一种提高夹角测量仪标定精度的标定系统

1.本发明涉及夹角测量仪的标定技术领域，具体为一种提高夹角测量仪标定精度的标定系统。


背景技术：

2.夹角测量仪根据光学自准直测角原理，通过系统焦距及目标点相对零位的偏移量就可以计算出俯仰角和侧摆角。但由于焦距的理论值与装配后实际值不同，且装配后测量焦距比较困难，故需要对夹角测量仪进行标定。
3.目前，国内外实现小角度测量仪器标定的方法主要有分块标定法、基准标定法、激光干涉仪标定法、和空间角度自准直仪标定法等。另外，公开号为cn207717102 u的中国专利提供了一种自准直仪标定装置，利用高精度标准自准直仪对自准直仪进行标定。现有的标定方法成本高，架设困难，且标定范围和精度受到了限制。现有的标定方法，要求标准设备测量精度高于待标定设备，因此，本发明提出一种提高夹角测量仪标定精度的标定系统，以解决上述提到的问题。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本发明提供了一种提高夹角测量仪标定精度的标定系统，解决了上述提到的问题。
5.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种提高夹角测量仪标定精度的标定系统，包括待标定夹角测量仪、高精度标准自准直仪、压电偏转台、平面反射镜、固定反射镜、气浮平台和防风防尘隔音罩。
6.所述待标定夹角测量仪安装在俯仰调整工装上，所述俯仰调整工装安装在气浮平台上，所述高精度标准自准直仪和固定反射镜安装于气浮平台上，所述压电偏转台安装在调整工装上，所述调整工装安装在气浮平台上，所述平面反射镜安装在压电偏转台上并与待标定夹角测量仪构成自准直光路，所述高精度标准自准直仪与平面反射镜和固定反射镜构成自准直光路；所述防风防尘隔音罩通过固定机构设置气浮平台上，所述待标定夹角测量仪(1)、高精度标准自准直仪、压电偏转台、平面反射镜、固定反射镜和调整工装处于防风防尘隔音罩与气浮平台的安装表面围成的空间内，所述待标定夹角测量仪和高精度标准自准直仪及压电偏转台与计算机系统进行通讯连接。
7.所述固定机构包括卡槽、卡板和活动槽，所述卡槽开设在气浮平台的顶部，所述卡槽槽腔的背面呈开口设置，所述卡板固定连接在防风防尘隔音罩的底部，所述卡槽和卡板均呈t型，所述活动槽开设在气浮平台的内部，所述活动槽与卡槽之间连通，所述活动槽的内部固定连接有弹簧，所述弹簧的顶端固定连接有限位板，所述限位板与防风防尘隔音罩处于接触状态。
8.优选的，所述防风防尘隔音罩为薄壳体结构，薄壳体面板采用黑色硬质隔音材料，薄壳体底部为空，与气浮平台的安装表面连接，薄壳体一侧设有门，薄壳体两端打有导线
孔，可通过电力、通信电缆。
9.优选的，所述高精度标准自准直仪测量精度低于待标定夹角测量仪。
10.优选的，所述平面反射镜采用高精度平面反射镜，反射率高于90％。
11.优选的，所述固定反射镜采用高精度平面反射镜，反射率高于90％。
12.优选的，所述压电偏转台采用高分辨率压电偏转台，分辨率高于0.01"，所述压电偏转台采用高稳定压电偏转台，稳定性高于0.01"/15分钟。
13.有益效果
14.本发明提供了一种提高夹角测量仪标定精度的标定系统。与现有技术相比具备以下有益效果：
15.(1)、该提高夹角测量仪标定精度的标定系统，采用共用平面反射镜，通过高精度标准自准直仪对待标定夹角测量仪进行标定，能够对待标定夹角测量仪准确标定，待标定夹角测量仪的标定精度为高精度标准自准直仪测量精度的2倍，而且利用防风风尘隔音罩可以对气浮平台上组件进行防护，同时，便于对防风风尘隔音罩拆卸，方便对气浮平台上的组件进行维护。
16.(2)、该提高夹角测量仪标定精度的标定系统，采用共用平面反射镜，计算机系统同时读取高精度标准自准直仪的读数和待标定自准直仪数据，保证了标定数据的同时性。
