專利名稱：光學(xué)系統(tǒng)光軸與其安裝基面垂直度的檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光學(xué)儀器檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種光學(xué)系統(tǒng)光軸與其安裝基面垂直度的檢測(cè)方法。
背景技術(shù)：
隨著航空、航天事業(yè)的發(fā)展，對(duì)許多光學(xué)系統(tǒng)(如無(wú)人機(jī)偵察光學(xué)系統(tǒng)等)提出了光軸對(duì)安裝基面垂直度的要求。為保證光學(xué)系統(tǒng)在使用過(guò)程中保持穩(wěn)定，設(shè)計(jì)時(shí)往往不加調(diào)整機(jī)構(gòu)，而是通過(guò)機(jī)械加工和裝調(diào)的手段使二者的垂直度達(dá)到要求，并具有防震抗沖擊的性能，確保在使用中不發(fā)生變化。這項(xiàng)指標(biāo)在使用前應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格的檢查，保證其達(dá)到設(shè)計(jì)要求。光學(xué)系統(tǒng)的光軸對(duì)安裝基面垂直度是光學(xué)系統(tǒng)一項(xiàng)新的測(cè)量指標(biāo)，目前沒有查到關(guān)于這項(xiàng)指標(biāo)的可供參考和借鑒的測(cè)量方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種光學(xué)系統(tǒng)光軸與其安裝基面垂直度的檢測(cè)方法。
本發(fā)明實(shí)現(xiàn)步驟如下(a)在調(diào)平臺(tái)3上放置精密轉(zhuǎn)臺(tái)2，被測(cè)光學(xué)系統(tǒng)1放置在精密轉(zhuǎn)臺(tái)2上；(b)在精密轉(zhuǎn)臺(tái)2的正上方架設(shè)一臺(tái)平行光管4，平行光管4的焦面上放置十字絲分劃板，被測(cè)光學(xué)系統(tǒng)1的鏡頭對(duì)準(zhǔn)平行光管4，使平行光管4焦面上的十字絲經(jīng)被測(cè)光學(xué)系統(tǒng)1所成的像顯示在監(jiān)視器上，同時(shí)電十字絲圖像顯示在監(jiān)視器中心；(c)轉(zhuǎn)動(dòng)精密轉(zhuǎn)臺(tái)2，在監(jiān)視器上觀察電十字絲的像與平行光管4十字絲的像的相對(duì)位置的變化，當(dāng)這兩個(gè)像之間有相對(duì)的位移，則精密轉(zhuǎn)臺(tái)2的回轉(zhuǎn)軸線與平行光管4的光軸不平行，調(diào)整調(diào)平臺(tái)3使精密轉(zhuǎn)臺(tái)2的回轉(zhuǎn)軸線與平行光管4的光軸平行，此時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)精密轉(zhuǎn)臺(tái)2電十字絲的像與平行光管4十字絲的像沒有相對(duì)位移，此時(shí)兩個(gè)十字絲像的偏離量就是由被測(cè)光學(xué)系統(tǒng)1光軸與安裝基面不垂直度帶來(lái)的；(d)將一塊平面反射鏡6放置在精密轉(zhuǎn)臺(tái)2上，平面反射鏡6的正上方架設(shè)自準(zhǔn)直儀5，使自準(zhǔn)直儀5與平面反射鏡6自準(zhǔn)成像，記錄自準(zhǔn)直儀5的角度，即平面反射鏡6法線與自準(zhǔn)直儀光軸的夾角α；(e)調(diào)整調(diào)平臺(tái)3，使被測(cè)光學(xué)系統(tǒng)1的光軸與平行光管4的光軸重合，在監(jiān)視器上觀察電十字絲的像與平行光管4十字絲的像重合，平面反射鏡6隨被測(cè)光學(xué)系統(tǒng)1一起被調(diào)整，改變了原法線方向，讀取自準(zhǔn)直儀5的角度，即此時(shí)平面反射鏡6法線與自準(zhǔn)直儀光軸的夾角β；(f)計(jì)算被測(cè)光學(xué)系統(tǒng)1光軸與安裝基面不垂直度誤差δ＝β-α。
