一種慣導(dǎo)標(biāo)定系統(tǒng)計(jì)量檢定裝置的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供的是一種慣導(dǎo)標(biāo)定系統(tǒng)計(jì)量檢定裝置。慣導(dǎo)標(biāo)定系統(tǒng)計(jì)量檢定裝置構(gòu)成：在檢定裝置內(nèi)裝有電子自準(zhǔn)直儀、棱體芯軸和23面棱體，構(gòu)成角位置誤差檢定裝置，并裝有檢定控制主機(jī)，在檢定控制主機(jī)內(nèi)裝有檢定控制管理軟件，構(gòu)成檢定裝置控制器。本發(fā)明能夠完成對(duì)現(xiàn)有慣導(dǎo)標(biāo)定設(shè)備計(jì)量檢定，并能對(duì)其實(shí)施機(jī)動(dòng)保障；達(dá)到“通用化、系列化、組合化”的要求；可靠性高、風(fēng)險(xiǎn)小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便，工作可靠。適宜作為慣導(dǎo)標(biāo)定設(shè)備計(jì)量檢定的裝置應(yīng)用。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種慣導(dǎo)標(biāo)定系統(tǒng)計(jì)量檢定裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明提供的是檢測(cè)儀器領(lǐng)域的一種慣導(dǎo)標(biāo)定系統(tǒng)計(jì)量檢定裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]慣性導(dǎo)航設(shè)備廣泛應(yīng)用于航天、航海等領(lǐng)域，發(fā)揮著重要作用，其本身量值準(zhǔn)確與否，至關(guān)重要。但由于受自身特性限制，慣導(dǎo)設(shè)備需定期標(biāo)定，而標(biāo)定設(shè)備的性能指標(biāo)將直接影響慣導(dǎo)設(shè)備的標(biāo)定誤差，急需開(kāi)展慣導(dǎo)標(biāo)定設(shè)備計(jì)量檢定技術(shù)相關(guān)研究，研發(fā)慣導(dǎo)標(biāo)定設(shè)備計(jì)量檢定裝置，用于開(kāi)展慣導(dǎo)標(biāo)定設(shè)備的計(jì)量保障。
[0003]慣導(dǎo)標(biāo)定設(shè)備由轉(zhuǎn)臺(tái)和測(cè)試機(jī)柜組成，測(cè)試機(jī)柜已有保障設(shè)備。目前各計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)還沒(méi)有轉(zhuǎn)臺(tái)角位置誤差的計(jì)量保障設(shè)備，因此，需研制慣導(dǎo)標(biāo)定系統(tǒng)計(jì)量檢定裝置，以形成計(jì)量保障能力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了研究慣導(dǎo)標(biāo)定系統(tǒng)計(jì)量檢定裝置，本發(fā)明提出了一種慣導(dǎo)標(biāo)定系統(tǒng)計(jì)量檢定裝置。該裝置通過(guò)自準(zhǔn)直儀測(cè)量棱體芯軸和23面棱體的偏轉(zhuǎn)角度，解決慣導(dǎo)標(biāo)定系統(tǒng)計(jì)量的技術(shù)問(wèn)題。
[0005]慣導(dǎo)標(biāo)定系統(tǒng)計(jì)量檢定裝置以通用化為基本指導(dǎo)思想，滿(mǎn)足慣導(dǎo)標(biāo)定設(shè)備的計(jì)量需求，兼顧考慮未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)增加可擴(kuò)展性，以滿(mǎn)足未來(lái)新型慣導(dǎo)標(biāo)定設(shè)備計(jì)量保障需求。以技術(shù)指標(biāo)滿(mǎn)足要求、性能穩(wěn)定可靠為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)便攜性與可維護(hù)性統(tǒng)一的設(shè)計(jì)理念，確保設(shè)備質(zhì)量。
[0006]方案設(shè)計(jì)的基本原則是確保慣導(dǎo)標(biāo)定系統(tǒng)計(jì)量檢定裝置的先進(jìn)性，滿(mǎn)足環(huán)境適應(yīng)性、機(jī)動(dòng)性、可靠性、安全性、維修性、實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性的要求。
[0007]本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題所采用的方案是:
慣導(dǎo)標(biāo)定系統(tǒng)計(jì)量檢定裝置構(gòu)成:
在檢定裝置內(nèi)裝有電子自準(zhǔn)直儀、棱體芯軸和23面棱體，構(gòu)成角位置誤差檢定裝置，并裝有檢定控制主機(jī)，在檢定控制主機(jī)內(nèi)裝有檢定控制管理軟件，構(gòu)成角位置誤差檢定裝置和檢定裝置控制器。
[0008]使用慣導(dǎo)標(biāo)定計(jì)量裝置:
