[发明专利]一种惯导标定系统计量检定装置

摘要

本发明提供的是一种惯导标定系统计量检定装置。惯导标定系统计量检定装置构成：在检定装置内装有电子自准直仪、棱体芯轴和23面棱体，构成角位置误差检定装置，并装有检定控制主机，在检定控制主机内装有检定控制管理软件，构成检定装置控制器。本发明能够完成对现有惯导标定设备计量检定，并能对其实施机动保障；达到“通用化、系列化、组合化”的要求；可靠性高、风险小、结构简单，操作简便，工作可靠。适宜作为惯导标定设备计量检定的装置应用。

主权项

一种惯导标定系统计量检定装置，其特征在于：惯导标定系统计量检定装置构成：在检定装置内装有电子自准直仪、棱体芯轴和23面棱体，构成角位置误差检定装置，并装有检定控制主机，在检定控制主机内装有检定控制管理软件，构成角位置误差检定装置和检定装置控制器；使用惯导标定计量装置：在检定时，将23面棱体通过棱体芯轴与转台环轴同轴串联，然后由准直仪测量棱体面角度偏差，再由检定控制器控制自准直仪测数，对测得的数据进行检定控制管理和软件控制管理；安装转台轴端，并调整同轴，由转台控制系统控制转台转动规定角度，23面棱体转动角度为15°39′7.8″，电子自准直仪在检定控制器控制下测量棱体面角度偏差，由检定控制管理软件对测量数据进行处理、分析并给出结论；角位置误差专用检定装置由电子自准直仪、23面棱体、棱体芯轴搭建；其中，23面棱体、棱体芯轴与转台环轴同轴串联，串联后测量得到由自准直仪测量棱体面角度偏差，得检定控制器控制自准直仪测数，通过控制管理软件进行控制管理；电子自准直仪：在物镜（15）一侧安装有平面镜（16），在物镜另一侧安装有分光镜（14），在分光镜上装有CCD传感器，在分光镜上部通过分划板（13）安装有光源（12）；电子自准直仪由一高分辨率的CCD传感器和配套的物镜管组合而成；其中，通过平面镜采集的信号通过物镜聚焦后形成影像束集中在分光镜上，而光源通过分划板照射在分光镜上，CCD传感器接收分光信号，形成自准直仪信号，确定光信号自准直；它综合了平行光管和望远镜性能的独特装置，通过自身发出的平行光来检测反射镜表面的角位移；自准直仪具备非常突出的光学性能，通过光源照明将分划板投射到无限远，并最终接收经平面镜表面反射回来的分划板图像，接收到的反射像经物镜聚焦到电子CCD相机上；照明的分划板和CCD平面位置是结合整体光路来确定；当平行光束投射到几乎与射束轴垂直的反射镜上时，十字线图像将处于CCD中心位置附近，如果此时将反射镜倾斜某个角度α，则反射像会相对原始位置侧向偏移位移d，偏移量d是倾斜角α和物镜焦距f的函数：d=2αf；通过CCD测出偏移量d后，由下面公式计算得出倾斜角α：α=d/2f；偏移量与倾斜角成线性关系，且测量结果与装置到反射镜的距离无关；（2）23面棱体：多面棱体是一种高精度角度标准器具；用于检定分度台、测角仪圆分度仪器的分度误差；偶数面棱体，如12、24面的工作角为整度数，用于检定圆分度器具轴系的大周期误差，还可以进行对径测量；奇数面棱体如17、23面的工作角为非整度数，它可以综合检定圆分度器具轴系的大周期误差和测微器的小周期误差，能较正确地确定圆分度器具的不确定度；（3）棱体芯轴：23面棱体无法直接安装在惯导标定设备转台的轴端，需要专用检定工装配合方可使用；将惯导标定系统计量检定装置中棱体芯轴安装于转台工作台中心， 23面棱体装在棱体芯轴上，自准直仪安装于支架上，使自准直仪垂直于23面棱体工作面，通过转台控制系统控制转台转角，专用检定软件系统通过控制器控制自准直仪读取角位置信息，并进行数据分析；检定流程：对检测对象来说，检测对象通过惯导标定设备转台后，经过棱体芯轴和23面棱体，再经自准直仪后，传递给控制器，通过检定软件在控制器内与检测信号形成检测数据，其中，自准直仪和装有检定软件的控制器形成检定装置；（4）、双轴速率转台内环、外环轴定位角位置误差的检定：在支架（07）上平台上分别安装有电子自准直仪（010）和控制系统（09），电子自准直仪和控制系统相互通讯，在控制系统上部装有显示装置（08），显示装置与控制系统相互通讯，在测量装置上通过支架和外框架（011）与内框架（012）装有显示器，在显示器轴上装有棱体芯轴（013），在棱体芯轴上装有23面棱体（014）；转台定位角位置误差的检定，在检定装置上通过内框架和外框架安装有棱体芯轴和23面棱体，在支架上设有平台，在平台上安装电子自准直仪和控制系统，在控制系统上部安装显示装置，控制系统和电子自准直仪之间形成信号联系通道，而电子自准直仪与棱体芯轴和23面棱体之间形成检测通道；通常都是将自准直仪安装在被测轴的轴端面，调整自准直仪与被测轴同轴，再按照检定方法要求转动被测轴，使被测轴旋转固定的角度，通过自准直仪测量被测轴各位置点的角位置误差，检验该轴的定位精度；在内环或外环框架外壁安装孔安装棱体芯轴，在棱体芯轴上安装23面棱体，将自准直仪合理放置并通过支架架好，保证在检测位置点上，被测轴的框架不会遮挡光路；由转台控制机柜启动转台，从被测轴初始零位开始，依次给定位置指令，控制系统依次读取并处理自准直仪的示数，专用检定软件进行数据采集、处理、传输，实现对内环、外环定位角位置误差的检定；（5）、检定控制器：检定控制器依次由嵌入式计算机、适配器单元、通讯接口单元、模拟信号采集单元、输入输出控制单元、电源管理单元及主机箱组成，在主机箱内装有检定控制管理软件；其中嵌入式计算机为检定控制器核心，完成数据处理、证书出具等工作；适配器单元完成电平转换、接口转换信号的调理与处理；通讯接口单元完成检定软件与角位置误差专用检定装置通讯功能；模拟信号采集单元使用数据采集卡采集信号，提供电源电压监测与显示功能；输入输出控制单元完成设备开关量控制；电源管理单元为系统个单元提供相应电源输出；（6）、面板:在面板（1）上装有显示器（2），在面板一侧从上到下分别装有电压电流显示器（3）、接口（4）、12伏输出接口（5）、2个USB接口（6）、2个RS232接口（7）、220伏电源输入接口（8）、LAN接口（9）、电源开关按键（10）和计算机复位按键（11）；嵌入式计算机显示器为12寸TFT液晶显示器、INTET凌动双核低功耗低热量CPU、2G内存、64G固态硬盘，具备触摸屏显示，可使用外置键盘操作，可搭载windows XP或windows 7操作系统，满足该应用使用要求；嵌入式计算机内置于专用防震防水机箱提供基本保护，并设计为对外提供2个RS‑232串行通讯接口，2个USB2.0接口，1个RJ45网络接口，1个220V电源输入接口，1个角位置误差专用检定装置专用接口、1个12V直流电压输出接口，具备输入输出电压与电流实时监测显示功能，每台设备配置的RJ45网口预留为可与其他计量信息管理系统进行数据交互，使其具备扩展能力；（7）、检定控制管理软件：检定控制软件机构：检定控制管理软件分别输入给用户管理模块、自动检定模块、通讯控制模块、数据处理模块、记录管理、证书管理和任务管理。