第3章-角度及角位移测量.pdf

幻灯片 1 第 3 章 角度及角位移测量 3.1 概述 3.2 单一角度尺寸的测量 3.3 圆分度误差的测量 3.4 角位移的测量 3.5 角度测量实例 幻灯片 2 3.1 概述 ? 一、角度单位及量值传递 ? 我国法定计量单位制中规定的角度计量单位为秒（?）分（?）度（°）和弧度（rad）两 种 ? 前者是国家选定的非国际单位制单位，在机械制造和角度测量中被普遍采用 ? 后者是国际单位制的辅助单位，常用于计算 59 幻灯片 3 ? 二、角度的自然基准和圆周封闭原则 ? 角度的自然基准是 360°圆周角，这是一个没有误差的基准 ? 在圆周分度器件（刻度盘、圆柱齿轮）的测量中，利用在同一圆周上所有分度夹角之和 等于 360°，即所有夹角误差等于零的自然封闭特性，在没有更高精度的圆分度基准器 件的情况下，采用“自检法”也能达到高精度测量目的 ? 圆周封闭原则即要求在圆分度测量中充分利用这一自然基准 ? 和长度测量中的阿贝原则一样，圆周封闭原则是圆分度测量的重要原则 59 幻灯片 4 ? 三、角度的实物基准 ? 常用的圆分度标准件如下： ? 1. 高精度度盘 ? 度盘刻度线的角间隔为 5?、10?等，通过细分可达很高的角分辨力 ? 2. 圆光栅 ? 圆光栅等除了可实现角度的静态测量，还可实现角度的动态测量 ? 圆光栅一般为黑白透射光栅。因存在平均效应，光栅的刻线误差对测量结果影响很小， 光栅盘的分度精度可达±0.2?或更高。光栅盘的分辨力多为 10?、20? 59 幻灯片 5 ? 3. 圆感应同步器 ? 圆感应同步器的励磁绕组印制在固定圆盘上，工作时固定不动；感应绕组印制在旋转圆 盘上，包含 sin 和 cos 绕组。当动盘相对于固定盘旋转时，输出两路信号，便于信号的 进一步处理 ? 圆感应同步器的径向导线数（也称极数）有 360、720、1080 等多种，相应的节距角为 2°、1°、40? 圆感应同步器绕组布线示意图 a)固定圆盘 b)旋转圆盘 59 幻灯片 6 ? 4. 角编码器 ? 将角位置定义成数字代码的装置称作角编码器，其结构如图所示 ? 编码盘大多用光学玻璃制成，其上刻有许多同心码道，每个码道均有若干段亮道和若干 段暗道，并按预定规律排列。若定义亮道为 1、暗道为 0，则每个分度角均对应着一个 确定的二进制代码 角编码器示意图 59 幻灯片 7 ? 5. 多面棱体 ? 多面棱体是一种高精度的角度标准器，它主要用于对仪器中的分度器件进行精度标定 ? 多面棱体大多是以底面定位的正棱柱体，它以棱体各工作面法线组成的夹角为工作角， 相当于多值角度块规。经过检定，其分度精度可达±0.5?~±1?。常见多面棱体的面数 为 4、6、8、12、24、36 及 72 等，也有少量 9、40、45、90 面的多面棱体 59 幻灯片 8 ? 6. 多齿分度盘 ? 多齿分度盘是纯机