(jù)采集電路、時(shí)統(tǒng)以及數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī)；載物臺(tái)套裝在聯(lián)軸節(jié)上；速率陀螺儀設(shè)置在載物臺(tái)上；待測測角儀器設(shè)置在聯(lián)軸節(jié)的頂部；驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)聯(lián)軸節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)；聯(lián)軸節(jié)帶動(dòng)待測測角儀器以及速率陀螺儀同步轉(zhuǎn)動(dòng)；數(shù)據(jù)采集電路分別與速率陀螺儀、待測測角儀器以及碼時(shí)統(tǒng)相連；數(shù)據(jù)采集電路電性接入數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī)。本發(fā)明提供了一種可對光電編碼器的測角誤差進(jìn)行動(dòng)態(tài)檢測、自動(dòng)化程度高、測量效率高以及測量重復(fù)性好的測角精度動(dòng)態(tài)測量裝置。
文檔編號G01D18/00GK102879032SQ20121035961
公開日2013年1月16日 申請日期2012年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月25日
發(fā)明者田留德, 趙建科, 張周鋒, 段亞軒, 周艷, 潘亮 申請人:中國科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所