基于单个读数头的角位移传感器自标定方法

在保证角位移传感器自标定精度的前提下,为克服多读数头安装的一致性问题,同时尽可能避免对标定系统硬件上的苛刻要求,提出一种基于单个读数头,借助测量数据微商的傅里叶级数,实现角位移传感器自标定的方法。推导了该自标定方法引入的误差,并据此提出一种对应的优化方法。将其应用于时栅角位移传感器的标定中,实验结果表明,在相同测量环境下,该自标定方法的标定精度接近借助外部参考基准的传统标定方法,达到约±0.8″;优化后的自标定方法能够有效提高标定精度与标定效率,并且在大微元长度快速标定时,其标定精度可优于传统标定方法接近5倍。

基于双测头的时栅位移传感器自标定方法

为提高时栅的测量精度,扩大其应用领域,提出了一种基于双测头的时栅位移传感器实时在线自标定方法。利用空域信号傅里叶级数的空间位移和线性性质,找出了相距一固定角的两个测量位置时栅示值之差数列的傅里叶级数与误差函数傅里叶级数间的关系;在此基础上,提出利用双测头相对回转的方法,实现了相距定角的两测量位置时栅示值之差数列的傅里叶级数的获取和误差函数的重构;分析了定角取值对误差函数重构精度的影响。试验结果表明:该方法能在误差频次高、误差成分复杂的条件下有效降低整周范围内时栅的测量误差,对72对极的时栅传感器,经自标定后剩余误差的峰-峰值小于2″,达到计量光栅精度水平,且系统极易集成,易于实现。该方法特别适合于大直径、大中空等极端特殊条件下时栅的自标定,也同样适用于其他同类型位移传感器的自标定。

基于坐标法的环面蜗杆测量系统

针对现有测量方法存在的问题,基于测量状态与加工状态一致的检测原理,设计了环面蜗杆精度测量原理。通过设置自动标定程序和高精密时栅转台使系统自动建立三维空间的测量坐标系,并利用坐标旋转法测得测头的回转半径。采用随动控制方式来测量环面蜗杆各齿面的点在测量坐标系中的坐标值,从而得到环面蜗杆的精度。系统采用金字塔式的结构使系统更稳定、可靠性强。通过实验,验证了本方案的可行性,测得环面蜗杆螺旋线的误差为±4μm。对系统进行等精度重复性实验,系统的极差为0.9μm,方差分析说明各测量点的误差值无显著差异。