CN104655496B - 自重对离轴反射镜面形影响的测试方法 - Google Patents

自重对离轴反射镜面形影响的测试方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104655496B
CN104655496B CN201510075372.5A CN201510075372A CN104655496B CN 104655496 B CN104655496 B CN 104655496B CN 201510075372 A CN201510075372 A CN 201510075372A CN 104655496 B CN104655496 B CN 104655496B
Authority
CN
China
Prior art keywords
axis
mirror
variable
shape
speculum
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201510075372.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104655496A (zh
Inventor
董得义
李志来
张学军
薛栋林
杨利伟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Changchun Institute of Optics Fine Mechanics and Physics of CAS
Original Assignee
Changchun Institute of Optics Fine Mechanics and Physics of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Changchun Institute of Optics Fine Mechanics and Physics of CAS filed Critical Changchun Institute of Optics Fine Mechanics and Physics of CAS
Priority to CN201510075372.5A priority Critical patent/CN104655496B/zh
Publication of CN104655496A publication Critical patent/CN104655496A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104655496B publication Critical patent/CN104655496B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Abstract

自重对离轴反射镜面形影响的测试方法属于航天领域,该方法步骤如下:测量反射镜组件在0°状态下的面形数据和离轴量;测量反射镜组件在180°状态下面形数据和离轴量;在反射镜组件处于0°状态下通过试验确定出镜面像散变化量与离轴量变化量的关系,通过线性插值法确定两个状态离轴量变化量对应的镜面像散变化量;采用误差合成的原理根据0°状态以及180°状态的反射镜面形的测试结果以及两个状态离轴量变化量对应的像散变化量得出自重载荷对反射镜面形的影响,两个状态中反射镜组件受到的重力大小相等,方向相反,通过该试验得到的是2倍自重载荷对反射镜面形的影响,即测试结果的二分之一为自重引起的镜面面形变化。

