《角度与角位移检测》PPT课件

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1、角度及角位移测量角度单位及量值传递前已述及，在长度测量中有长度基准及其量值传递的问题。那么角度测量中是否也有角度基准与量值传递的问题呢？将被测角度与标准角度进行比较并确定被测角度的量值，这是角度测量。而标准角度则应事先用精度更高的角度标准检定过。这种逐级用高精度角度标准检定低精度角度标准的过程，就是角度量值的传递过程．角度的自然基准和圆周封闭原则1.自然基准：360o圆周角2.圆周封闭原则：整圆周上所有角分度的误差之和为零（圆周内误差封闭的原理）角度实物基准随着科学技术的发展，对角度测量的精度要求越来越高，角度量块已不再能满足要求，而必须寻求

2、精度更高的器件做角度实物标准。实际上，360的圆心角本身就是角度的一个自然基准。能够以最高的精确度将360o等分的圆分度器件就可以做为角度实物基准。各种精度的光学度盘、码盘、光栅盘、多面棱体与多齿分度盘等，在角度量值传递过程中均可做为角度实物标准。实物基准1.高精度度盘：在圆盘上的某一圆周上刻有一系列的等分刻线以实现圆周等分的器件称为度盘。度盘的角间隔一般为1o,30’,20’,10’,5’和4‘几种。用于角度及圆分度误差的静态测量。2.圆光栅：光栅盘的分辨力多为10,20,可用于静态测量和动态测量。3.圆感应同步器：激磁绕组（固定盘

3、）和感应绕组（动盘）。4.角编码器：把角位置定义为数字代码的装置称作角编码器。节距角有2o、1o、40’。5.多面棱体：高精度标准器。常见多面棱体的面数为4、6、8、12、24、36、72等。分度精度可达0.5～1。6.多齿分度盘多齿分度盘的构造与齿轮端面离合器相似，由两个直径、齿数和齿形都相同的上、下端面齿盘组成，如图3－sla所示，其齿形多为梯形。按齿的构造不同又可分为弹性齿刚性齿两种。弹性齿形状如图3－31b所示，即在每个齿的根部铣出一深槽，槽宽约为03～1mm，槽深与齿厚度之比约为4：1至8：1。因此每个齿都好象一根悬臂梁，在

4、外力作用下可产生一定的弹性变形。刚性齿的形状如图3－31所示，其齿根部仅为一定宽度和深度的槽，依靠精密加工工艺，它也可获得很高的分度精度多齿盘在使用时，下齿盘固定不动，上齿盘抬起与下齿盘脱离啮合后即可绕其主轴旋转。一经再次啮合，即可根据转过的齿数多少达到精确分度的目的．多齿盘的齿数有360、720、1440几种，它们的分度间隔分别为1‘、30’和15’。图a中，光源S发出的光，照亮了位干物镜焦面上的分划板，经物镜后成平行光束，这样的简单光学装置就是平行光管。在垂直于光轴安放一反射镜，则平行光束反射回来，通过物镜仍在分划板上原来位置成一实象。这

5、种现象称为“自准直”，平行光管与反射镜即构成自准直光管（准直仪）。自准直法就是通过将被测量转换为反射镜的倾斜量进行测量的，如测量直线度、平面度误差。如图b所示，当反射镜倾斜一a角时，则按光的反射定律，将在分划板上距O点为t的O’点成象，被测量就是通过t反映出来的。t与a角的关系为:放大比为：单一角度尺寸的测量直接测量1.测角仪2.工具显微镜3.自准直仪(相对测量）4.激光干涉小角度测量仪（相对测量）间接测量坐标测量平台测量将被测角度与标准角度相比较而直接确定其实际角度或偏差的方法，是角度的直接测量法。凡带有圆周角度刻度盘及其细分读数装置的量仪

6、均可用做角度的直接测量。与长度绝对测量相似，用于角度绝对测量的仪器一般带有一个360o圆周分度装置，如光学分度盘、圆光栅等，且带有自己的细分读数装置．因此可直接测得0o~360o间的任意角度值。这些仪器大多采用自准直光管瞄准，也有少数仪器采用影象法瞄准或采用接触式瞄难。下面以两种常用的仪器为例。测角仪测角仪是角度计量工作中使用较广的一种测量仪器，它主要用以测量如测量角度量块、多面棱体、棱镜的角度、楔形镜（光楔）的楔角及平板玻璃两平面的平行度等。用测角仪测量的工件一般用平行于被测角平面的端平面定位，且要求构成被测角的被瞄准平面具有较高的反射率。

7、图3所示为测角仪的结构示意图。测量时先用瞄准器5瞄淮被测件6上组成被测角的第一个几何要素(可能是点、线、面)(如图中ABC所示位置)，由读数装置2读得读数1，然后使圆分度器件1、主轴3、工作台4及被测件6一起回转，直至瞄准器瞄准组成被测角的第二个几何要素(如图A’B’C’所示位置)，读得读数2。根据被测角的定义作简单的数据处理，便可得被测角度值。为了减小测角仪度盘安装轴心与其回转轴心不同心而产生的测量误差，仪器在度盘对径（相隔180o的两个位置上，设置两个读数显微镜，或者将两个位置上的度盘刻度形象合在一个目镜视场里。测量时，以这两个读数显

8、微镜中读数的平均值作为实际的读数值，或者根据度盘相隔180o两个位置刻度影象的合象示值直接读出实际的刻度值。（二）在工具显微镜上测量角度各种角度样板和切削刀具上的角