在檢定時(shí)，將23面棱體通過(guò)棱體芯軸與轉(zhuǎn)臺(tái)環(huán)軸同軸串聯(lián)，然后由準(zhǔn)直儀測(cè)量棱體面角度偏差，再由檢定控制器控制自準(zhǔn)直儀測(cè)數(shù)，對(duì)測(cè)得的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢定控制管理和軟件控制管理。
[0009]安裝轉(zhuǎn)臺(tái)軸端，并調(diào)整同軸，由轉(zhuǎn)臺(tái)控制系統(tǒng)控制轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)規(guī)定角度，23面棱體轉(zhuǎn)動(dòng)角度為15° 3Y 7.8〃，電子自準(zhǔn)直儀在檢定控制器控制下測(cè)量棱體面角度偏差，由檢定控制管理軟件對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、分析并給出結(jié)論。
[0010]角位置誤差專(zhuān)用檢定裝置由電子自準(zhǔn)直儀、23面棱體、棱體芯軸搭建。
[0011 ]其中，23面棱體、棱體芯軸與轉(zhuǎn)臺(tái)環(huán)軸同軸串聯(lián)，串聯(lián)后測(cè)量得到由自準(zhǔn)直儀測(cè)量棱體面角度偏差，得檢定控制器控制自準(zhǔn)直儀測(cè)數(shù)，通過(guò)控制管理軟件進(jìn)行控制管理。
[0012](I)電子自準(zhǔn)直儀:
在物鏡一側(cè)安裝有平面鏡，在物鏡另一側(cè)安裝有分光鏡，在分光鏡上裝有CCD傳感器，在分光鏡上部通過(guò)分劃板安裝有光源。
[0013]電子自準(zhǔn)直儀由一高分辨率的CXD傳感器和配套的物鏡管組合而成。其中，通過(guò)平面鏡采集的信號(hào)通過(guò)物鏡聚焦后形成影像束集中在分光鏡上，而光源通過(guò)分劃板照射在分光鏡上，CCD傳感器接收分光信號(hào)，形成自準(zhǔn)直儀信號(hào)，確定光信號(hào)自準(zhǔn)直。
[0014]它綜合了平行光管和望遠(yuǎn)鏡性能的獨(dú)特裝置，通過(guò)自身發(fā)出的平行光來(lái)檢測(cè)反射鏡表面的角位移。自準(zhǔn)直儀具備非常突出的光學(xué)性能，通過(guò)光源照明將分劃板投射到無(wú)限遠(yuǎn)，并最終接收經(jīng)平面鏡表面反射回來(lái)的分劃板圖像，接收到的反射像經(jīng)物鏡聚焦到電子CCD相機(jī)上。照明的分劃板和CCD平面位置是結(jié)合整體光路來(lái)確定。當(dāng)平行光束投射到幾乎與射束軸垂直的反射鏡上時(shí)，十字線(xiàn)圖像將處于CCD中心位置附近，如果此時(shí)將反射鏡傾斜某個(gè)角度α，則反射像會(huì)相對(duì)原始位置側(cè)向偏移位移d，偏移量d是傾斜角α和物鏡焦距f的函數(shù):d=2af。通過(guò)CXD測(cè)出偏移量d后，由下面公式計(jì)算得出傾斜角a: a=d/2f。偏移量與傾斜角成線(xiàn)性關(guān)系，且測(cè)量結(jié)果與裝置到反射鏡的距離無(wú)關(guān)。
[0015](2)23 面棱體:
多面棱體是一種高精度角度標(biāo)準(zhǔn)器具。它主要用于檢定分度臺(tái)、測(cè)角儀圓分度儀器的分度誤差。偶數(shù)面棱體，如12、24面的工作角為整度數(shù)，用于檢定圓分度器具軸系的大周期誤差，還可以進(jìn)行對(duì)徑測(cè)量;奇數(shù)面棱體如17、23面的工作角為非整度數(shù)，它可以綜合檢定圓分度器具軸系的大周期誤差和測(cè)微器的小周期誤差，能較正確地確定圓分度器具的不確
[0016](3)棱體芯軸:
23面棱體無(wú)法直接安裝在慣導(dǎo)標(biāo)定設(shè)備轉(zhuǎn)臺(tái)的軸端，需要專(zhuān)用檢定工裝配合方可使用。
[0017]將慣導(dǎo)標(biāo)定系統(tǒng)計(jì)量檢定裝置中棱體芯軸安裝于轉(zhuǎn)臺(tái)工作臺(tái)中心，23面棱體裝在棱體芯軸上，自準(zhǔn)直儀安裝于支架上，使自準(zhǔn)直儀垂直于23面棱體工作面，通過(guò)轉(zhuǎn)臺(tái)控制系統(tǒng)控制轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)角，專(zhuān)用檢定軟件系統(tǒng)通過(guò)控制器控制自準(zhǔn)直儀讀取角位置信息，并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。
[0018]檢定流程:據(jù)圖4所示，對(duì)檢測(cè)對(duì)象來(lái)說(shuō)，檢測(cè)對(duì)象通過(guò)慣導(dǎo)標(biāo)定設(shè)備轉(zhuǎn)臺(tái)后，經(jīng)過(guò)棱體芯軸和23面棱體，再經(jīng)自準(zhǔn)直儀后，傳遞給控制器，通過(guò)檢定軟件在控制器內(nèi)與檢測(cè)信號(hào)形成檢測(cè)數(shù)據(jù)，其中，自準(zhǔn)直儀和裝有檢定軟件的控制器形成檢定裝置。
[0019](4)、雙軸速率轉(zhuǎn)臺(tái)內(nèi)環(huán)、外環(huán)軸定位角位置誤差的檢定:
在支架上平臺(tái)上分別安裝有電子自準(zhǔn)直儀和控制系統(tǒng)，電子自準(zhǔn)直儀和控制系統(tǒng)相互通訊，在控制系統(tǒng)上部裝有顯示裝置，顯示裝置與控制系統(tǒng)相互通訊，在測(cè)量裝置上通過(guò)支架和外框架與內(nèi)框架裝有顯示器，在顯示器軸上裝有棱體芯軸，在棱體芯軸上裝有23面棱體。
