Разработка и исследование средств контроля пространственной стабильности стендов для аттестации оптических угломеров

• Автор: Гончар, Борис Владимирович
• Шифр специальности: 05.11.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 166 с. : ил.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

УИС - универсальный измерительный стенд MX - метрологические характеристики УП - угломерный прибор СКП — средняя квадратическая погрешность СИ - средства измерений.

ВУП - высокоточные угломерные приборы

PH - референтное направление

АК - автоколлиматор

ПК - призменный калибр

МПИ - межповерочный интервал

СКО - среднее квадратическое отклонение

МНК - метод наименьших квадратов

ГЛАВА
ОБОСНОВАНИЕ ОСНОВНЫХ ПРИНЦИПОВ ОБЕСПЕЧЕНИЯ СТАБИЛЬНОСТИ МЕТРОЛОГИЧЕСКОГО СТЕНДОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ

1.1. Общая характеристика оптических приборов
для угловых измерений
1.2. Анализ основных источников погрешностей высокоточных угломерных приборов
1.3. Обзор существующих методов и средств метрологической
аттестации высокоточных оптических угломерных приборов
1.4. Принципы обеспечения стабильности универсального
* измерительного стенда для метрологической аттестации
высокоточных угломерных приборов
ГЛАВА
ОБОСНОВАНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ СТЕНДА,
РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ОЦЕНКИ ТОЧНОСТНЫХ
ПАРАМЕТРОВ СТЕНДА И АЛГОРИТМА АТТЕСТАЦИИ
УГЛОМЕРНЫХ ПРИБОРОВ

2.1. Описание геометро-оптической схемы универсального
измерительного стенда
2.2. Обоснование математической модели стенда
2.2.1. Векторная модель призменного калибра
2.2.2. Векторная модель универсального измерительного стенда
2.2.3. Векторная модель системы «угломерный прибор-стенд»
2.3. Оценка точностных характеристик универсального
измерительного стенда
2.4. Алгоритм процесса метрологической аттестации
2.5. Алгоритм обработки результатов измерений
ГЛАВА3
ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ И ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ УНИВЕРСАЛЬНОГО ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО СТЕНДА
3.1. Описание методики контроля угломерного прибора при помощи универсального измерительного стенда
3.2. Требования к конструкции стенда и его составным частям
3.3. Описание макета канала задания референтного направления
ГЛАВА
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ
МОДЕЛИ УНИВЕРСАЛЬНОГО ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО СТЕНДА
4.1. Оценка адекватности математической модели стенда
в процессе аттестации высокоточных угломерных приборов
4.2. Исследования точности и стабильности макета канала задания
триппель-призмы рассогласование выбирается с помощью компенсаторов, причем половина его устраняется компенсатором осветительного канала, а вторая половина устраняется с помощью компенсатора измерительного канала.
Такая методика сопряжения каналов двухкоординатных автоколлиматоров связана с необходимостью обеспечения полной идентичности всех автоколлиматоров стенда, поскольку при использовании компенсаторов только в одном из каналов может иметь место несовпадение их осей с оптической осью объектива автоколлиматора, что при столь высокой точности аттестации приводит к дополнительной погрешности. Поскольку углы между гранями триппель-призмы выполняются с определенными допусками, при сопряжении каналов автоколлиматоров может иметь место неидентичность их выверки в зависимости от пространственного положения триппель-призмы.
В связи с этим указанная выше операция должна проводиться при одной и той же пространственной ориентации отражателя относительно координатных осей всех автоколлиматоров, поскольку в этом случае погрешность, вносимая неточностью изготовления триппель-призмы, будет носить аддитивный характер. Это позволяет исключить ее при вычислении углов между PH. Значения этих углов должны сохраняться в течение всего МПИ, т.е. до следующей калибровки стенда. Добиться этого можно путем обеспечения стабильности как отдельных элементов стенда (призменного калибра, автоколлиматоров, зеркальной насадки), так и его несущей конструкции.
Естественно, что одним из путей сохранения пространственной стабильности является обеспечения постоянства температурного режима помещения, в котором устанавливается стенд. Изготовление призменного калибра из термоустойчивого материала (например, ситалла) и достижение идентичности геометрических параметров автоколлиматоров, как это было показано выше, при соблюдении типового температурного режима измерительных лабораторий позволяет свести к пренебрежимо малым значениям дополнительные погрешности за счет нестабильности. Столь же малыми могут быть и погрешности за счет нестабильности зеркальной насадки на объективе, поскольку пространственное положение нормали зеркала должно