Разработка методов исследования динамических гониометров для калибровки преобразователей угла

• Автор: Иващенко, Елена Михайловна
• Шифр специальности: 05.11.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 123 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
СОДЕРЖАНИЕ
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 ДИНАМИЧЕСКИЕ ГОНИОМЕТРЫ ДЛЯ КАЛИБРОВКИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ УГЛА
1.1. Преобразователи угла
1.2. Средства контроля преобразователей угла
1.2.1. Традиционные средства контроля преобразователей угла.
1.2.2. Динамические гониометры
1.3. Существующие методы исследования ДГ
1.3.1. Методы исследования ДГ на стадии выходного контроля..
1.3.2. Метод калибровки ДГ
Выводы по главе
ГЛАВА 2 РАЗРАБОТКА МЕТОДА ИСКЛЮЧЕНИЯ СИСТЕМАТИЧЕСКОЙ ПОГРЕШНОСТИ КЛ
2.1. Разработка метода исключения систематической погрешности КЛ (реверсивный метод)
2.1.1. Математическое моделирование реверсивного метода
2.1.2. Экспериментальные исследования реверсивного метода
2.2. Применение реверсивного метода в лазерной гониометрии
2.2.1. Методика выставки НИ в положение минимальной систематической погрешности
2.2.2. Экспериментальные исследования методики выставки НИ в положение минимальной систематической погрешности
Выводы по главе
ГЛАВА 3 РАЗРАБОТКА МЕТОДА ИССЛЕДОВАНИЯ СЛУЧАЙНОЙ
ПОГРЕШНОСТИ ДГ
ЗЛ. Исследование случайной погрешности основных элементов ДГ
3.2. Разработка метода исследования случайной погрешности ДГ на стадии выходного контроля (ДГСП-метод)
3.3. Исследование источников случайной погрешности
3.3.1. Исследование источников случайной погрешности ОДУ в составе ДГ
3.3.2. Исследование источников случайной погрешности ДГ
Выводы по главе
ГЛАВА 4 ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ ГОНИОМЕТРОВ ДЛЯ КАЛИБРОВКИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ УГЛА
4.1. Состав исследуемых ДГ
4.2. Исследование ДГ на стадии выходного контроля
4.2.1. Результаты исследования ДГ
4.2.2. Результаты исследования ДГ
4.2.3. Результаты исследования ДГЗ
4.3. Калибровка ДГ
4.3.1. Результаты калибровки ДГ
4.3.2. Результаты калибровки ДГ
Выводы по главе
Заключение
Список литературы

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
ДГСП-метод - метод исследования случайной погрешности динамического гониометра;
ГПЭ - государственный первичный эталон;
ИВК - измерительно-вычислительный комплекс;
КЛ - кольцевой лазер;
ЛДГ - лазерный динамический гониометр;
МП - многогранная призма;
НИ - нуль-индикатор;
ОДУ - оптический датчик угла;
ПУ - преобразователь угла;
СКО - среднее квадратическое отклонение;
СПМ - спектральная плотность мощности.

Систематическая погрешность КЛ понимается как неравномерность его шкалы. Согласно результатам исследований [41], систематическая погрешность КЛ в основном сосредоточена на первой гармонике частоты его вращения. При вращении КЛ «против» и «по» часовой стрелки зависимость систематической погрешности от угла поворота имеет вид:
ЛКЛ = Л(7’)с°5(—ф;- + фо);
АКЛ {^Т) = Л{Т) совСфу + Фо), (2.7)
где (ф/ у,Т) - систематическая погрешность КЛ при вращении «против» и «по» часовой стрелке, соответственно; А - амплитуда первой гармоники систематической погрешности КЛ; ф о~~ начальная фаза систематической погрешности КЛ; Т - период оборота.
При этом амплитуда зависит от значения внешнего магнитного поля и
скорости вращения КЛ, а начальная фаза - от ориентации КЛ в магнитном поле.
Тогда из выражений (2.3), (2.6) и (2.7) следует:
АКЛ^’’^ = Акл^Т/-/’^)- (2-8)
Таким образом, систематическая погрешность КЛ не зависит (см. выражение (2.8)), а систематическая погрешность ОДУ зависит от выбранного направления вращения (см. выражение (2.5)). Эти свойства ложатся в основу реверсивного метода.
Из системы (2.1) с учетом (2.5), (2.8) получим выражения для определения
систематической погрешности КЛ и ОДУ:
л , ^ А(Ф/)-(-А(ф^_/))
Лкл(ф/,П = — (2-9)
А(Ф,) + (—Д(ФЛЩ7))
Ч)ду(ф/) = г ('
Следовательно, для исключения систематической погрешности КЛ необходимо: