第六章角度测量技术.ppt

第六章 角度测量技术 第一节 角度检测概述 第二节 角度测量 第三节 圆分度误差测量 第一节、角度测量概述 一、角度的单位和自然基准 二、角度的实物基准 1、角度块规： 2、多面棱体： 3、多齿分度盘： 4、圆光栅： 5、光电编码器： 6、圆感应同步器： 7、高精度度盘 在圆盘的某一圆周上刻有一系列的等分刻线以实现圆周等分的器件称为度盘。 度盘的角间隔一般为1o, 30′, 20′, 10′, 5′和4′几种。 用于角度及圆分度误差的静态测量。 第二节、角度及角位移测量 一、角度的直接测量 1、测角仪法 1、测角仪法 2、影像测量法 3、激光干涉小角度测量 4、自准直仪法（相对测量法） 二、角度的间接测量 二、角度的间接测量 双坐标测量仪 二、角度的间接测量 第三节、圆分度误差测量 一、圆分度误差的概念 二、圆分度误差的直接测量 二、圆分度误差的直接测量 在度盘刻线圆周上均布m个读数装置同时读数，取m个读数的平均值作为测得值，则该测得值包含的刻线误差为： 圆分度误差数据处理 三、圆分度的相对测量 * * 1、角度的单位： 国际单位制：弧度(rad) → 分析、计算 非国际单位：度(°)、分(′)、秒() → 实际应用（加工、测试） 换算：1°= 60′, 1′= 60, 1rad = 180/π°≈ 57.296° 角度自然基准：360°圆周（绝对准确，没有误差） 2、角度的自然基准： 整圆周上所有角分度的误差之和等于零 圆周封闭原则： 在圆分度测量中，利用圆周封闭原则，可以提高测量精度。 形状：三角形（1个角度） 长方形（4个角度） 材料：与量块相同（稳定、耐磨） 基准：工作面的夹角 应用：测量零件角度，相对测量基准 精度：0级±3，1级±10，2级±30， 精度：±0.5～±1 形状：正棱柱体 面数：4、6、8、12、24、36、72 基准：各工作面法线的夹角 应用：测量圆分度误差（自准直仪） 1 --- 被测度盘； 2 --- 24面体； 3 --- 工作台； 4 --- 自准直仪； 5 --- 读数显微镜； 6 --- 底座 组成：上齿盘、下齿盘， 直径、齿数、齿形相同 齿数：360、720、1440 精度：±0.1 （弹性变形实现误差平均效应） 原理：下齿盘固定不动， 上齿盘抬起脱离啮合后， 即可绕其主轴旋转， 再次啮合，即可根据转过的 齿数多少进行精确分度． 组成：一对光栅盘： 定光栅、动光栅, 直径、栅距相同 精度：±0.2 （误差平均效应） 原理：偏心叠合在一起，产生莫尔条纹； 当光栅盘相对转动时，莫尔条纹同步移动。 分辨力：±10、±20 分类：径向光栅、切向光栅、环形光栅 环形圆光栅 组成：光源：产生平行光 码盘：光学玻璃，透光/不透光， 同心圆环 --- 码道 光电元件：每个码道对应一个光电元件 精度：优于分辨力的一半 原理：平行光源→码盘→ 光电元件→电信号输出 每个码道上：透光=1，不透光=0， 多个码道： 0101… --- 绝对码 分辨力：与码盘的码道数有关： 例：19位编码器，分辨力为:360°/219=2.47 编码数：2n 组成：转子(a)：激励绕组，连续绕组 定子(b)：感应绕组 正弦绕组、余弦绕组 精度：低于圆光栅 原理：转盘相对定盘转动，在绕组中产生感应电势； 经过电路处理，可获得转角信号。 基准：360°，圆周封闭准则 应用：抗干扰能力强，适于加工现场使用。 N 为极数，即转子连续绕组导体数；θ为转子转角 1、测角仪：精密仪器，最小分辨率可达0.01 直接测量：测量0～360之间的任意角度 构成：1－工作台：固定被测件 4－自准直光管：对准目标 5－读数装置：瞄准读数 原理：先瞄准被测件的一个平面，读数α1 转动工作台，再次瞄准另一个平面，读数α2， 被测角度： 角度基准：分度盘、圆光栅、码盘 测量对象：角度块、多面棱体 被瞄准平面具有较高的反射率 自准直仪的分度值有0.1″、0.2″和1″几种。 1、测角仪法 1、光源 2、自准直分划板 3、物镜 4、反射物体 5、测微分划板 6、目镜 光学自准直仪结构举例 光学自准直原理 对象：平板类零件 影像测量仪： 原理：光源→目