调试光栅度盘结构仪器测角部件

1．光栅度盘简介

在电子经纬仪中，另一种广泛使用的测角方法是用光栅度盘。由于这种方法比较容易实现，所以目前在世界各生产厂家中已被广泛采用。

均匀地刻有许多一定间隔细线的直尺或圆盘，称为光栅尺或光栅盘。刻在直尺上用于直线测量的光栅称为直线光栅（见图8－7（a）），刻在圆盘上的等角距的光栅称为径向光栅（见图8－7（b））。设光栅的栅线（不透光区）宽度为a，缝隙宽度为b，栅距d＝a＋b，通常a＝b，它们都对应一个角度值。在光栅度盘的上下对应位置上装上光源、计数器等，使其随照准部相对于光栅度盘转动，可由计数器累计所转动的栅距数，从而求得所转动的角度值。因为光栅度盘上没有绝对度数，只是累计移动光栅的条数计数，故称为增量式光栅度盘，其读数系统为增量式读数系统。

图8－7 光栅尺、光栅盘

如图8－8所示，两个间隔相同的光栅叠放在—起并错开很小的夹角，当它们相对移动时，可看到明暗相间的干涉条纹，称为莫尔干涉条纹，简称莫尔条纹。

光栅度盘的读数系统也采用发光二极管和光电接收二极管进行光电探测，如图8－9所示。在光栅度盘的一侧安置一个发光二极管；而在另一侧，正对位置安置光电接收二极管。当两光栅度盘相对移动时，就会出现莫尔条纹的移动，莫尔条纹正弦信号被光电二极管接收，并通过整形电路转换成矩形信号，该信号变化的周期数可由计数器得到。计数器的二进制输出信号通过总线系统输入到存储器，并由数字显示单元以十进制数字显示出来。

图8－8 莫尔条纹

图8－9 光栅度盘读数系统

2．水平测角信号的调试

1）水平测角信号的检测

旋转照准部，用示波器检测主电路板P1～P4测试点（见图8－10），测试点说明见表8－1，波形应为标准正弦信号波形（见图8－11），在示波器上测试时应满足以下要求：

①直流电平为2．5V；

②交流部分幅值应为1～1．5V。

图8－10 主电路板P1～P4测试点

表8－1 图8－10中测试点说明

2）水平信号的调整

如果四路水平测角电信号中波形的幅值及中心电压偏离过多，则需调整水平模拟器电信号，方法如下：

（1）将示波器的探头插在主板上的相应测试点上，模拟器信号的幅值及中心电压的调整电阻均在模拟器上（见图8－12）。幅值及中心电压的要求如图8－11所示。调整时，可调电阻阻值不要调在极限位置，这样电信号幅值不易变动。

（2）如果从主板上检测不到相应信号，需要拆下主电路板，从主电路板上拆下两个水平模拟器插头（见图8－13），将没有信号的那一路模拟器插头插接在专用调试工装的插座上。注意，P1、P2为短线模拟器（支架大面一侧），P3、P4为长线模拟器。如果用工装仍检测不到信号，一般有以下几种原因：

图8－11 标准正弦信号波形

图8－12 模拟器

①检查各个电位器是否已经超出极限位置，造成信号的失真。

②模拟器上的各信号线虚焊，将各条线在模拟器上重新焊接一遍后重新检查信号。

③需要更换新的模拟器。

如果有需要更换新模拟器的机器，因涉及许多项目的调整，需返回生产厂家进行维修。

长线水平模拟器（支架小面一侧）的检测、调试方法与短线水平模拟器相同，可拆下右挡板，进行调试。(www.xing528.com)

3．垂直测角信号的调试

1）垂直测角信号的检测

垂直测角信号的检测方法同水平信号检测。但是引起垂直垂盘跳数或读数不正确的因素要比水平测角多个过零信号的检测，因为如果竖盘有多个位置都能过零的现象，那么这台机器的指标差和显示读数都可能不正确。