[0020]轉(zhuǎn)臺(tái)定位角位置誤差的檢定，在檢定裝置上通過(guò)內(nèi)框架和外框架安裝有棱體芯軸和23面棱體，在支架上設(shè)有平臺(tái)，在平臺(tái)上安裝電子自準(zhǔn)直儀和控制系統(tǒng)，在控制系統(tǒng)上部安裝顯示裝置，控制系統(tǒng)和電子自準(zhǔn)直儀之間形成信號(hào)聯(lián)系通道，而電子自準(zhǔn)直儀與棱體芯軸和23面棱體之間形成檢測(cè)通道。通常都是將自準(zhǔn)直儀安裝在被測(cè)軸的軸端面，調(diào)整自準(zhǔn)直儀與被測(cè)軸同軸，再按照檢定方法要求轉(zhuǎn)動(dòng)被測(cè)軸，使被測(cè)軸旋轉(zhuǎn)固定的角度，通過(guò)自準(zhǔn)直儀測(cè)量被測(cè)軸各位置點(diǎn)的角位置誤差，檢驗(yàn)該軸的定位精度。在內(nèi)環(huán)或外環(huán)框架外壁安裝孔安裝棱體芯軸，在棱體芯軸上安裝23面棱體，將自準(zhǔn)直儀合理放置并通過(guò)支架架好，保證在檢測(cè)位置點(diǎn)上，被測(cè)軸的框架不會(huì)遮擋光路。由轉(zhuǎn)臺(tái)控制機(jī)柜啟動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)，從被測(cè)軸初始零位開(kāi)始，依次給定位置指令，控制系統(tǒng)依次讀取并處理自準(zhǔn)直儀的示數(shù)，專(zhuān)用檢定軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、處理、傳輸，實(shí)現(xiàn)對(duì)內(nèi)環(huán)、外環(huán)定位角位置誤差的檢定。
[0021](5)、檢定控制器:
檢定控制器依次由嵌入式計(jì)算機(jī)、適配器單元、通訊接口單元、模擬信號(hào)采集單元、輸入輸出控制單元、電源管理單元及主機(jī)箱組成，在主機(jī)箱內(nèi)裝有檢定控制管理軟件。
[0022]其中嵌入式計(jì)算機(jī)為檢定控制器核心，完成數(shù)據(jù)處理、證書(shū)出具等工作;適配器單元完成電平轉(zhuǎn)換、接口轉(zhuǎn)換信號(hào)的調(diào)理與處理;通訊接口單元完成檢定軟件與角位置誤差專(zhuān)用檢定裝置通訊功能;模擬信號(hào)采集單元使用數(shù)據(jù)采集卡采集信號(hào)，提供電源電壓監(jiān)測(cè)與顯示功能;輸入輸出控制單元完成設(shè)備開(kāi)關(guān)量控制；電源管理單元為系統(tǒng)個(gè)單元提供相應(yīng)電源輸出。
[0023](6)、面板:
在面板上裝有顯示器，在面板一側(cè)從上到下分別裝有電壓電流顯示器、接口、12伏輸出接口、2個(gè)USB接口、2個(gè)RS232接口、220伏電源輸入接口、LAN接口、電源開(kāi)關(guān)按鍵和計(jì)算機(jī)復(fù)位按鍵。
[0024]嵌入式計(jì)算機(jī)顯示器為12寸TFT液晶顯示器、INTET凌動(dòng)雙核低功耗低熱量CPU、2G內(nèi)存、64G固態(tài)硬盤(pán)，具備觸摸屏顯示，可使用外置鍵盤(pán)操作，可搭載windows XP或windows7操作系統(tǒng)，滿(mǎn)足該應(yīng)用使用要求。
[0025]嵌入式計(jì)算機(jī)內(nèi)置于專(zhuān)用防震防水機(jī)箱提供基本保護(hù)，并設(shè)計(jì)為對(duì)外提供2個(gè)RS-232 串行通訊接口 ，2個(gè)USB2.0接口，I個(gè)RJ45網(wǎng)絡(luò)接口，I個(gè)220V電源輸入接口，I個(gè)角位置誤差專(zhuān)用檢定裝置專(zhuān)用接口、I個(gè)12V直流電壓輸出接口，具備輸入輸出電壓與電流實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)顯示功能，每臺(tái)設(shè)備配置的RJ45網(wǎng)口預(yù)留為可與其他計(jì)量信息管理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，使其具備擴(kuò)展能力。
[0026](7)、檢定控制管理軟件:
檢定控制軟件機(jī)構(gòu):檢定控制管理軟件分別輸入給用戶(hù)管理模塊、自動(dòng)檢定模塊、通訊控制模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、記錄管理、證書(shū)管理和任務(wù)管理。
[0027]積極效果，本發(fā)明能夠完成對(duì)慣導(dǎo)標(biāo)定設(shè)備計(jì)量檢定，并能對(duì)其實(shí)施機(jī)動(dòng)保障;達(dá)至Γ通用化、系列化、組合化”的要求;可靠性高、風(fēng)險(xiǎn)小、設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便，工作可靠。適宜作為慣導(dǎo)標(biāo)定設(shè)備計(jì)量檢定的裝置應(yīng)用。
【附圖說(shuō)明】
[0028]圖1為本發(fā)明慣導(dǎo)標(biāo)定系統(tǒng)計(jì)量檢定裝置組成框圖；
