[发明专利]高精度测角表光栅副设计方法

说明书

本发明属于一种高精度测角仪表的光栅副设计方法。

中国专利CN88212754公开了一种随机测角表，其中提到表头的读数盘是由主、副光栅圆盘所构成，在主光栅盘上刻有两周刻线，外圈为360条等分短线组成的度刻线，度刻线的内圈是由60条等分短线组成的分刻线，副光栅盘上刻有1条度刻线和一周60条以每格递减1′排列的不等分刻线，主、副光栅盘上的刻线均采用光刻技术穿透光栅盘刻制而成。采用这种方法生产的光栅盘制成的测角表，与常规的测量仪表相比，已大大提高了测量精度，可广泛地使用于机械制造等加工行业，作为一种可进行随机测量的测角仪器。但是，对一些如航空、航海、科研等对测量角度的精度要求更高的场合，这种光栅盘制成的测角表仍嫌不足。

本发明的目的是为提高测角仪表的精度而提出一种高精度测角表光栅副的设计方法，依照这种方法生产的光栅副，与发光系统配合，能制造出高精度的可进行任意空间角度、平面角、方位角测量的测角表。

本发明的方法是在一块主光栅盘和一块副光栅盘的圆周面上，分别刻制出度、分、秒、1/1000秒级透光刻线和度、分、秒、1/1000秒读数环，其特征为：1、主光栅盘的刻制方法为：1/1000秒刻线是将360°分为1000等分，1/1000秒读数环采取逢50标注数字，逢10标注△点，度刻线是将360°分为360等分，各条刻线按逢10最长，逢5次之，其余最短方式刻制，度读数环采取逢10标注，分刻线是将360°分为60等分，各条刻线等长，分、秒公用读数环采取逢5、10标注，秒刻线是将360°分为60等分，各条刻线等长，2、副光栅盘的刻制方法为：1/1000秒刻线以21′36″为基数，从0线开始每格递减1″/1000，共刻制出1000格，度刻线为1条0刻线，分为黑、亮两段，亮段的长度对应于主光栅盘上度刻线中的最短刻线的长度，其余为黑段，与主光栅盘上度刻线中的最长刻线相对应，度刻线处设有一扇形透明窗口，分刻线以6°为基数，从0线开始每格递减1′，共刻制60格，秒刻线以6°为基数，从0线开始每格递减1″，共刻制60格，1/1000秒读数环和分、秒公用读数环均为无字透光亮环。主、副光栅盘以两刻划面为相邻面进行组合，认读正面是主光栅盘的非刻划面，主光栅盘数字标注走向与副光栅盘数字递减走向一致，根据需要可任意采取顺时针或反时针走向，主、副光栅盘的0刻线分别设在各自的一条半径线上。主、副光栅盘均采用透明材料制成黑底、亮线、亮字的圆盘，与发光系统配合使用。

按照本发明提出的设计方法，将刻线、字划作为光的通道，集多组游标于一体，获得了最小光栅表面积、高精度的准确显示。使用本设计的光栅盘制成的测角表在测量过程中，与测量值有关的主、副刻线相重合接通光的通道，显示出测量数值，无关刻线由于不能重合均被光栅盘的黑底遮挡，保证了准确读数。运用本发明方法，还可刻制出1″/10000……以致更高精度等级的测角表光栅盘。

图1是本发明实施例的主光栅盘示意图;

图2是本发明实施例的副光栅盘示意图。

下面参照附图对本发明作详细的说明：

图1中，主光栅盘1为采用透明材料（如玻璃、有机玻璃等）在其上面敷设一层非透明材料，经刻制而成为黑底、亮线、亮字圆盘，整个盘面上通过光刻技术刻制有四圈刻线，同时通过删刻方法（或腐蚀方法）刻制出三圈读数环，最外一圈为1/10000秒刻线3，其刻制方法为将360°分为1000等分（实际每一等分为21′36″），共1000条刻线，每一等分占0.5mm，此分度圆直径为159、155mm，为方便起见改为160mm，加上盘的空白边缘2mm，本例确定光栅盘的直径为164mm。1/1000秒刻线的内面是一圈1/1000秒读数环4，该环从0线11开始，逢50标注数字，逢10标注△号。1/1000秒读数环的内圈是度刻线5，刻制方法为将360°分为360等分，共360条刻线，按每格1°逢10最长、逢5次之、其余最短，各长短刻线分别等长。度刻线的内圈是度读数环6，采取逢10标注，如10、20、30、……360。度读数环的内圈是分刻线7，刻制方法是把360°分为60等分（每格6°），共60条刻线，各条刻线等长。分刻线的内圈是分秒公用读数环8，采取逢5、10标注数字，如：5、10、15、20、……。分秒公用读数环的内圈是秒刻线9，刻制方方法是将360°分为60等分，共60条刻线，各条刻线等长。主光栅盘的圆心部分可作商标、厂名图案的标示位置，各读数环的数值标注及商标、厂名图案的标示均为在黑色不透光底板上删刻（或腐蚀）去不透光层而显示出可透光的数字或图案。