Description

自重对离轴反射镜面形影响的测试方法
技术领域
[0001] 本发明属于航天领域,涉及一种测量反射镜组件在自重载荷作用下,面形变化的 测试方法。
背景技术
[0002] 空间光学遥感器的反射镜在地面重力环境下加工、检测,而入轨后,空间环境为微 重力环境,反射镜组件在微重力环境下势必会存在一个重力释放的过程,如何准确的预测 反射镜在自重释放后的面形变化是空间光学遥感器反射镜面形测试的一个难题。
[0003] 自重载荷对反射镜面形的影响是自重释放对反射镜面形影响是的逆过程,二者引 起的镜面面形均方根值的变化是相同的,因此自重释放对反射镜面形影响的预测问题就可 以转化为对自重载荷引起反射镜面形变化的测试问题。
[0004] 针对自重对反射镜面形影响的测试问题,当前国内外学者多采用仿真分析的方法 获得,但由于仿真分析中存在材料参数误差、结构参数误差以及连接关系的建模误差等因 素,未经过模型修正的仿真分析结果通常会存在较大的误差,因此,仅以仿真分析结果为最 终的预测是不可靠的,还要对自重对反射镜的面形影响开展相关的试验研究。
发明内容
[0005] 为了解决现有技术中存在的问题,本发明提供了一种测量自重载荷对离轴反射镜 面形影响的方法,以及对测试结果的处理方法,与未经模型修正的仿真分析结果相比,可以 显著提高对反射镜在微重力环境下面形变化预测的精度。
[0006] 本发明解决技术问题所采用的技术方案如下:
[0007] 自重对离轴反射镜面形影响的测试方法,该方法包括如下步骤:
[0008] 步骤一:在反射镜面形的加工过程中设定0°状态,测量0°状态时反射镜的面形数 据RMSo。以及反射镜的离轴量;
[0009] 步骤二:将反射镜绕光轴旋转180°,测量180°状态时反射镜的面形数据RMS18〇。以 及反射镜的尚轴量;
[0010] 步骤三:反射镜组件在〇°状态下,调整补偿器的位置,人为的构造±lmm、±2mm的 离轴量,通过测量反射镜在具有一定离轴量的条件下镜面产生的像散,确定反射镜离轴量 变化量与镜面像散变化量的关系曲线,由线性插值的方法获得0°状态和180°状态 的尚轴量的变化量对应的镜面像散的变化量ASTa;**;
[0011] 步骤四:根据两个状态的面形测试结果rms〇、rms18Q。以及通过线性插值法得到的 ASTa离轴量,采用误差合成的原理,得到自重载荷作用下,离轴反射镜镜面面形变化
Figure CN104655496BD00031
[0012] 步骤五:由于两个状态中,反射镜组件受到的重力大小相等,方向相反,因此通过 该试验得到的是2倍自重载荷对反射镜面形的影响,S卩δ__的二分之一为反射镜在自重释 放后的面形变化,实现了自重对离轴反射镜面形影响的测试方法。
[0013] 本发明的有益效果是:本发明利用自重释放与自重载荷对反射镜面形的影响在变 化数值上等效的原理,直接采用试验测试的方法对反射镜入轨后自重释放对面形的影响进 行了测量,作为仿真分析结果进行模型修正的依据,这比单纯依靠仿真分析结果的预测要 准确许多;可靠性大大提高。
附图说明
[0014] 图1本发明自重对离轴反射镜面形影响的测试方法的方法流程图
[0015] 图2本发明离轴反射镜零位补偿检测原理示意图
[0016] 图中:1、离轴反射镜组件,2、三维调整架,3、调整干涉仪和4、补偿器。
具体实施方式
[0017] 下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。
[0018] 本发明自重对离轴反射镜面形影响的测试方法的流程图如图1所示,本发明利用 自重载荷与自重释放导致反射镜面形的变化在数值上等效的原理,通过测量自重变形对反 射镜面形的影响来预测空间光学遥感器入轨后,反射镜在自重释放后的面形变化,具体的 方法流程如下:
[0019] 步骤一:将离轴反射镜组件1固定在三维调整架2上,调整干涉仪3和补偿器4的光 路,测量离轴反射镜组件1在〇°状态下的面形数据RMSo。以及离轴量;在0°状态下反射镜面形 检测结果主要由检测误差心。检测及面形加工残差S加工组成,由误差的合成原理可知:
Figure CN104655496BD00041
[0020] 步骤二:将离轴反射镜组件1旋转180°,调整干涉仪3和补偿器4的位置,测量反射 镜组件在180°状态下的面形数据RMS18Q。以及离轴量;在180°状态下反射镜面形检测结果主 要有检测误差&80¾¾、面形加工残差如肛以及自重载荷导致的面形变化3自_组成,由误差 合成原理可知:
Figure CN104655496BD00042
[0021] 步骤三:由180°状态下检测结果的平方减去0°状态下检测结果的平方,可以推导 得到:
Figure CN104655496BD00043
;由镜面检测的原理可知:在镜面 面形检测过程中通常是将镜面残差调至最小,因此在面形精度加工到一定精度后(面形精 度高于λ/10)由于检测环节引入的误差可以忽略不计,因此有:
Figure CN104655496BD00044
[0022] 通过试验确定离轴量变化量与镜面像散变化量的关系。对于不同的反射镜,相同 的离轴量的变化量对应的镜面像散也不一定相同,因此,对每个反射镜而言,通常通过试验 获得离轴量变化量与镜面像散变化量的关系,试验过程如下:在反射镜组件处于〇°状态下, 首先找到面形最佳位置;然后,通过调整补偿器的位置,让补偿器在测量面形的时候,人为 的构造±lmm、±2mm的离轴量,然后查看镜面面形产生了多大的像散,这个像散就是由离轴 量的变化量导致的镜面象散变化量。在反射镜组件处于0°状态下,分别对Imm离轴量、2mm离 轴量,以及-Imm离轴量、-2mm离轴量的引入的镜面象散进行了测试(离轴量变化量正负的定 义:远离主镜光轴的变化为正,靠近主镜光轴的变化为负)。根据试验测得的离轴量变化量 与镜面像散变化量的关系曲线,可以通过线性插值的方法获得0°状态和180°状态的离轴量 的变化量对应的镜面像散变化量的大小。
[0023] 步骤四:对于离轴反射镜,离轴量会与像散之间会互相补偿,因此,在翻转前后要 对反射镜的离轴量进行测量。翻转前后离轴量发生了变化,说明镜面在最小残差之外还有 一定的像散,设离轴量变化量对应的镜面像散变化量为AST△离嫌,则自重载荷导致反射镜的 面形变化为:
Figure CN104655496BD00051
[0024] 步骤五:由于0°状态和180°状态中,反射镜组件受到的重力大小相等,方向相反, 因此通过该试验得到的是2倍自重载荷对反射镜面形的影响,S卩δ§_的二分之一为反射镜 在自重释放后的面形变化,实现了自重对离轴反射镜面形影响的测试方法。
[0025] 本发明中未作详细描述的内容属于本领域技术人员的公知知识。

Claims (1)