圖2為本發(fā)明工作流程圖；
圖3為本發(fā)明電子自準(zhǔn)直儀原理圖；
圖4為本發(fā)明檢定過(guò)程示意圖； 圖5為本發(fā)明雙軸速率轉(zhuǎn)臺(tái)內(nèi)環(huán)定位角位置誤差檢定示意圖；
圖6為本發(fā)明雙軸速率轉(zhuǎn)臺(tái)外環(huán)定位角位置誤差檢定示意圖；
圖7為本發(fā)明檢定控制器組成框圖；
圖8為本發(fā)明面板結(jié)構(gòu)示意圖；
圖9為本發(fā)明檢定控制管理軟件結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖中，01.平面鏡，02.物鏡，03.光源，04.分劃板，05.分光鏡，06.CCD傳感器，07.支架，08.顯示裝置，09.控制系統(tǒng)，010.電子自準(zhǔn)直儀，011.外框架，012.內(nèi)框架，013.棱體芯軸，014.23面棱體，1.面板，2.顯示屏，3.電壓電流顯示，4.專(zhuān)用接口，5.12V輸出接口，6.USB接口，7.RS232接口，8.220V輸入接口，9.LAN接口，10.電源開(kāi)關(guān)按鍵，11.計(jì)算機(jī)復(fù)位按鍵，12.光源，13.分劃板，14.分光鏡，15.物鏡，16.平面鏡。
【具體實(shí)施方式】
[0030]慣導(dǎo)標(biāo)定系統(tǒng)計(jì)量檢定裝置構(gòu)成:圖1所示，在檢定裝置內(nèi)裝有電子自準(zhǔn)直儀、棱體芯軸和23面棱體，構(gòu)成角位置誤差檢定裝置，并裝有檢定控制主機(jī)，在檢定控制主機(jī)內(nèi)裝有檢定控制管理軟件，構(gòu)成角位置誤差檢定裝置和檢定裝置控制器。
[0031]使用慣導(dǎo)標(biāo)定計(jì)量裝置:據(jù)圖2所示，在檢定時(shí)，將23面棱體通過(guò)棱體芯軸與轉(zhuǎn)臺(tái)環(huán)軸同軸串聯(lián)，然后由準(zhǔn)直儀測(cè)量棱體面角度偏差，再由檢定控制器控制自準(zhǔn)直儀測(cè)數(shù)，對(duì)測(cè)得的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢定控制管理和軟件控制管理。
[0032]安裝轉(zhuǎn)臺(tái)軸端，并調(diào)整同軸，由轉(zhuǎn)臺(tái)控制系統(tǒng)控制轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)規(guī)定角度，23面棱體轉(zhuǎn)動(dòng)角度為15° 3Y 7.8〃，電子自準(zhǔn)直儀在檢定控制器控制下測(cè)量棱體面角度偏差，由檢定控制管理軟件對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、分析并給出結(jié)論。
[0033]角位置誤差專(zhuān)用檢定裝置由電子自準(zhǔn)直儀、23面棱體、棱體芯軸搭建。
[0034]其中，23面棱體、棱體芯軸與轉(zhuǎn)臺(tái)環(huán)軸同軸串聯(lián)，串聯(lián)后測(cè)量得到由自準(zhǔn)直儀測(cè)量棱體面角度偏差，得檢定控制器控制自準(zhǔn)直儀測(cè)數(shù)，通過(guò)控制管理軟件進(jìn)行控制管理。
[0035]電子自準(zhǔn)直儀:據(jù)圖3所示:
在物鏡15—側(cè)安裝有平面鏡16，在物鏡另一側(cè)安裝有分光鏡14，在分光鏡上裝有CCD傳感器，在分光鏡上部通過(guò)分劃板13安裝有光源12。
[0036]電子自準(zhǔn)直儀由一高分辨率的CXD傳感器和配套的物鏡管組合而成。其中，通過(guò)平面鏡采集的信號(hào)通過(guò)物鏡聚焦后形成影像束集中在分光鏡上，而光源通過(guò)分劃板照射在分光鏡上，CCD傳感器接收分光信號(hào)，形成自準(zhǔn)直儀信號(hào)，確定光信號(hào)自準(zhǔn)直。
[0037]它綜合了平行光管和望遠(yuǎn)鏡性能的獨(dú)特裝置，通過(guò)自身發(fā)出的平行光來(lái)檢測(cè)反射鏡表面的角位移。自準(zhǔn)直儀具備非常突出的光學(xué)性能，通過(guò)光源照明將分劃板投射到無(wú)限遠(yuǎn)，并最終接收經(jīng)平面鏡表面反射回來(lái)的分劃板圖像，接收到的反射像經(jīng)物鏡聚焦到電子CCD相機(jī)上。照明的分劃板和CCD平面位置是結(jié)合整體光路來(lái)確定。當(dāng)平行光束投射到幾乎與射束軸垂直的反射鏡上時(shí)，十字線(xiàn)圖像將處于CCD中心位置附近，如果此時(shí)將反射鏡傾斜某個(gè)角度α，則反射像會(huì)相對(duì)原始位置側(cè)向偏移位移d，偏移量d是傾斜角α和物鏡焦距f的函數(shù):d=2af。通過(guò)CXD測(cè)出偏移量d后，由下面公式計(jì)算得出傾斜角a: a=d/2f。偏移量與傾斜角成線(xiàn)性關(guān)系，且測(cè)量結(jié)果與裝置到反射鏡的距離無(wú)關(guān)。
[0038](2)23 面棱體: 多面棱體是一種高精度角度標(biāo)準(zhǔn)器具。它主要用于檢定分度臺(tái)、測(cè)角儀圓分度儀器的分度誤差。偶數(shù)面棱體，如12、24面的工作角為整度數(shù)，用于檢定圓分度器具軸系的大周期誤差，還可以進(jìn)行對(duì)徑測(cè)量;奇數(shù)面棱體如17、23面的工作角為非整度數(shù)，它可以綜合檢定圓分度器具軸系的大周期誤差和測(cè)微器的小周期誤差，能較正確地確定圓分度器具的不確走度。
