第六章角度测量技术 第一节角度检测概述 第二节角度测量 第三节圆分度误差测量 1 上海充夏大￥
1 第六章 角度测量技术 第一节 角度检测概述 第二节 角度测量 第三节 圆分度误差测量
第一节、角度测量概述 一、角度的单位和自然基准 1、角度的单位： 国际单位制：弧度(rad)→分析、计算 非国际单位：度（°）、分()、秒(")→实际应用（加工、测试) 换算：1°=60'，1'=60"，1rad=180/π°≈57.296° 2、角度的自然基准： 角度自然基准：360°圆周（绝对准确，没有误差） 圆周封闭原则： 整圆周上所有角分度的误差之和等于零 在圆分度测量中，利用圆周封闭原则，可以提高测 量精度。 上泽文互大￥ 2
2 第一节、角度测量概述 1、角度的单位： 国际单位制：弧度(rad) → 分析、计算 非国际单位：度(°)、分(´)、秒(") → 实际应用（加工、测试） 换算：1°= 60´, 1´= 60", 1rad = 180/π°≈ 57.296° 角度自然基准：360°圆周（绝对准确，没有误差） 一、角度的单位和自然基准 2、角度的自然基准： 圆周封闭原则： 整圆周上所有角分度的误差之和等于零 在圆分度测量中，利用圆周封闭原则，可以提高测 量精度
二、角度的实物基准 1、角度块规： 形状：三角形(1个角度) 长方形(4个角度) 材料：与量块相同（稳定、耐磨） 基准：工作面的夹角 应用：测量零件角度，相对测量基准 两种角废量染 精度：0级±3"，1级±10"，2级±30"， 上帝充夏大￥ 3
3 二、角度的实物基准 1、角度块规： 形状：三角形（1个角度） 长方形（4个角度） 材料：与量块相同（稳定、耐磨） 基准：工作面的夹角 应用：测量零件角度，相对测量基准 精度：0级±3"，1级±10"，2级±30
2、多面棱体： 0°/ 工作回 形状：正棱柱体 面数：4、6、8、12、24、36、72 基准：各工作面法线的夹角 应用：测量圆分度误差（自准直仪） 精度：±0.5”~士1” 1--被测度盘； 2--24面体； 3-工作台； 4--自准直仪； 5--读数显微镜； 6-底座 4 Shanghal Jleo Tong Unlvaraity
4 2、多面棱体： 精度：±0.5"～±1" 形状：正棱柱体 面数：4、6、8、12、24、36、72 基准：各工作面法线的夹角 应用：测量圆分度误差（自准直仪） 1 --- 被测度盘； 2 --- 24面体； 3 --- 工作台； 4 --- 自准直仪； 5 --- 读数显微镜； 6 --- 底座
3、多齿分度盘： 组成：上齿盘、下齿盘， 直径、齿数、齿形相同 齿数：360、720、1440 原理：下齿盘固定不动， 上齿盘抬起脱离啮合后， 即可绕其主轴旋转， 再次啮合，即可根据转过的 齿数多少进行精确分度. 精度：士0.1”（弹性变形实现误差平均效应) 上帝充豆大￥ 5
5 3、多齿分度盘： 组成：上齿盘、下齿盘， 直径、齿数、齿形相同 齿数：360、720、1440 精度：±0.1" （弹性变形实现误差平均效应） 原理：下齿盘固定不动， 上齿盘抬起脱离啮合后， 即可绕其主轴旋转， 再次啮合，即可根据转过的 齿数多少进行精确分度．
4、圆光栅： 组成：一对光栅盘： 定光栅、动光栅， 直径、栅距相同 原理： 偏心叠合在一起，产生莫尔条纹； 环形圆光栅 当光栅盘相对转动时，莫尔条纹同步移动。 精度：±0.2”（误差平均效应) 分辨力：±10”、±20” 分类：径向光栅、切向光栅、环形光栅 上泽文大￥ 6
6 4、圆光栅： 组成：一对光栅盘： 定光栅、动光栅, 直径、栅距相同 精度：±0.2" （误差平均效应） 原理：偏心叠合在一起，产生莫尔条纹； 当光栅盘相对转动时，莫尔条纹同步移动。 分辨力：±10"、±20" 分类：径向光栅、切向光栅、环形光栅 环形圆光栅
5、光电编码器： 组成：光源：产生平行光 一光电元件 码盘：光学玻璃，透光/不透光， 码盘 同心圆环-码道 光电元件：每个码道对应一个光电元件 原理：平行光源→码盘→光电元件→电信号输出 每个码道上：透光=1，不透光=0， 多个码道：0101..--绝对码 分辨力：与码盘的码道数有关： 例：19位编码器，分辨力为：360°/219=2.47” 精度：优于分辨力的一半 上游充夏大￥ 7
7 5、光电编码器： 组成：光源：产生平行光 码盘：光学玻璃，透光/不透光， 同心圆环 --- 码道 光电元件：每个码道对应一个光电元件 精度：优于分辨力的一半 原理：平行光源→码盘→ 光电元件→电信号输出 每个码道上：透光=1，不透光=0， 多个码道： 0101… --- 绝对码 分辨力：与码盘的码道数有关： 例：19位编码器，分辨力为:360°/219=2.47" 2 n 360 / =
00001111 10111001 1110 1010 1000 0001 0010 1101 1110 0000 0011 1100 1111 0001 0100 1011 1101 0011 0101 1010 1100 0010 0110 100 0100 0110 01111000 01010111 图8.1-4四位二进制码盘 图8.1-5四位二进制循环码盘 编码数：2n 上泽充通大￥ 8
8 编码数：2 n
6、圆感应同步器： 组成：转子()：激励绕组，连续绕组 snnnnn/ 定子b): 感应绕组 正弦绕组、余弦绕组 imml 原理：转盘相对定盘转动，在绕组中产生感应电势； 经过电路处理，可获得转角信号。 BA=Em sin at cog N 2 基准：360°，圆周封闭准则 En=Em sinat sin No 精度：低于圆光栅 2 N为极数，即转子连续绕组导 应用：抗干扰能力强，适于加工现场使用。 体数：日为转子转角 上涤充夏大￥ 9
9 6、圆感应同步器： 组成：转子(a)：激励绕组，连续绕组 定子(b)：感应绕组 正弦绕组、余弦绕组 精度：低于圆光栅 原理：转盘相对定盘转动，在绕组中产生感应电势； 经过电路处理，可获得转角信号。 基准：360°，圆周封闭准则 应用：抗干扰能力强，适于加工现场使用。 N 为极数，即转子连续绕组导 体数；θ为转子转角
7、高精度度盘 ■ 在圆盘的某一圆周上刻有一系列的等分刻线以实现圆 周等分的器件称为度盘。 ■度盘的角间隔一般为1,30'，20'，10'，5'和4'几种。 ■用于角度及圆分度误差的静态测量。 上泽充通大￥ 10
10 7、高精度度盘 ◼ 在圆盘的某一圆周上刻有一系列的等分刻线以实现圆 周等分的器件称为度盘。 ◼ 度盘的角间隔一般为1o , 30´, 20´, 10´, 5´和4´几种。 ◼ 用于角度及圆分度误差的静态测量
