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1、摇2013年12月宇航计测技术Dec.,2013第33卷摇第6期JournalofAstronauticMetrologyandMeasurementVol.33,No.6試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試文章编号:1000-7202(2013)06-0026-05摇摇摇摇中图分类号:TM932摇摇文献标识码:A数字式光栅测量系统角速率测量不确定度评定王志华摇刘摇颖(北京新立机械有限责任公司检测校准实验室,北京100074)摇摇摘摇要摇简述了数字式光栅测量系统结构及其角速率测量方法,分析了该系
2、统测量转台角速率的各影响量,评定了其角速率测量不确定度。摇摇关键词摇数字电路摇光栅测量系统摇角速率摇测量不确定度EvaluationofUncertaintyinMeasurementofAngularRateontheDigitalGratingMeasurementSystemWANGZhi鄄hua摇LIUYing(TheTestingandCalibrationLaboratoryofBeijingXinliMachineryLimitedLiabilityCompany,Beijing100074)摇摇Abstract摇Theconfigura
3、tionofdigitalgratingmeasurementsystemandameasuringmethodforan鄄gularratearedescribed,theinfluencequantitiesofthissystemmeasuringturntable爷sangularrateareconcretelyanalyzed.Theuncertaintyinmeasurementofangularrateisevaluated.摇摇Keywords摇Digitalcircuit摇Gratingmeasurementsystem摇Angul
4、arrate摇Measurementuncertainty1摇角速率测量方法如图1所示,其主要部件为精密主轴、精密轴承对、柱面圆光栅编码器、数据采集双读数头、固定读数头速率转台是惯性测试领域中一种常用的测试设外壳等。备,其角速率测量方法是惯性测试领域的一个重点根据速率转台种类和外形的不同,光栅编码器和难点,而其速率准确度的试验方法一直依据GJB安装在精密主轴上,并与数据采集读数头设计成整1801-93《惯性技术测试设备主要性能试验方法》体结构,通过外部精密专用工装与被测转台轴系实中的方法107,用速率准确度、速率平稳性和速率分现固连。系统工作时,光栅编
5、码器及精密主轴能与辨力来评价速率转台的主要性能。转台轴系同时转动,而读数头固定在外壳上并与外本文研究的数字式光栅测量系统,其作为一套部地基采用柔性连接使其相对转台轴系不发生转独立的外部测量设备,采用直接测量法测量速率转动,其采集的数据经过计算机数据分析处理即可得台的角速率,现已成功的应用于转台角速率的测量。出被测转台的角速率。数字式光栅测量系统的关键部分是精密光栅码盘。测量转台角速率时,采样定时间隔根据速率高收稿日期:2013-04-27,修回日期:2013-07-22作者简介:王志华(1982-),男,硕士研究生,高级工程师,主要研究方向:几何量精密
6、测量技术研究。摇第6期摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇数字式光栅测量系统角速率测量不确定度评定·27·兹和T是相互独立的。对式(1),由测量不确定度传播律,可得222鄣棕2鄣棕2uc(棕)=()u(兹)+()u(T)(2)鄣兹鄣T式中:u(棕)———角速率测量不确定度;u(兹)———c角度增量测量不确定度;u(T)———定时间隔测量不确定度。将式(1)代入式(2),可得212-兹2uc(棕)=u(兹)+()u(T)(3)TT式中:兹———转台转过定时间隔的角度增量;T———定时间隔。图1摇精密光栅码盘3摇角度增量测量不确定度分量评定低分档,即根据目标转台标称运
7、行角速率,计算出目标转台运行固定角度增量所需的时间,作为定时间3.1摇测量方法隔。转台定时间隔按如下角速率高低分档:速率转台角度增量采用数字式光栅测量系统测(1)当转台运行角速率棕<1毅/s时,选择定时角量。由于需要同时在高转速状态(最高转速1300毅/度增量为1毅,则其定时间隔取T=1/棕。s)及低转速状态(最低转速0.0001毅/s)时都能进行(2)当转台运行角速率1毅/s£棕<10毅/s时,选角速率测量,采用如下方法:择定时角度增量为10毅,则其定时间隔取T=10/棕。(1)使用准206mm、输出脉冲为32400的光栅(3)当转台运行角速率棕叟1
8、0毅/s时,选择定时码盘,经过4000细分后分辨力为0.01义,支持角度增量为360毅,则其定