[0039](3)棱體芯軸:
23面棱體無(wú)法直接安裝在慣導(dǎo)標(biāo)定設(shè)備轉(zhuǎn)臺(tái)的軸端，需要專(zhuān)用檢定工裝配合方可使用。
[0040]將慣導(dǎo)標(biāo)定系統(tǒng)計(jì)量檢定裝置中棱體芯軸安裝于轉(zhuǎn)臺(tái)工作臺(tái)中心，23面棱體裝在棱體芯軸上，自準(zhǔn)直儀安裝于支架上，使自準(zhǔn)直儀垂直于23面棱體工作面，通過(guò)轉(zhuǎn)臺(tái)控制系統(tǒng)控制轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)角，專(zhuān)用檢定軟件系統(tǒng)通過(guò)控制器控制自準(zhǔn)直儀讀取角位置信息，并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。
[0041]檢定流程:據(jù)圖4所示，對(duì)檢測(cè)對(duì)象來(lái)說(shuō)，檢測(cè)對(duì)象通過(guò)慣導(dǎo)標(biāo)定設(shè)備轉(zhuǎn)臺(tái)后，經(jīng)過(guò)棱體芯軸和23面棱體，再經(jīng)自準(zhǔn)直儀后，傳遞給控制器，通過(guò)檢定軟件在控制器內(nèi)與檢測(cè)信號(hào)形成檢測(cè)數(shù)據(jù)，其中，自準(zhǔn)直儀和裝有檢定軟件的控制器形成檢定裝置。
[0042](4)、雙軸速率轉(zhuǎn)臺(tái)內(nèi)環(huán)、外環(huán)軸定位角位置誤差的檢定:
據(jù)圖5和圖6所示:在支架07上平臺(tái)上分別安裝有電子自準(zhǔn)直儀010和控制系統(tǒng)09，電子自準(zhǔn)直儀和控制系統(tǒng)相互通訊，在控制系統(tǒng)上部裝有顯示裝置08，顯示裝置與控制系統(tǒng)相互通訊，在測(cè)量裝置上通過(guò)支架和外框架011與內(nèi)框架012裝有顯示器，在顯示器軸上裝有棱體芯軸013，在棱體芯軸上裝有23面棱體014。
[0043]轉(zhuǎn)臺(tái)定位角位置誤差的檢定，在檢定裝置上通過(guò)內(nèi)框架和外框架安裝有棱體芯軸和23面棱體，在支架上設(shè)有平臺(tái)，在平臺(tái)上安裝電子自準(zhǔn)直儀和控制系統(tǒng)，在控制系統(tǒng)上部安裝顯示裝置，控制系統(tǒng)和電子自準(zhǔn)直儀之間形成信號(hào)聯(lián)系通道，而電子自準(zhǔn)直儀與棱體芯軸和23面棱體之間形成檢測(cè)通道。通常都是將自準(zhǔn)直儀安裝在被測(cè)軸的軸端面，調(diào)整自準(zhǔn)直儀與被測(cè)軸同軸，再按照檢定方法要求轉(zhuǎn)動(dòng)被測(cè)軸，使被測(cè)軸旋轉(zhuǎn)固定的角度，通過(guò)自準(zhǔn)直儀測(cè)量被測(cè)軸各位置點(diǎn)的角位置誤差，檢驗(yàn)該軸的定位精度。在內(nèi)環(huán)或外環(huán)框架外壁安裝孔安裝棱體芯軸，在棱體芯軸上安裝23面棱體，將自準(zhǔn)直儀合理放置并通過(guò)支架架好，保證在檢測(cè)位置點(diǎn)上，被測(cè)軸的框架不會(huì)遮擋光路。由轉(zhuǎn)臺(tái)控制機(jī)柜啟動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)，從被測(cè)軸初始零位開(kāi)始，依次給定位置指令，控制系統(tǒng)依次讀取并處理自準(zhǔn)直儀的示數(shù)，專(zhuān)用檢定軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、處理、傳輸，實(shí)現(xiàn)對(duì)內(nèi)環(huán)、外環(huán)定位角位置誤差的檢定。
[0044](5)、檢定控制器:據(jù)圖7所示，檢定控制器依次由嵌入式計(jì)算機(jī)、適配器單元、通訊接口單元、模擬信號(hào)采集單元、輸入輸出控制單元、電源管理單元及主機(jī)箱組成，在主機(jī)箱內(nèi)裝有檢定控制管理軟件。
[0045]其中嵌入式計(jì)算機(jī)為檢定控制器核心，完成數(shù)據(jù)處理、證書(shū)出具等工作;適配器單元完成電平轉(zhuǎn)換、接口轉(zhuǎn)換信號(hào)的調(diào)理與處理;通訊接口單元完成檢定軟件與角位置誤差專(zhuān)用檢定裝置通訊功能;模擬信號(hào)采集單元使用數(shù)據(jù)采集卡采集信號(hào)，提供電源電壓監(jiān)測(cè)與顯示功能;輸入輸出控制單元完成設(shè)備開(kāi)關(guān)量控制；電源管理單元為系統(tǒng)個(gè)單元提供相應(yīng)電源輸出。
[0046](6)、面板:據(jù)圖8所示:在面板I上裝有顯示器2，在面板一側(cè)從上到下分別裝有電壓電流顯示器3、接口 4、12伏輸出接口 5、2個(gè)USB接口 6、2個(gè)RS232接口 7、220伏電源輸入接口
8、LAN接口 9、電源開(kāi)關(guān)按鍵10和計(jì)算機(jī)復(fù)位按鍵11。
