高精度的角度比较仪设计

　　1991年德国联邦物理技术研究院(PTB)开展了高分辨率高精度的新型角度比较仪的研制。其原因是，近年来角度测量技术已获得很大的进展，用 于测量与生产技术的新型数字测角系统，受到了现有校准可能性的限制。大型望远镜新的测角系统，一再实现了更为精确的测量步骤。此外，惯性一角度测量技术， 如激光陀螺仪和光纤陀螺仪，要求更高级的检测与校准设备。

　　比较仪的结构

　　比较仪坐在一块坚固的花岗岩板上，再用空气弹簧元件与底板隔振，机械结构如下(图1):

　1.轴承结构:

　　比较仪用的是精密空气轴承。轴向端而轴承达到高承载能力;而柱状的径向轴承，保证高的径向振摆精度。径向振摆误差在。.1um之内。

　　2.利用相栅划分的角度测量系统

　　基准测标在分体扫描头的传送过程中，相对于精确定义的零位产生一个参考信号。

　　动态测量用的传动装置

　　比较仪的驱动机构是专为动态测量所设的，在缓慢的旋转过程中，测量值从检测系统和比较仪调出并存储。以此方式可快速获得大量的数据，这样做有高 的测量可靠性。为此，比较仪台的旋转速度是无级可控的，调节范围在7.5转/min到7.5aresee/min。最小的旋转速度，相当于四个月旋转一 转。

　　传动机构无间隙，并能有限均匀的速度，因此，滞后误差根据运转的时间，在检测系统内动态测量过程中保持足够小的值。此外，还注意到传动的高效 率，因为，损耗的功率会转换为热，并引起温度梯度变化。作为最佳的解决办法是选用了摩擦轮传动。一个带有可开关级的三级传动机构，保证了大部分调节范围。 驱动马达是串联的小型直流电机，功率在ZW以上。马达通过皮带传动作用于高速比封闭的摩擦轮传动系统(变速比约为1:700)，它能以气动方式按1:1进 行转换。传动机构的驱动轮作用到驱动罩的范围。在快速行程中，马达与比较仪转台之间的变速比约为1:500。在马达上用法兰连接一个自动同步发送机，它能 够对马达的转数进行数字控制。这种数字转速计在马达轴每转一周提供20000脉冲。这一驱动单元的结构是这样的，即无外力作用于轴承，且只传输驱动力矩。

　　此外，压电驱动装置受限调节范围约为6arosec。用于压电驱动装置的控制信号的lbit，相当于一个步进角度，为0.0001arc see

       1.计算机系统

　　计算机系统是用以486处理机为基础的VME计算机而实现的。集成VME总线接口能　　够实现16bit格式的快速数据传输。在计算机壳体内， 还有带判读电子学系统的IK32o的接　　口卡，其中，每个卡构成适用于两个扫描单元的测量值。每个卡都装备自己的处理器，为得是能够并行和快速进行扫描 信号的校正和插值，以及信号周期的计数。在计算机中，对那些在校准过程得出分度误差的测量值完成修正。此外，计算机还用来评价分析测量数据，将测量结果显 示在荧光屏上并接打印机输出。