无衍射光光轴安装基础的误差研究

论文摘要

直线度误差测量是一项基本的几何公差测量,将无衍射光技术,CCD成像技术和数字图像处理技术结合起来开发的无衍射光空间直线度测量仪适合于长短距离的直线度误差测量,为了进一步提高其测量精度,本文从影响无衍射光空间直线度测量仪的测量精度的各种误差因素出发,找出其误差根本,主要研究由于地倾斜固体潮带来的无衍射光光轴安装基础的误差,旨在从实质上提高无衍射光空间直线度测量仪的中长距离的测量精度,也为无衍射光应用于地倾斜仪的设计奠定理论基础和实践的可能性。本文采用理论推导和实验相结合的方法,首先从牛顿力学原理推导出天体之间的引潮位一般计算公式,采用球面谐函数和杜德森展开方法对引潮位进行二阶和三阶展开,利用最新的天文参数简化引潮位的展开计算,选取主要潮波并根据引潮位和地倾斜之间的关系采用MATLAB软件计算出地倾斜角变化规律,然后根据地倾斜角变化规律考虑实际情况得到无衍射光光轴安装基础的误差变化规律。理论计算结果表明无衍射光轴安装基础的误差随24小时周期规律变化,与光轴稳定性实验结果经小波变化后结论一致,所以在无衍射光直线度测量仪测量直线度过程中是存在由地倾斜引起的误差,其最大误差可达到6.5e-8rad,在超精密测量中必须予以考虑其影响,其误差补偿方法可以采用本文所述的直接补偿法。无衍射光光轴稳定性实验的误差分析证明了无衍射光光轴安装基础的误差存在,它也为将无衍射光应用于地倾斜仪的设计开发奠定了理论基础和实践的可能性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题研究的目的、意义和应用前景
• 1.2 光轴基准直线度误差测量方法及提高光轴精度方法
• 1.3 无衍射光空间直线度测量仪及无衍射光光轴误差研究国内外概况
• 1.4 倾斜仪国内外研究概况
• 1.5 小结
• 1.6 论文主要工作及内容安排
• 2 无衍射光光轴安装基础的误差计算理论基础
• 2.1 引言
• 2.2 固体潮引潮位牛顿力学原理
• 2.3 球谐函数的展开
• 2.4 太阳引潮位的展开
• 2.5 月球引潮位的展开
• 2.6 太阴潮分量
• 2.7 本章小结
• 3 地倾斜角的计算
• 3.1 引言
• 3.2 地倾斜角的理论计算
• 3.3 地倾斜角的近似实际计算
• 3.4 本章小结
• 4 无衍射光光轴安装基础的误差计算及补偿方法
• 4.1 引言
• 4.2 无衍射光光轴安装基础的误差计算模式
• 4.3 无衍射光光轴安装基础的误差计算结果及结论
• 4.4 无衍射光光轴安装基础的误差补偿方法
• 5 无衍射光光轴稳定性实验
• 5.1 引言
• 5.2 实验条件
• 5.3 实验结果
• 5.4 无衍射光光轴误差分析
• 5.5 本章小结
• 6 全文结论和工作展望
• 6.1 全文结论
• 6.2 工作展望
• 致谢
• 参考文献