[0047]嵌入式計(jì)算機(jī)顯示器為12寸TFT液晶顯示器、INTET凌動(dòng)雙核低功耗低熱量CPU、2G內(nèi)存、64G固態(tài)硬盤(pán)，具備觸摸屏顯示，可使用外置鍵盤(pán)操作，可搭載windows XP或windows7操作系統(tǒng)，滿(mǎn)足該應(yīng)用使用要求。
[0048]嵌入式計(jì)算機(jī)內(nèi)置于專(zhuān)用防震防水機(jī)箱提供基本保護(hù)，并設(shè)計(jì)為對(duì)外提供2個(gè)RS-232 串行通訊接口 ，2個(gè)USB2.0接口，I個(gè)RJ45網(wǎng)絡(luò)接口，I個(gè)220V電源輸入接口，I個(gè)角位置誤差專(zhuān)用檢定裝置專(zhuān)用接口、I個(gè)12V直流電壓輸出接口，具備輸入輸出電壓與電流實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)顯示功能，每臺(tái)設(shè)備配置的RJ45網(wǎng)口預(yù)留為可與其他計(jì)量信息管理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，使其具備擴(kuò)展能力。
[0049](7)、檢定控制管理軟件:如圖9所示，檢定控制軟件機(jī)構(gòu):檢定控制管理軟件分別輸入給用戶(hù)管理模塊、自動(dòng)檢定模塊、通訊控制模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、記錄管理、證書(shū)管理和任務(wù)管理。
[0050]I)完成慣導(dǎo)標(biāo)定設(shè)備的自動(dòng)化計(jì)量檢定過(guò)程，形成原始數(shù)據(jù)記錄單、檢定證書(shū)等；
2)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互功能；
3)存儲(chǔ)計(jì)量檢定過(guò)程中產(chǎn)生的有關(guān)數(shù)據(jù)并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析；
4)實(shí)現(xiàn)原始數(shù)據(jù)、證書(shū)、設(shè)備、資源等有關(guān)信息的管理。
[0051]在設(shè)定慣導(dǎo)標(biāo)定設(shè)備進(jìn)行轉(zhuǎn)角后，檢定控制管理軟件讀取角位置誤差專(zhuān)用檢定裝置數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量，通過(guò)數(shù)據(jù)記錄、計(jì)算分析形成報(bào)告，完成慣導(dǎo)標(biāo)定設(shè)備轉(zhuǎn)臺(tái)的計(jì)量檢定工作。
[0052]本發(fā)明使用條件:
1)檢定裝置使用條件:
工作溫度:(18?25) °C;
環(huán)境濕度:(O?65)%RH;
供電電源:(198 ?242)V，50Hz;
2)檢定裝置貯存條件；
技術(shù)、性能指標(biāo):
I)角位置測(cè)量范圍:(O?360)° ；
3)主機(jī)外形尺寸:639(長(zhǎng))X150(寬)X 116(高Kmm);
4)控制器外形尺寸:450X 350 X 200(mm)。
[0053]運(yùn)輸方式:
火車(chē)、汽車(chē)、飛機(jī)運(yùn)輸方式。
[0054]保障性:
I)設(shè)計(jì)采用成熟的技術(shù)，遵循通用化、系列化、組合化原則，滿(mǎn)足保障性要求；
安全性:
具有安全提示標(biāo)識(shí)，指示醒目、意義明確。
[0055]測(cè)試性:
可在國(guó)內(nèi)計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)溯源。
[0056]主要功能: 一是實(shí)現(xiàn)角位置測(cè)量定位角位置誤差的原位計(jì)量檢定功能。主要通過(guò)控制器控制自準(zhǔn)直儀，利用通過(guò)棱體芯軸安裝在轉(zhuǎn)臺(tái)軸端的23面棱體，實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)內(nèi)環(huán)、外環(huán)定位角位置誤差的計(jì)量檢定功能，并由控制器進(jìn)行自動(dòng)記錄、存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)分析、給出參考結(jié)論。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種慣導(dǎo)標(biāo)定系統(tǒng)計(jì)量檢定裝置，其特征在于: 慣導(dǎo)標(biāo)定系統(tǒng)計(jì)量檢定裝置構(gòu)成: 在檢定裝置內(nèi)裝有電子自準(zhǔn)直儀、棱體芯軸和23面棱體，構(gòu)成角位置誤差檢定裝置，并裝有檢定控制主機(jī)，在檢定控制主機(jī)內(nèi)裝有檢定控制管理軟件，構(gòu)成角位置誤差檢定裝置和檢定裝置控制器； 使用慣導(dǎo)標(biāo)定計(jì)量裝置: 在檢定時(shí)，將23面棱體通過(guò)棱體芯軸與轉(zhuǎn)臺(tái)環(huán)軸同軸串聯(lián)，然后由準(zhǔn)直儀測(cè)量棱體面角度偏差，再由檢定控制器控制自準(zhǔn)直儀測(cè)數(shù)，對(duì)測(cè)得的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢定控制管理和軟件控制管理； 