CN104567735A - 动态小角度分辨力测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于几何量计量技术，具体公开了一种动态小角度分辨力测试方法，它包括如下步骤：确定触发信号、产生触发信号、采集信号发生器的信号输出以及触发信号分析，采用标准信号发生器产生的连续方波作为外触发信号源，根据测试分辨力指标选取外部触发信号频率，计算采集相邻两个数据的差值是否小于或等于分辨力来实现对装置分辨力的测试。该方法很好地解决了装置动态校准的难题，保证了装置动态测量量值的准确性。

Description

动态小角度分辨力测试方法

技术领域

本发明属于几何量计量技术，具体涉及一种激光小角度测量装置的动态分辨力测试方法。

背景技术

激光小角度测量装置是一种采用正弦原理，以迈克尔逊干涉法测量小角度的高精度仪器，主要由正弦臂，分光镜组，激光干涉系统组成。正弦臂相对中心两侧对称安装角隅棱镜，两角隅棱镜中心距离构成了正弦臂的臂长D。当正弦臂绕回转中心旋转角度θ时，激光干涉系统测量光程差变化为H，与正弦臂臂长D存在的正弦关系sinθ＝H/D。图1所示激光小角度测量装置测角原理。国际上许多计量机构将激光小角度测量装置作为小角度计量的基准，用于光电自准直仪，电子水平仪等高精度小角度测角仪器的校准。

激光小角度测量装置主要用于高准确度小角度测量仪器的校准。当开展动态角度测试时，通常关注动态分辨力和动态测量不确定度，动态分辨力决定动态测量不确定度，体现系统数值分辨能力和采样的速率。对于动态分辨力的检测需要确定一套合理可靠的方法。激光小角度测量装置工作时，干涉光路绕回转轴系旋转，外部信号触发装置进行数据采集，检测系统能够分辨相邻的测量结果最小示值差即为系统的动态分辨力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种动态小角度分辨力测试方法，能够根据装置的转速和分辨力指标参数，实现激光小角度测量装置的动态分辨力的测试，解决动态小角度的校准需求。

本发明的技术方案如下：

一种动态小角度分辨力测试方法，它包括如下步骤：

1）确定触发信号

激光小角度测量装置转速为v时，动态测角分辨力指标为d，那么需要外触发信号频率f大于等于v/d；

若相邻触发脉冲采集数据差值小于d，则验证动态分辨力指标d符合要求；

2）产生触发信号

对激光小角度校准装置进行动态分辨力测试，提供连续的触发信号；

3）采集信号发生器的信号输出

在激光小角度测量装置设置数据采集系统和外触发信号接口，将信号发生器的信号输出通道和外触发信号接口连接，将信号发生器的信号输出实时采集；

4）触发信号分析

采集相邻两个信号发生器的信号输出之差，即为a_i-a_i-1；

当a_i-a_i-1<d时，说明其分辨力满足技术指标要求。

在上述动态小角度分辨力测试方法中：所述的步骤2）产生出发信号的具体步骤如下：

a)触发采集系统的触发信号为标准TTL电平，可以利用信号发生器产生触发信号，信号稳定，精度有保证；

b)通过信号发生器选择开关，对触发信号的频率、波形、电压进行设定，满足激光小角度测量装置动态采集的要求。

本发明的显著效果在于：采用标准信号发生器产生的连续方波作为外触发信号源，根据测试分辨力指标选取外部触发信号频率，计算采集相邻两个数据的差值是否小于或等于分辨力来实现对装置分辨力的测试。该方法很好地解决了装置动态校准的难题，保证了装置动态测量量值的准确性。

附图说明

图1为激光小角度测量装置测角原理示意图；

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。

1）确定触发信号

激光小角度测量装置转速为v时，动态测角分辨力指标为d，那么需要外触发信号频率f大于等于v/d，

相邻触发脉冲采集数据差值是否小于d，验证动态分辨力指标d是否符合要求，若小于则符合要求。

2）产生触发信号

对激光小角度校准装置进行动态分辨力测试，需要提供连续的触发信号。

b)触发采集系统的触发信号为标准TTL电平，可以利用信号发生器产生触发信号，信号稳定，精度有保证。

c)通过信号发生器选择开关，对触发信号的频率、波形、电压进行设定，满足激光小角度测量装置动态采集的要求。

3）采集信号发生器的信号输出

在激光小角度测量装置设置数据采集系统和外触发信号接口，将信号发生器的信号输出通道和外触发信号接口连接，可以将信号发生器的信号输出实时采集。

本实施例当中，数据采集系统采用TTL电路上升沿触发，内部缓存为128k，采集数据存储在内部的高速缓存中，该过程响应时间优于0.01ms，即动态采样频率为100kHz。

4）触发信号分析

采集相邻两个信号发生器的信号输出之差，即为a_i-a_i-1，

当a_i-a_i-1<d时，说明其分辨力满足技术指标要求。

例如使激光小角度测量装置分别以30″/s、300″/s转速旋转，并使信号发生器以5kHz触发采集。

测试结果如表1所示。

表1  激光小角度校准装置动态分辨力测量结果

采样序号	30″/s转速采样值	300″/s转速采样值
			1	9.473	53.89
2	9.475	53.929
			3	9.475	53.933
4	9.477	53.969
			5	9.477	53.973
6	9.477	54.007
			7	9.479	54.014
8	9.479	54.058
			9	9.479	54.094
10	9.481	54.1
			11	9.481	54.131
12	9.481	54.135
			13	9.481	54.169
14	9.483	54.173
			15	9.483	54.21
16	9.484	54.215
			17	9.485	54.253
18	9.485	54.256
			19	9.486	54.287
20	9.487	54.292

从测试结果中可以看出，30″/s转速采样值任意相邻两个数值差小于0.006″，300″/s转速采样值任意相邻两个数值差小于0.06″。

Claims (2)

1.一种动态小角度分辨力测试方法，其特征在于，它包括如下步骤：

1）确定触发信号

激光小角度测量装置转速为v时，动态测角分辨力指标为d，那么需要外触发信号频率f大于等于v/d；

若相邻触发脉冲采集数据差值小于d，则验证动态分辨力指标d符合要求；

2）产生触发信号

对激光小角度校准装置进行动态分辨力测试，提供连续的触发信号；

3）采集信号发生器的信号输出

在激光小角度测量装置设置数据采集系统和外触发信号接口，将信号发生器的信号输出通道和外触发信号接口连接，将信号发生器的信号输出实时采集；

4）触发信号分析

采集相邻两个信号发生器的信号输出之差，即为a_i-a_i-1；

当a_i-a_i-1<d时，说明其分辨力满足技术指标要求。

2.如权利要求1所述的一种动态小角度分辨力测试方法，其特征在于，所述的步骤2）产生出发信号的具体步骤如下：

a)触发采集系统的触发信号为标准TTL电平，可以利用信号发生器产生触发信号，信号稳定，精度有保证；

b)通过信号发生器选择开关，对触发信号的频率、波形、电压进行设定，满足激光小角度测量装置动态采集的要求。