17.(3)、该提高夹角测量仪标定精度的标定系统，采用共用平面反射镜，气浮平台隔绝了来自地面和空气中的大部分震动影响。
18.(4)、该提高夹角测量仪标定精度的标定系统，采用共用平面反射镜，将整个系统置于防风防尘隔音罩壳中，隔绝了外界光、灰尘、热源和声音的大部分影响，这两个设备保证了整个标定系统给出的结果更加准确。
附图说明
19.图1为本发明的立体图；
20.图2为本发明气浮平台的立体图；
21.图3为本发明防风风尘隔音罩的立体图；
22.图4为本发明气浮平台的局部主剖图。
23.图中：1-待标定夹角测量仪、2-高精度标准自准直仪、3-压电偏转台、4-平面反射镜、5-固定反射镜、6-气浮平台、7-防风风尘隔音罩、8-调整工装、9-俯仰调整工装、10-计算机系统、11-左侧左开门、12-左侧右开门、13-右侧左开门、14-右侧右开门、15-门把手、16-左侧电缆线孔、17-右侧电缆线孔、18-固定机构、181-卡槽、182-卡板、183-活动槽、184-弹簧、185-限位板。
具体实施方式
24.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
25.请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种提高夹角测量仪标定精度的标定系
统，包括待标定夹角测量仪1、高精度标准自准直仪2、压电偏转台3、平面反射镜4、固定反射镜5、气浮平台6和防风防尘隔音罩7；待标定夹角测量仪1和高精度标准自准直仪2均是一种二维双轴光电自准直测角仪，但高精度标准自准直仪2的测量精度低于待标定夹角测量仪1，气浮平台6为光学领域常规使用的气浮平台，待标定夹角测量仪1安装在俯仰调整工装9上，俯仰调整工装9安装在气浮平台6上，高精度标准自准直仪2和固定反射镜5安装于气浮平台6上，压电偏转台3安装在调整工装8上，调整工装8安装在气浮平台6上，平面反射镜4安装在压电偏转台3上并与待标定夹角测量仪1构成自准直光路，高精度标准自准直仪2与平面反射镜4和固定反射镜5构成自准直光路；防风防尘隔音罩7通过固定机构18设置气浮平台6上，待标定夹角测量仪(1)、高精度标准自准直仪2、压电偏转台3、平面反射镜4、固定反射镜5和调整工装8处于防风防尘隔音罩7与气浮平台6的安装表面围成的空间内，待标定夹角测量仪1和高精度标准自准直仪2及压电偏转台3与计算机系统10进行通讯连接；固定机构18包括卡槽181、卡板182和活动槽183，卡槽181开设在气浮平台6的顶部，卡槽181槽腔的背面呈开口设置，卡板182固定连接在防风防尘隔音罩7的底部，卡槽181和卡板182均呈t型，活动槽183开设在气浮平台6的内部，活动槽183与卡槽181之间连通，活动槽183的内部固定连接有弹簧184，弹簧184的顶端固定连接有限位板185，限位板185与防风防尘隔音罩7处于接触状态，通过在卡槽181、卡板182、活动槽183、弹簧184和限位板185的配合使用下，便于对防风风尘隔音罩7拆卸，方便对气浮平台6上的组件进行维护，防风防尘隔音罩7为薄壳体结构，薄壳体面板采用黑色硬质隔音材料，薄壳体底部为空，与气浮平台6的安装表面连接，薄壳体一侧设有门，薄壳体两端打有导线孔，可通过电力、通信电缆，高精度标准自准直仪2测量精度低于待标定自准直仪1，平面反射镜4采用高精度平面反射镜，反射率高于90％，固定反射镜5采用高精度平面反射镜，反射率高于90％，压电偏转台3采用高分辨率压电偏转台，分辨率高于0.01"，压电偏转台3采用高稳定压电偏转台，稳定性高于0.01"/15分钟。
26.同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。