安裝轉(zhuǎn)臺(tái)軸端，并調(diào)整同軸，由轉(zhuǎn)臺(tái)控制系統(tǒng)控制轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)規(guī)定角度，23面棱體轉(zhuǎn)動(dòng)角度為15° 39,7.8〃，電子自準(zhǔn)直儀在檢定控制器控制下測(cè)量棱體面角度偏差，由檢定控制管理軟件對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、分析并給出結(jié)論； 角位置誤差專(zhuān)用檢定裝置由電子自準(zhǔn)直儀、23面棱體、棱體芯軸搭建； 其中，23面棱體、棱體芯軸與轉(zhuǎn)臺(tái)環(huán)軸同軸串聯(lián)，串聯(lián)后測(cè)量得到由自準(zhǔn)直儀測(cè)量棱體面角度偏差，得檢定控制器控制自準(zhǔn)直儀測(cè)數(shù)，通過(guò)控制管理軟件進(jìn)行控制管理； 電子自準(zhǔn)直儀: 在物鏡(15)—側(cè)安裝有平面鏡(16)，在物鏡另一側(cè)安裝有分光鏡(14)，在分光鏡上裝有CXD傳感器，在分光鏡上部通過(guò)分劃板(13)安裝有光源(12); 電子自準(zhǔn)直儀由一高分辨率的CCD傳感器和配套的物鏡管組合而成;其中，通過(guò)平面鏡采集的信號(hào)通過(guò)物鏡聚焦后形成影像束集中在分光鏡上，而光源通過(guò)分劃板照射在分光鏡上，CCD傳感器接收分光信號(hào)，形成自準(zhǔn)直儀信號(hào)，確定光信號(hào)自準(zhǔn)直； 它綜合了平行光管和望遠(yuǎn)鏡性能的獨(dú)特裝置，通過(guò)自身發(fā)出的平行光來(lái)檢測(cè)反射鏡表面的角位移；自準(zhǔn)直儀具備非常突出的光學(xué)性能，通過(guò)光源照明將分劃板投射到無(wú)限遠(yuǎn)，并最終接收經(jīng)平面鏡表面反射回來(lái)的分劃板圖像，接收到的反射像經(jīng)物鏡聚焦到電子CCD相機(jī)上;照明的分劃板和CCD平面位置是結(jié)合整體光路來(lái)確定；當(dāng)平行光束投射到幾乎與射束軸垂直的反射鏡上時(shí)，十字線(xiàn)圖像將處于CCD中心位置附近，如果此時(shí)將反射鏡傾斜某個(gè)角度α，則反射像會(huì)相對(duì)原始位置側(cè)向偏移位移d，偏移量d是傾斜角α和物鏡焦距f的函數(shù):d=2af ；通過(guò)CCD測(cè)出偏移量d后，由下面公式計(jì)算得出傾斜角a: a=d/2f ；偏移量與傾斜角成線(xiàn)性關(guān)系，且測(cè)量結(jié)果與裝置到反射鏡的距離無(wú)關(guān)； (2)23面棱體: 多面棱體是一種高精度角度標(biāo)準(zhǔn)器具；用于檢定分度臺(tái)、測(cè)角儀圓分度儀器的分度誤差;偶數(shù)面棱體，如12、24面的工作角為整度數(shù)，用于檢定圓分度器具軸系的大周期誤差，還可以進(jìn)行對(duì)徑測(cè)量;奇數(shù)面棱體如17、23面的工作角為非整度數(shù)，它可以綜合檢定圓分度器具軸系的大周期誤差和測(cè)微器的小周期誤差，能較正確地確定圓分度器具的不確定度； (3)棱體芯軸: 23面棱體無(wú)法直接安裝在慣導(dǎo)標(biāo)定設(shè)備轉(zhuǎn)臺(tái)的軸端，需要專(zhuān)用檢定工裝配合方可使用； 將慣導(dǎo)標(biāo)定系統(tǒng)計(jì)量檢定裝置中棱體芯軸安裝于轉(zhuǎn)臺(tái)工作臺(tái)中心，23面棱體裝在棱體芯軸上，自準(zhǔn)直儀安裝于支架上，使自準(zhǔn)直儀垂直于23面棱體工作面，通過(guò)轉(zhuǎn)臺(tái)控制系統(tǒng)控制轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)角，專(zhuān)用檢定軟件系統(tǒng)通過(guò)控制器控制自準(zhǔn)直儀讀取角位置信息，并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析； 檢定流程: 對(duì)檢測(cè)對(duì)象來(lái)說(shuō)，檢測(cè)對(duì)象通過(guò)慣導(dǎo)標(biāo)定設(shè)備轉(zhuǎn)臺(tái)后，經(jīng)過(guò)棱體芯軸和23面棱體，再經(jīng)自準(zhǔn)直儀后，傳遞給控制器，通過(guò)檢定軟件在控制器內(nèi)與檢測(cè)信號(hào)形成檢測(cè)數(shù)據(jù)，其中，自準(zhǔn)直儀和裝有檢定軟件的控制器形成檢定裝置； (4)、雙軸速率轉(zhuǎn)臺(tái)內(nèi)環(huán)、夕卜環(huán)軸定位角位置誤差的檢定: 在支架(07)上平臺(tái)上分別安裝有電子自準(zhǔn)直儀(OlO)和控制系統(tǒng)(09)，電子自準(zhǔn)直儀和控制系統(tǒng)相互通訊，在控制系統(tǒng)上部裝有顯示裝置(08)，顯示裝置與控制系統(tǒng)相互通訊，在測(cè)量裝置上通過(guò)支架和外框架(011)與內(nèi)框架(012)裝有顯示器，在顯示器軸上裝有棱體芯軸(013)，在棱體芯軸上裝有23面棱體(014)； 