拼接式编码器测角误差分析及试验-论文.pdf

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1、第8卷第3期中国光学Vol_8No．32015年6月ChineseOpticsJun．2015文章编号2095—1531(2015)03-0464-07拼接式编码器测角误差分析及试验黄龙，潘年，马文礼，黄金龙(1．中国科学院光电技术研究所，四川成都610209；2．中国科学院大学，北京100049)摘要：根据望远镜测角系统的精度需求，分析了影响拼接式编码器测角精度的误差源，以及多读数头测角消差原理，确定了采用相位相差90。的4读数头的测角方式。在某望远镜方位轴系转台进行了逆时针和顺时针方向的测角试验，通过对测角数据进行谐波分析并补

2、偿后，得到两组实验测角误差RMS分别为0．34”、0．38”。实验表明，相位相差90。的均布4读数头的测角方式消除了由轴系误差、编码器安装位置误差和钢带安装盘部分圆度误差对测角精度的影响，实现了亚角秒级测角的目的。研究结果可用于大口径望远镜设计阶段的误差分析与分配、预估测角精度，为降低设计和加工误差提供参考。关键词：拼接式编码器；测角精度；谐波分析；望远镜中图分类号：TH741；TP762文献标识码：Adoi：10．3788／CO．20150803．0464Erroranalysisandexperimentationofscal

3、etapeencoderHUANGLong。PANNian’-，MAWen—liHHUANGJin—long，，(1．InstituteofOpticsandElectronics，ChineseAcademyofSciences，Chengdu610209，China；2．UniversityoftheChineseAcademyofSciences，Belting100049，China)Correspondingauthor．E-mail：mawenli@ioe．ac．cnAbstract：Accordingtotheacc

4、uracyspecificationsoftelescopegoniometry，errorsourcesofsacletapegratingencoderandtheanglemeasuringprincipleofmultireadingheadareanalyzed．A4-readingheadsanglemeas’urementprogramwhichhave90。phasedifference，havebeendeveloped．Andwemakecounterclockwiseandclockwiseanglemeas

5、uringexperimentsonanazimuthturntableoftelescopethroughharmonicprocessingandeITOrc0Ill【pensati0n．andtwosetsofexperimentsmeasuringangleerrorRMSvaluesof0．42”and0．41”areob—tained．ExperimentresuItsshowthattheeffectofshaftingerors，processingerorofinstallationpositionandpart

6、lvr0undnesserrorf_0rinstallationtorusontheangularmeasurementaccuracyiseliminatedbyharmonicprocessingandphasedifferencemethod，andhighprecisionanglemeasurementwithsub。arc—second。accuaryisachieved．Theresearchresultsareusefulforanalyzinganddistributingerrors，forecastingan

7、glemeasuringac。curacyandreducingdesignandmachiningerrorsinthedesignoflargeaperturetelescopes．Keywords：scaletapegratingeneoder；angularmeasurementaccuracy；harmonicanalysis；telescope收稿日期：2014—1215；修订日期：2015-02—19基金项目：国家自然基金资助项目(No．60978050)第3期黄龙，等：拼接式编码器测角误差分析及试验差，机械安装、零

8、件加工误差及其它误差。温度不l引言均匀引起的光栅尺不规则变形对测角误差影响较小，可忽略不计。光电编码器具有高分辨率、系统精度、重复性2．1机械加工和安装误差能好、动态响应快、环境适应性强等优点，广泛应机械加工和安装误差主要包括圆盘安装偏用于高精度测