2）垂直角不过零的检测

图8－13 主电路板

整平仪器，开机，显示器显示：“转动望远镜 设置垂直角零位”，此时在盘左（正镜）垂直角90°附近，旋转望远镜，显示屏上垂直角应有角度值显示，若一直显示：“垂直角过零、旋转望远镜”，则说明仪器存在不过零的问题，必须重新测试主电路板过零信号、过零电压，并重新调试。

（1）用示波器（示波器选择A模式，灵敏度500m V，扫描速率1ms）探头差在主板P8点（见图8－10），开机后同时在盘左垂直角90°附近旋转望远镜，示波器应显示如图8－14所示之过零脉冲。该过零脉冲最低电压Vs应大于0．8V，过零脉冲幅度Vn－Vs≥0．5V。

（2）用示波器检测主板P11点（见图8－14）波形，示波器应显示一直流电平（见图8－15中的Va），与过零脉冲的相对关系应如图8－15所示。不过零时，直流电平比过零脉冲波谷点Vs低（如图8－15）。

图8－14 主板P11点波形

图8－15 示波器显示

（3）用无感应改锥调整主电路板P11点旁的电位器WR4（见图8－10），同时观测示波器，直流电平的位置将上下移动，直流电平Va应调整到0．5×（Vn－Vs）＋Vs（见图8－15）。

（4）关机，重新开机检查仪器是否能够正常过零。如能正常过零，应重新校正竖直度盘指标差，若指标差不合格，可将（3）中直流电平Va调低些。但应保证该直流电平比过零脉冲最低的波谷高。

3）垂直测角信号的调整

图8－16为垂直模拟器的示意图。

图8－16 垂直模拟器示意图

（1）从主电路板上拆下垂直模拟器插头（见图8－13），插接在专用调试工装的插座上，专用调试盒上供电直流5V±0．2V。示波器选择X－Y模式，灵敏度500mV，两个探头衰减选择X1挡，分别插接在专用调试盒的CP1、CP2插座上。

（2）用0．02mm塞尺检查，全圆周四个方向每隔90°用塞尺检查一次，塞尺均应能从两光栅盘间插入。如果有一处不能插入，即可判定该处两光栅盘间隙变小。顺时针旋转靠近该处的调整螺钉（该调整螺钉共4个，可分别调整上、下、左、右四个方向两光栅盘间隙），可加大该处两光栅盘间隙。调整的同时，缓慢、匀速、小角度转动横轴，同时观察示波器上李沙郁图形，幅值应在1000～1500mV（见图8－17）。

图8－17 李沙郁图形

两光栅盘间隙与电信号关系是：间隙越小，电信号幅值越大。调整中，如果间隙已接近0．02mm，而电信号仍偏小，则可用无感应改锥调节垂直模拟器电路板上中间的幅值可调电阻（见图8－16），使幅值达到要求。调整时，可调电阻阻值不要调在极限位置，这样电信号幅值不易变动。

调整时，如果相位差误差较大时，可调整左、右两个方向两光栅盘间隙，使相位差减小。调整后，应用塞尺检查两光栅盘间隙，仍应符合上述要求。

在观察示波器上李沙郁图形时，如果李沙郁图形出现上下或左右跳动，可能是由于光栅盘表面有油污、指印或异物造成的。垂直两光栅盘中，靠外面的一块是主光栅盘，如果盘表面脏，会引起电信号跳动，严重时会造成垂直跳数。可用脱脂棉蘸适量混合液（乙醚70％，乙醇30％），将光栅盘表面擦拭干净。

另外，旋转横轴一周，观察示波器上李沙郁图形时，李沙郁图形会出现大小的变化。幅值变化应小于200mV。如果超过200mV，可能造成垂直测角跳数。产生原因是由于仪器经长期使用后，横轴轴向窜量变大所造成的，由于要专用工具拆卸，需返厂修理。

（3）调整好李沙郁图形后，将模拟器插头插在主电路板的相应位置上，通过主板将幅值及中心电压调整到合格范围内。具体调整方法同水平模拟器的调整。

（4）以上项目均合格后，重新调整过零信号。