  1. I.自重对离轴反射镜面形影响的测试方法,其特征在于,该方法包括如下步骤: 步骤一:在反射镜面形的加工过程中设定0°状态,测量0°状态时反射镜的面形数据 RMS〇。以及反射镜的离轴量; 步骤二:将反射镜绕光轴旋转180°,测量180°状态时反射镜的面形数据RMS18Q。以及反射 镜的呙轴量; 步骤三:反射镜组件在0°状态下,调整补偿器的位置,人为的构造±lmm、±2mm的离轴 量,通过测量反射镜在具有一定离轴量的条件下镜面产生的像散,确定反射镜离轴量变化 量与镜面像散变化量AShSi嫌的关系曲线,由线性插值的方法获得0°状态和180°状态的离 轴量的变化量对应的镜面像散的变化量 步骤四:根据两个状态的面形测试结果RMS(r、RMS18Q。以及通过线性插值法得到的 AST△离轴量,采用误差合成的原理,得到自重载荷作用下,离轴反射镜镜面面形变化
    Figure CN104655496BC00021
    步骤五:由于两个状态中,反射镜组件受到的重力大小相等,方向相反,因此通过步骤 一到步骤四得到的是2倍自重载荷对反射镜面形的影响,S卩δ§_的二分之一为反射镜在自 重释放后的面形变化,实现了自重对离轴反射镜面形影响的测试方法。
CN201510075372.5A 2015-02-12 2015-02-12 自重对离轴反射镜面形影响的测试方法 Active CN104655496B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510075372.5A CN104655496B (zh) 2015-02-12 2015-02-12 自重对离轴反射镜面形影响的测试方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510075372.5A CN104655496B (zh) 2015-02-12 2015-02-12 自重对离轴反射镜面形影响的测试方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104655496A CN104655496A (zh) 2015-05-27
CN104655496B true CN104655496B (zh) 2017-07-14

Family

ID=53246884

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510075372.5A Active CN104655496B (zh) 2015-02-12 2015-02-12 自重对离轴反射镜面形影响的测试方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104655496B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105157578B (zh) * 2015-07-10 2017-09-22 中国科学院西安光学精密机械研究所 测量离轴抛物面主反射镜离轴量和离轴角的系统及方法
CN106596057B (zh) * 2016-11-14 2019-06-18 北京空间机电研究所 一种大口径反射镜组件的面形检验方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2733142B2 (ja) * 1991-03-11 1998-03-30 公亮 三浦 アンテナ鏡面測定装置及びアンテナ鏡面測定法
US8345263B2 (en) * 2008-12-17 2013-01-01 Canon Kabushiki Kaisha Measurement method and measurement apparatus that measure a surface figure of an aspheric surface based on an interference pattern
CN103344209B (zh) * 2013-06-27 2016-06-01 北京空间机电研究所 一种反射镜零重力面形测试方法
CN103499318B (zh) * 2013-10-21 2015-12-02 中国科学院光电技术研究所 一种光学元件自重变形量的测定方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN104655496A (zh) 2015-05-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Situ et al. Determination of forming limit diagrams of sheet materials with a hybrid experimental–numerical approach
Abenhaim et al. Nonrigid parts’ specification and inspection methods: notions, challenges, and recent advancements
CN104655496B (zh) 自重对离轴反射镜面形影响的测试方法
CN102564856A (zh) 基于数字图像相关的塑性多缺陷材料m积分测量方法
Antunes et al. Numerical study of contact forces for crack closure analysis
CN103605860B (zh) 一种基于等效相位屏法的非理想光源模拟方法
CN102506805A (zh) 一种基于支持向量分类的多测点平面度评定方法
Vidanović et al. Validation of the CFD code used for determination of aerodynamic characteristics of nonstandard AGARD-B calibration model
Sun et al. A high-accuracy roundness measurement for cylindrical components by a morphological filter considering eccentricity, probe offset, tip head radius and tilt error
CN105115998A (zh) 一种粉末衍射择优取向参数确定方法
CN102269581B (zh) 一种建筑构件加工精度测评方法
CN103900785B (zh) 一种确定大跨桥梁结构主梁横向动位移的方法
CN102564342B (zh) 一种精确测量大口径光学平面基自由曲面面形精度的方法
CN101320003B (zh) 一种提高相干梯度敏感测量精度的方法
CN105758602A (zh) 一种桁架梁桥断面抖振力同步测量方法
Baconnais et al. Improvement of the Digital Image Correlation close to the borders of an object
CN104880161A (zh) 一种利用椭偏参数测量固体材料表面粗糙度的方法
Wang et al. Uncorrelated multi-sources load identification in frequency domain based on improved Tikhonov regularization method
CN103310106A (zh) 一种零件孔系作用尺寸的计算方法
Cherepanska et al. Artificial Neural Network as a Basic Element of the Automated Goniometric System
Ahmadi Integration of industrial photogrammetry and neuro-fuzzy system for measuring and modeling deformation of industrial product surfaces under external forces
CN108108530A (zh) 一种适用于结构连接件的疲劳寿命校准方法
Hemming et al. Measurement of aperture areas using an optical coordinate measuring machine
CN102519783B (zh) 多缺陷材料m积分的无损测量方法
Liu et al. CNC machine tool thermal error robust state space model based on algorithm fusion

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
C06 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C10 Entry into substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant