用于检查或校准高精度试件的角相关对准的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于检查或校准高精度试件（１）上的基准结构的角相关对准的方法。在将试件（１）设在保持件（３）上之后，进行光学单元（８、８ａ、８ｂ、８ｃ）和／或试件（１）的基准结构的预对准，使得试件光束（１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ）至少部分入射到检测器（９）上，并在那里产生至少一个点（１２）。通过控制／管理单元（１３）对检测器（９）上的至少一个点（１２）的位置进行评估。在通过控制／管理单元（１３）根据检测器（９）上的至少一个点（１２）的位置进行光学单元（８、８ａ、８ｂ、８ｃ）相对基准结构的相对精细调整，使得至少一个点（１２）具有在检测器（９）上的给定位置之后，至少对保持件的转动角和／或测量件的转动角进行记录，由此光束（３０、３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄ）由试件（１）的基准结构产生或关于光束参数修正，具体通过反射、阻挡、过滤或成形，并且所产生或修正的光束（３０、３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄ）形成试件光束（１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于检查或校准高精度试件的角相关对准(angle-dependent alignment)的方法。
技术介绍
需要精度很高的检查或校准设备来检查或校准高精度部件，该高精度部件或者用于高精度测量，以低至小于0.5″或0.15mgon的精度检查或规定角度，或者通常需要高精度的角度定向，所述检查或校准设备的精度必须高于待检查或待校准的高精度试件的精度。在现有技术中公开了不同的设备和方法，特别是用于检查或校准经纬仪，在该经纬仪中通过(例如静态或动态)分度来确定水平角和垂直角。在已知时间相对较长的传统经纬仪分度测试方法中，将关于测量点周围分布的多个固定准直仪与自固定点的经纬仪望远镜手动瞄准。将在围绕试件圆周的不同点处测量的角度差的不变性用作角度测量的水平精度的量度标准。为了得到测量的垂直精度，将准直仪角度差与基准值比较。执行这种分度圆测试方法的分度圆检查仪是已知的(例如来自F.W.Breithaupt&Sohn的PRUTE和PRUFO设备)。这种方法大致符合根据ISO标准17123-3(光学和光学仪器.大地测量现场测量程序及测绘仪器)的测试方法，但是其中观测的是固定目标而不是准直仪。其中这些经纬仪分度测试方法的缺点在于，测量过程的完全自动化可能仅仅是有限的程度，可能的不同测量的数量也限于可见的准直仪的数量，并且测量结果非常依赖观测者。上述方法的一种替代方法是Maurer的干涉测量法(Maurer，WEininterferometrisches Verfahren zur Bestimmung vonStrichverbesserungen an eingebauten Theodlitenkreisen(用于确定内置经纬仪度盘上的线性改进的干涉测量法)；学位论文，慕尼黑，1983；Deumlich，F.&staiger，R.Instrumentenkunde der Vermessungstechnik(测量技术的仪器理论))。在该方法中，从激光束到干涉仪反射器的路径差推导出待测试的经纬仪转动过的角度。最大可干涉测量角为+/-8.5gon，分辨率宣称为0.01mgon。用干涉测量法仅可以检查水平角。因为该方法需要棱镜框可转动地与经纬仪的倾斜轴线连接，使得由于棱镜框的附加重量而不能消除对垂直分度和倾斜轴线的影响，所以该方法不适于检查垂直角。从现有技术中已知用于检查移除的分度圆(例如经纬仪上的)的测试方法。这些方法主要是比较方法，其中例如通过干涉测量或者通过精度分度圆将分度圆上待检查的分度与相应的精度角法线比较。现有技术公开了例如在物理技术联邦研究所(Prowe，BUntersuchungen an einemneuen Teilkreisprüfgert；Feinwerktechnik&Messtechnik(对新的分度圆测试仪的勘测；精密技术和测量技术)，第5期，1985，213-217页)或者地球物理中心学会(Weise，H.&Quart，W.Eine vollautomatischeMessanlage zur Prüfung von Kreisteilungen；feingertetechnik(用于检查度盘刻度的完全自动测量单元；精密仪器技术)，第4期，1975，155-160页)中所使用的这种类型的不同设备，或者例如CH372847或CH372471中的其它用于检查分度圆分度的设备。然而在这些方法和设备中，不能进行安装好的经纬仪的分度测试，而只能检查移除的分度圆。另外，可以参照ISO标准17123-3(光学和光学仪器.大地测量现场测量程序及测绘仪器)或DIN18723，部分3(Feldverfahren zurGenauigkeitsuntersuchung geodtischer Instrumente(用于调查测地仪器精度的现场方法))。现有技术中公开了用于准距仪的经纬仪或总站的经纬仪(以下用术语“经纬仪”概括)的完全自动检查和校准的设备和方法。这种所谓的“经纬仪测试机”例如在1988年9月12至17日在慕尼黑技术大学举行的第十届工程测量国际会议期间Hilmar Ingensand所著的文章“TPM-Ein neues Gert zur vollautomatischen Prüfung von Teilkreisen inelektronischen Theodoliten(TPM-一种用于完全检查电子经纬仪中的分度圆的新设备)”中，以及Andreas Rützler在1991年10月格拉茨技术大学的通用电子技术和电子测量技术学会完成的学位论文“Kalibriereinrichtung für Theodoliten(用于经纬仪的校准设备)”中得到详细说明。