一种小角度误差快速检测方法及不确定度分析

孙斌，李云玲，卜雄洙

(1.南京理工大学机械工程学院，江苏南京210094;2.内蒙古北方重工业集团有限公司，内蒙古包头014033)

0 引言

转台常常作为高精度的角度位置产生的基础平台。转台的位置输出精度直接影响整个测试系统的校准或测量精度，因此需要经常对转台的角度系统进行误差测量，为调校转台设备提供依据。传统的机械测角法有多面体棱镜法、分度台法等;近些年来又研究出较多的光学测角法，如圆光栅法、衍射法、以及激光干涉法等［2］。机械方法自动化程度低、操作繁复且多只能用于静态测量。光学法虽然操作简便、自动化程度高，但实验设备复杂、昂贵，设备通用性差，对环境要求严苛［3］。在存在振动等干扰的环境中，无论是传统的机械测角法还是高精度的光学测角法都很难实施，即使条件允许，测量过程往往过于繁复。因此，研究具有较强环境适应性的快速测量方法很有必要。自准直经纬仪是最常用的光学测角仪器之一，具有自动补偿机构，能很好地适应不同的应用环境，常用于大地观测、微小角度测量等领域。本文以单轴俯仰转台为例，针对传统角度误差检测设备难以对转台角度误差进行快速测量的问题，提出一种适合于现场快速应用的自准直经纬仪对准静态误差测量方法，并建立其误差测量模型，推导模型解算的方法，最后对其测量不确定度进行评定。

1 测量原理及系统组成

1.1 测量原理

利用自准直经纬仪测量转台角度误差的原理如图1所示，反射面做以转台水平轴中心O 为旋转中心的同轴转动。……