JC-1型精密测角仪单元技术优化方案

JC−1型精密测角仪之所以能够达到不确定度（峰峰值），主要是测角仪中有几个关键单元技术达到较高的水平，分别简介如下：

1.空气静压轴系

空气轴承为计量光栅提供了优良的轴系。用于测角仪的空气轴承回转精度高（运动误差小于0.025μm），刚度高。曾在转台上R=200 mm处置1.3 kg铅块，在此条件下检测测角仪精度与加载前相比无变化。

在结构设计中采用双半球孔节流，背靠背结构形式增大了跨距，两半球能自立，无干涉。空气轴承的运动和静止部分之间被一层空气膜包围，摩擦系数极小，且动、静之间无变化，无低速爬行。由于靠气膜而不是靠机械变形支承，因此具有很高的置中性能，很适合作计量光栅的回转基准。

2.角度基准器

一块mm 刻线129 600条的圆光栅安装在空气轴承上，采用平行光照明，提取依次相差π/4的4路正、余弦信号。光栅误差曲线经谐波分析后，认为选取8读数头系统较好。为了获得高质量光栅信号供电子电路细分，其结构设计的要点是：采用高精度回转基准；以长焦距平行光管发出的平行光照明；多读数头合成；大视场接收；优化系统参数设计等，从而获得了能满足500细分要求的光栅信号。原始信号经电路处理和500细分后，其分辨率为

3.动态光电自准直仪(www.xing528.com)

自准直仪是精密测角仪重要的组成部分，其主要功能是：动态自动取数，静态人工读数和完成接收单一谱线确定最小偏向角的测试。

动态测量——由平面反射镜反回的光线或光谱灯发出的单色光经分束棱镜分成两路：一路成像在分划板上，完成目视测量；另一路由两块直角棱镜等分成两部分，经两个狭缝分别由两支R456光电倍增管转换成电信号，两信号具有一固定相位差，经差分放大等电路处理后，给出一对准脉冲，以此脉冲提取角度信息锁存、显示，完成动态测量，如图4−3所示。用动态角度基准器作为动态测量角值的方式必须适应动态采样速度响应的要求，其电路原理如图4−4所示。

静态读数——该自准直仪设有目视测量系统，读数鼓分划格值为，目视系统设计参数为：目镜视场角2ω=37°；目镜放大率12.5×；眼点距离15.37 mm，出瞳直径1.12 mm；目视分辨率60对线/mm。其他与动态测量系统共用的参数有：物镜焦距900 mm，物镜视场角2ω=0.9°；望远镜放大倍数45×；物镜相对孔径1：18。动态光电自准直仪主要技术关键是提取高质量的差分信号。信号质量主要指两路差分信号的稳定性、等幅性、高信噪比和小的直流漂移等。信号质量直接影响差分点对准精度。

图4−3　动态光电自准直仪光路系统

图4−4　动态光电自准直仪电路原理图