论机械精度对中心偏测量精度的影响分析

　　摘要：随着光学系统的不断研发和使用，当前光学系统设备对于各项制作指标的要求也在不断的提高，因此运用光学设备进行制造的过程中，保证其产品质量达标是极为重要的。在质量影响方面，其中对整个光学系统设备影响最大的就是中心偏测量精度，而在进行中心偏测量精度的时候，其影响最深的就是机械精度，因此分析和研究机械精度对中心偏测量精度的影响对于光学系统设备的作用来说是极为重要的。在实际的测量过程中，机械精度测量包括机械制作精度和机械安装精度两大类。本文在对机械精度对中心偏测量精度的影响了中主要可以分为三个部分，第一部分主要主要介绍了光学系统中中心偏测量仪的测量原理；第二部分主要分析和探讨了测量精度的关键影响因素；第三部分主要分析和介绍了光学系统中中心偏测量其关键技术操作方案。 论文网站

　　关键词：光学系统；中心偏测量仪；影响因素；操作方案 

　　一、中心偏测量仪的测量原理 

　　1、中心偏。 

　　中心偏是指，透镜的光轴和几何轴的不重合度。对于通过多镜片构成的成像系统来说，由于其各个镜片光轴和系统光轴存在着一定的偏差，因此在一定程度上会造成慧差、像散等一系列现象，从而造成的像差。而对于其他一些对精度要求比较高的系统来说，例如投影光刻物镜以及卫星摄影测量等，因为在测量过程中需要高水平和高稳定的测量环境，因此中心偏测量是其不可避免的一个环节。 

　　2、中心偏测量仪的测量原理。 

　　在光学系统中，中心偏测量仪的测量原理是采用反射式自准直法来进行测量的。其具体的测量原理是，当十字板上的是十字线经过透镜后会被照射在需要测量的产品上，当被测件经过光学球面反射回的光线照射在分划板上时会使其进行成像，然后再对分划板上的像点的位置进行探测，然后通过计算机将测量采集的数据进行处理并计算，这就是中心偏测量仪在进行测量时的具体操作。 

　　二、影响测量精度的关键因素 

　　由于在对精度要求比较高的系统进行测量时需要较高的水平和稳定的环境，而在实际的操作中又有很多不可避免的人为因素或自然因素，因此影响测量精度的因素还是很多，其主要的影响因素主要有： 

　　1、轴的晃动。 

　　轴的晃动是影响测量精度的关键因素之一。由于旋转轴线的误差精密机械中的轴系在旋转的过程中需要较高要求的回转精度，因此其精度一般都是通过轴系中轴线的位置的变动量来进行表征的。一般来说，在理想情况下，轴身旋转的中心线应该是与套筒的中心线重合的，但是在实际的操作中，由于轴心吻合度存在一定程度上的误差，因此会导致轴线误差的产生，而旋转轴实际回转轴线的变动又可分为轴向窜动、径向移动和轴线角度摆动。其中轴线的误差又可以分为径向间隙误差和轴的晃动误差两种。 

　　径向间隙误差是指，旋转轴在任一轴向的位置时，旋转轴实际回转轴线的单一径向偏移与旋转轴轴线之间的角度摆弄所引起的轴心径向偏移之和在一定程度上是固定的，而当Δc 0为旋转轴旋转到任一轴向位置时，实际回转轴线的径向发生偏移。 

　　轴的晃动误差是指，旋转轴的实际回转轴线对转轴理论轴线的纯角度的摆动量称之为晃动误差，即定向误差，其表示在实际操作中回转轴线对于给定的方向而发生的偏移量，但是轴线误差一般来说是比较小的。 

　　2、测量头光轴的倾斜和平移。 

　　测量头光轴的倾斜和平移是影响测量精度的又一关键因素之一。一般来说，在测量的过程中会要求测量头的光轴和转台的光轴进行重合，但是由于外部原因，在进行制造和安装时会产生一定程度上的误差。除了测量头和转台之间光轴的重合度差之外，导轨的直线度不好也会一定程度上导致光轴的倾斜或者平移。 

　　3、读数精度。 

　　读数精度也会一定程度上影响测量精度。在进行测量的过程中，一旦瞄准读数精度不准确，那么就很容易造成测量精度产生误差，因此在实际操作中需要不断提高其瞄准读数精度。瞄准读数精度一般可以通过以下几个方法来进行提高：第一，放大倍数。在实际测量的过程中，放大倍数能够一定程度上提高瞄准读数精度。因为放大的倍数越大，其所产生的图像也想对就越大，因此也就越能够精确的进行图像定位，从而其测量精度也就会相对越高；第二，缩小摄像头的参数。在进行实际操作中，摄像头的参数的像元越小，其单位面积上收到的信号也就相对越多，从而其精度也就越高；第三，透镜成像质量。透镜成像质量也直接影响这测量的精度，当光学透镜的成像质量越好的时候，其投出的影像也就越清晰，从而其读书的精度也就将提高，一般情况下，成像质量好的透镜其瞄准读数的误差一般缩小在几秒之内。 

　　4、安装误差。 

　　安装误差在一定程度上也会对测量精度产生影响。在实际的测量过程中，由于存在一些安装操作的随机性或者其夹具调整的不到位等因素都有可能会是测量的数据产生一些误差。此外，在对光学系统进行测量安装时，由于夹具和透镜之间存在一定的间隙从而导致光轴产生平移，光轴产生平移的情况下，其测量到的数据和标准情况下测量的数据存在一定的偏差。因此其安装过程也是影响其测量精度的主要原因之一。 

　　5、光角平移。 

　　在对安装的光学系统进行测量时，因为其夹角和透镜之间存在一定的缝隙，从而导致光轴平移的情况产生，因此光角平移也是影响其测量精度的关键因素之一。 

　　三、中心偏测量的关键技术方案 

　　由于在进行光学系统的测量时会出现这样那样的影响因素，因此研究和分析中心偏测量的关键技术方案也是极为重要的。其主要包括两个方面： 

　　1、自动调焦。 

　　自动调焦是为了能够让被测图像实现最佳的清晰模式。在实际的测量过程中可以发现，如果图像存在模糊的话，那么图像中的低频分量就会变多，相反，如果其图像比较清晰的情况下，图像中的高频分量就会变多。通过自动调焦可以在图像微分值进行叠加的过程中使图像的清晰度更加的表象，从而能够提高测量精度。 

　　2、指标自准像的提取。 

　　一般为了在图像的处理过程中能够更好的进行识别标识，通常情况下会把指标像设计为比较明显得十字架。因为摄像的接收面和光学系统的施力范围存在一定的局限性，因此当被测的透镜中心偏移情况突出，或者是安装过程中透镜光轴和基准直线存在偏移的话，那么指标的自准像的半径就会变大，从而造成成像位置不准确等情况。因此指标自准像的提取在这里程度上可以避免这一情况。 

　　参考文献： 论文答辩

　　[1]班鹏飞，探讨机械精度对中心偏测量精度的影响分析[J].《科技与企业》，2014，7 

　　[2]徐长超，机械精度对中心偏测量精度的影响分析[J].《科技展望》，2015，3 

　　[3]谭焓，机械精度对中心偏测量精度的影响分析[J].《科技论坛》，2013，12