经纬仪测试机具有大约0.1mgon的精度并例如用于检查带有编码分度圆标定系统的电子经纬仪，该系统立即输出角度而不进行在递增方法中必需的初始化，但是仅具有单一的角度标定来代替分度圆的直径扫描。这里，由分度圆的机械离心率产生的误差对于各经纬仪是特定的，并且在使用经纬仪测试机测量之后，误差可存储在电子经纬仪中并自动校正。经纬仪测试机允许完全自动的测试顺序，用于在安装状态下的使用位置中检查水平和垂直的角度标定，检查经纬仪的可用测量范围的主要部分，在测试过程中确定的系统误差的分析和对存储在经纬仪中的校正函数的自动确定。该经纬仪测试机适用于各种经纬仪系列。下面借助附图更加详细地描述现有技术中公开的经纬仪测试机。图1表示现有技术中公开的经纬仪测试机的比较器原理；图2表示现有技术中公开的经纬仪测试机的设备布置。基于图1中示出的比较器原理的已知的经纬仪测试机遵循“经纬仪中的经纬仪”的思想。因此经纬仪测试机的轴线系统在几何结构上与待测试的经纬仪的轴线系统对应，产生具有垂直轴线101和水平轴线102的基本公共的轴线系统。以照准仪103和望远镜105的形式示意性地表示经纬仪，该照准仪103可相对经纬仪的下部104围绕垂直轴线101转动，望远镜105可围绕水平轴线102倾斜并具有观测轴线106。由于消除了待检查的经纬仪和经纬仪测试机的轴线系统的绝对定心，所以通过可围绕水平轴线102枢转的自动准直仪107将角度测量系统、经纬仪测试机的法线和经纬仪的分度耦合。通过准直束113经由固定在望远镜105上的平面镜附件108实现耦合。由于经纬仪测试机和经纬仪满足轴线(101、102、106)的正交条件，所以所有的轴线系统在自动准直设置中共线。根据经纬仪的设计，水平和垂直检查的顺序不同。在水平检查中，待检查的经纬仪的照准仪103大致保持固定并且机械连接到角度法线的下部104围绕垂直轴线101转动。在通过使经纬仪的下部104相对基本固定的照准仪103转动对测试角进行粗略设置之后，通过高精度地同时转动下部104和照准仪103并且随意地轻微枢转自动准直仪107而进行自动准直，由此定位经纬仪和法线，从而对测试角进行微调。水平位置由经纬仪测试机的精度很高的水平分度109和经纬仪的水平分度110确定并且进行比较。通过在公共垂直面内围绕水平轴线102并因此围绕待检查的经纬仪枢转自动准直仪1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于检查或校准高精度试件（１）的基准结构的角相关对准的方法，其使用一种设备，该设备包括：.可调整或固定的保持部分（３），用于保持所述试件（１），.可调整的测量部分（５、５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ），该测量部分（５、５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ）和保持部分（３）可相对彼此围绕保持部分轴线（４）和与所述保持部分轴线（４）成直角相交的测量部分轴线（７）转动，并且可以测量在测量部分（５、５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ）与所述保持部分（３）之间的保持部分围绕保持部分轴线（４）的转动角以及所述测量部分围绕所述测量部分轴线（７）的转动角，.光学单元（８、８ａ、８ｂ、８ｃ），其设在所述测量部分（５、５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ）上并具有光学检测器（９），该光学检测器（９）用于接收至少一个与所述试件（１）相互作用的试件光束（１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ），该光束大致在测量平面（１１）中行进，所述测量部分轴线（７）垂直通过所述测量平面且所述保持部分轴线（４）位于该测量平面内，该光束在所述检测器（９）上产生至少一个点（１２），以及.控制／管理单元（１３），其至少用于通过所述保持部分和所述测量部分的转动轴线的电机动力调整使所述光学单元（８、８ａ、８ｂ、８ｃ）相对于所述试件（１）的基准结构进行电机动力对准，作为在所述检测器（９）上的所述至少一个点（１２）的位置函数，所述方法包括以下方法步骤.将试件（１）设在保持部分（３）上，.进行光学单元（８、８ａ、８ｂ、８ｃ）和／或试件（１）的基准结构的预对准，使得试件光束（１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ）至少部分投射到检测器（９）上，并在那里产生至少一个点（１２），.由控制／管理单元（１３）对检测器（９）上的至少一个点（１２）的位置进行评估，.通过控制／管理单元（１３）进行光学单元（８、８ａ、８ｂ、８ｃ）相对于基准结构的相对精细调整，作为检测器（９）上的至少一个点（１２）的位置函数，使得该至少一个点（１２）到达检测器（９）上的某一基准位置，以及.至少对保持部分的转动角和／或测量部分的转动角进行确定，辐射（３０、３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄ）由试件（１）的基准结构产生或关于辐射参数进行修正，具体通过反射、阻挡、过滤或成形，并且所产生或修正的光束（３０、３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄ）形成试件光束（１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ）。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：海因茨利普纳，
申请(专利权)人：莱卡地球系统公开股份有限公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]