27.工作时，步骤一、首先，将卡板182对准卡槽181的前方，将防风风尘隔音罩7移动一定的距离，之后，同时下压两个限位板185，从而限位板185向活动槽183内部运动，而弹簧184受力处于压缩状态，之后，再移动防风风尘隔音罩7，当卡板182的背面与卡槽181槽腔的背面接触时，弹簧184带动限位板185复原，从而利用限位板185对防风风尘隔音罩7进行限位，然后，将所有设备按图2的位置摆放，并将所有设备连接好并上电。打开防风防尘隔音罩7的门，便于安装操作设备。压电偏转台3安装到调整工装8上，将调整工装8安装在气浮平台6台面上，在压电偏转台3上安装平面反射镜4，使压电偏转台控制处于偏转量程的中间位置。步骤二、调整俯仰调整工装9，调整俯仰工装上的俯仰调节和偏摆旋钮，使待标定夹角测量仪1与平面反射镜4构成自准直光路，使得从平面反射镜4返回的光能够在待标定夹角测量仪上成像，并尽量趋近于其光轴中心。其成像结果通过计算机系统10进行观察。步骤三、调整固定反射镜5，人眼通过平面反射镜4观察固定反射镜5在平面反射镜中所成的像及像中的平面反射镜4的像和人眼像，调整固定反射镜5，将一系列像的光轴中心调整到尽量平行重合。步骤四、调整高精度标准自准直仪2的偏摆和俯仰调节旋钮，使固定反射镜返回的光能够在高精度标准自准直仪2上成像，并尽量趋近于其光轴中心。其成像结果通过计算机系统10进行观察。步骤五、驱动压电偏转台3带动平面反射镜4在水平方向上摆动，调整俯仰
调整工装9的饶轴旋钮，使待标定夹角测量仪1的水平轴与压电偏转台3的水平轴平行，调整高精度标准自准直仪2的饶轴旋转旋钮使高精度标准自准直仪2的水平轴与压电偏转台的水平轴平行。步骤六、将压电偏转台3控制返回到偏转量程的中间位置，微调俯仰调整工装9的俯仰和偏摆旋钮，使待标定自准直仪的像尽量在光轴中心，通过计算机系统10观察成像。微调高精度标准自准直仪2的偏摆和俯仰调节旋钮，使其像尽量趋近于其光轴中心。其成像结果通过计算机系统10进行观察。步骤七、关闭防风防尘隔音罩7上的左侧左开门11、左侧右开门12、右侧左开门13和右侧右开门14，静止4小时后做具体标定实验。这里静止4小时，使得系统设备的温度与环境温度一致，这样可以降低温度对系统读数产生的漂移。步骤八、以高精度标准自准直仪2和待标定夹角测量仪1均是双轴光电自准直测角仪为例，压电偏转台3为二维电动转台，有水平和俯仰两个方向的自由度。在系统密闭后，在外部通过计算机系统10操作压电偏转台3，给水平一个角度偏转后，读取高精度标准自准直仪2在计算机系统10上的侧摆角度值。步骤九、在待标定夹角测量仪1的标定程序中输入对应的角度值的1/2，作为一次标定，给二维压电偏转台3水平方向一个小角度移动量，此时转台上的平面反射镜4相对于光路发生偏转，反映在计算机系统10上有角度变化，记录当前角度。步骤十、在待标定夹角测量仪1的标定程序中输入对应的角度值的1/2，作为第二次标定数据，重复上述过程51次，根据51次的侧摆角计算水平方向像素当量，得到水平方向标定结果。步骤十一、同步骤十的原理，在外部给压电偏转台3一个俯仰方向角度偏转，读取高精度标准自准直仪2在计算机系统10上的俯仰角度值，在待标定自准直仪1的标定程序中输入对应的角度值的1/2，作为一次标定，给二维压电偏转台3俯仰方向一个小角度移动量，此时转台上的平面反射镜4相对于光路发生偏转，反映在计算机系统10上有角度变化，记录当前角度。在待标定自准直仪1的标定程序中输入对应的角度值的1/2，作为第二次标定数据，重复上述过程51次，根据51次的侧摆角计算俯仰方向像素当量，得到俯仰方向标定结果。
28.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
29.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。