Методика уменьшения систематической погрешности лазерного динамического гониометра

Методика уменьшения систематической погрешности лазерного динамического гониометра для калибровки многогранных призм.

Лазерный гониометр (ЛГ) – прецизионный углоизмерительный прибор, предназначенный для аттестации призматических мер плоского угла (многогранные призмы, клинья, пластины).

Измерение угла в ЛГ основано на физическом принципе работы кольцевого лазера: при его вращении структура электромагнитных волн в резонаторе образует практически идеально равномерную угловую шкалу. Съем данных с кольцевого лазера осуществляется по импульсам интерференционного нуль-индикатора, фиксирующего моменты совпадения его луча с нормалями к граням призмы.

В отличие от традиционных гониометров процесс измерений ЛГ полностью автоматизирован.

Область применения лазерного гониометра

  • метрология и измерительная техника (метрологические и сертификационные центры)
  • приборостроение, точное машиностроение (калибровка испытательных стендов и поворотных столов)
  • оптико-механическая промышленность
  • научные исследования

Аналогом ЛГ является гониометр ГС-1Л киевского завода «Арсенал», выпустивший в свое время около сотни приборов. На сегодняшний день в нашей стране практически отсутствует производство систем подобного назначения. Имеющиеся со времен СССР гониометры устарели и преимущественно вышли из строя.

Работа в рамках проекта была направлена на увеличение точностных характеристик ЛГ.

Основные результаты

  • разработана модель погрешностей ЛГ и выработана концепция построения метода их уменьшения
  • предложен метод, позволяющий выставлять измерительную плоскость нуль-индикатора, разработан алгоритм проведения измерений. Эксперименты, проводимые на нескольких образцах ЛГ, подтвердили эффективность предложенного метода: погрешность ЛГ при измерении многогранных призм уменьшилась в 1.5-2 раза и не превысила ±0.08 угл. с. Это позволяет ЛГ конкурировать на международном рынке, например, с системой PrismMaster HR (Trioptics GmbH, Германия), имеющей погрешность порядка 0.2 угл.с., и с системой Gonio II - VIS (Moeller-Wedel Optical GmbH, Германия) с погрешностью 0.6 угл.с., стоимость которых при этом значительно выше.

ЛГ может быть модифицирован для задач аттестации датчиков угла, для бесконтактного измерения параметров углового движения внешнего объекта, для измерения показателя преломления и дисперсии оптических материалов. ЛГ имеет свидетельство об утверждении типа средства измерений (гониометр динамический ДГ-03Л).

Разработчик - Баринова Евгения, ассистент кафедры ЛИНС СПбГЭТУ, к.т.н.

Адрес электронной почты: barinova.jane@gmail.com