轉(zhuǎn)臺(tái)定位角位置誤差的檢定，在檢定裝置上通過(guò)內(nèi)框架和外框架安裝有棱體芯軸和23面棱體，在支架上設(shè)有平臺(tái)，在平臺(tái)上安裝電子自準(zhǔn)直儀和控制系統(tǒng)，在控制系統(tǒng)上部安裝顯示裝置，控制系統(tǒng)和電子自準(zhǔn)直儀之間形成信號(hào)聯(lián)系通道，而電子自準(zhǔn)直儀與棱體芯軸和23面棱體之間形成檢測(cè)通道;通常都是將自準(zhǔn)直儀安裝在被測(cè)軸的軸端面，調(diào)整自準(zhǔn)直儀與被測(cè)軸同軸，再按照檢定方法要求轉(zhuǎn)動(dòng)被測(cè)軸，使被測(cè)軸旋轉(zhuǎn)固定的角度，通過(guò)自準(zhǔn)直儀測(cè)量被測(cè)軸各位置點(diǎn)的角位置誤差，檢驗(yàn)該軸的定位精度;在內(nèi)環(huán)或外環(huán)框架外壁安裝孔安裝棱體芯軸，在棱體芯軸上安裝23面棱體，將自準(zhǔn)直儀合理放置并通過(guò)支架架好，保證在檢測(cè)位置點(diǎn)上，被測(cè)軸的框架不會(huì)遮擋光路；由轉(zhuǎn)臺(tái)控制機(jī)柜啟動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)，從被測(cè)軸初始零位開(kāi)始，依次給定位置指令，控制系統(tǒng)依次讀取并處理自準(zhǔn)直儀的示數(shù)，專(zhuān)用檢定軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、處理、傳輸，實(shí)現(xiàn)對(duì)內(nèi)環(huán)、外環(huán)定位角位置誤差的檢定； (5)、檢定控制器: 檢定控制器依次由嵌入式計(jì)算機(jī)、適配器單元、通訊接口單元、模擬信號(hào)采集單元、輸入輸出控制單元、電源管理單元及主機(jī)箱組成，在主機(jī)箱內(nèi)裝有檢定控制管理軟件； 其中嵌入式計(jì)算機(jī)為檢定控制器核心，完成數(shù)據(jù)處理、證書(shū)出具等工作;適配器單元完成電平轉(zhuǎn)換、接口轉(zhuǎn)換信號(hào)的調(diào)理與處理;通訊接口單元完成檢定軟件與角位置誤差專(zhuān)用檢定裝置通訊功能;模擬信號(hào)采集單元使用數(shù)據(jù)采集卡采集信號(hào)，提供電源電壓監(jiān)測(cè)與顯示功能;輸入輸出控制單元完成設(shè)備開(kāi)關(guān)量控制；電源管理單元為系統(tǒng)個(gè)單元提供相應(yīng)電源輸出； (6)、面板: 在面板(I)上裝有顯示器(2)，在面板一側(cè)從上到下分別裝有電壓電流顯示器(3)、接口(4)、12伏輸出接口(5)、2個(gè)1^8接口(6)、2個(gè)1?232接口(7)、220伏電源輸入接口(8)、1^財(cái)妾口(9)、電源開(kāi)關(guān)按鍵(10)和計(jì)算機(jī)復(fù)位按鍵(11); 嵌入式計(jì)算機(jī)顯示器為12寸TFT液晶顯示器、INTET凌動(dòng)雙核低功耗低熱量CPU、2G內(nèi)存、64G固態(tài)硬盤(pán)，具備觸摸屏顯示，可使用外置鍵盤(pán)操作，可搭載windows XP或windows 7操作系統(tǒng)，滿(mǎn)足該應(yīng)用使用要求； 嵌入式計(jì)算機(jī)內(nèi)置于專(zhuān)用防震防水機(jī)箱提供基本保護(hù)，并設(shè)計(jì)為對(duì)外提供2個(gè)RS-232串行通訊接口，2個(gè)USB2.0接口，I個(gè)RJ45網(wǎng)絡(luò)接口，I個(gè)220V電源輸入接口，I個(gè)角位置誤差專(zhuān)用檢定裝置專(zhuān)用接口、I個(gè)12V直流電壓輸出接口，具備輸入輸出電壓與電流實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)顯示功能，每臺(tái)設(shè)備配置的RJ45網(wǎng)口預(yù)留為可與其他計(jì)量信息管理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，使其具備擴(kuò)展能力； (7)、檢定控制管理軟件: 檢定控制軟件機(jī)構(gòu):檢定控制管理軟件分別輸入給用戶(hù)管理模塊、自動(dòng)檢定模塊、通訊控制模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、記錄管理、證書(shū)管理和任務(wù)管理。
【文檔編號(hào)】G01C25/00GK106092142SQ201610687774
【公開(kāi)日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年8月19日 公開(kāi)號(hào)201610687774.5, CN 106092142 A, CN 106092142A, CN 201610687774, CN-A-106092142, CN106092142 A, CN106092142A, CN201610687774, CN201610687774.5
【發(fā)明人】畢鵬, 才瀅, 閆道廣, 高川, 趙海鷹, 趙質(zhì)良
【申請(qǐng)人】中國(guó)人民解放軍92493部隊(duì)計(jì)量測(cè)試中心