本發(fā)明測(cè)量方法的特點(diǎn)本發(fā)明將被測(cè)光學(xué)系統(tǒng)放置在精密轉(zhuǎn)臺(tái)上，使被測(cè)光學(xué)系統(tǒng)光軸與其安裝基面垂直度的檢驗(yàn)轉(zhuǎn)換為光軸與精密轉(zhuǎn)臺(tái)上表面垂直度的檢驗(yàn)，從而將光學(xué)系統(tǒng)光軸與其安裝基面兩個(gè)不易分離、不易測(cè)量的量，轉(zhuǎn)換為光學(xué)系統(tǒng)的光軸與精密轉(zhuǎn)臺(tái)的上表面這兩個(gè)可分離、可測(cè)量的量。
本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于航天、航空光學(xué)系統(tǒng)光軸于其安裝基面垂直度的檢驗(yàn)。


圖1為本發(fā)明實(shí)施方式示意圖，也是說(shuō)明書摘要附圖。圖中1為被測(cè)光學(xué)系統(tǒng)、3調(diào)平臺(tái)、2精密轉(zhuǎn)臺(tái)、4平行光管、5自準(zhǔn)直儀、6平面反射鏡。
具體實(shí)施例方式
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明測(cè)量光學(xué)系統(tǒng)光軸與其安裝基面垂直度的裝置包括調(diào)平臺(tái)3、精密轉(zhuǎn)臺(tái)2、平行光管4、自準(zhǔn)直儀5、平面反射鏡6。
測(cè)量前將被測(cè)光學(xué)系統(tǒng)1的CCD接收器信號(hào)輸出端與監(jiān)視器相連接，同時(shí)將電十字絲發(fā)生器與監(jiān)視器相連接做輔助觀察。
測(cè)量一個(gè)具體的光學(xué)系統(tǒng)，如無(wú)人機(jī)偵察光學(xué)系統(tǒng)光軸與其安裝基面垂直度的方法實(shí)施步驟如下(a)在調(diào)平臺(tái)3上放置精密轉(zhuǎn)臺(tái)2，被測(cè)光學(xué)系統(tǒng)1放置在精密轉(zhuǎn)臺(tái)2上；精密轉(zhuǎn)臺(tái)2的回轉(zhuǎn)軸線與精密轉(zhuǎn)臺(tái)2表面應(yīng)相互垂直，兩者的垂直度取決于被測(cè)光學(xué)系統(tǒng)1光軸與安裝基面垂直度的要求，精密轉(zhuǎn)臺(tái)2的回轉(zhuǎn)軸線與精密轉(zhuǎn)臺(tái)2表面的垂直度應(yīng)優(yōu)于被測(cè)光學(xué)系統(tǒng)1光軸與安裝基面垂直度的1/5，對(duì)于垂直度要求為100″的被測(cè)光學(xué)系統(tǒng)1，精密轉(zhuǎn)臺(tái)2的回轉(zhuǎn)軸線與精密轉(zhuǎn)臺(tái)2表面的垂直度優(yōu)于20″；調(diào)平臺(tái)3采用三點(diǎn)調(diào)平的方式，有較高的靈敏度，通過(guò)對(duì)調(diào)平臺(tái)3的調(diào)整使精密轉(zhuǎn)臺(tái)2的回轉(zhuǎn)軸與平行光管4的光軸平行；(b)在精密轉(zhuǎn)臺(tái)2的正上方架設(shè)一臺(tái)平行光管4，平行光管4的作用是提供一個(gè)無(wú)窮遠(yuǎn)目標(biāo)，它的焦距應(yīng)為被測(cè)光學(xué)系統(tǒng)1的焦距的2～3倍；平行光管4的焦面上放置十字絲分劃板，被測(cè)光學(xué)系統(tǒng)1的鏡頭對(duì)準(zhǔn)平行光管4，使平行光管4焦面上的十字絲經(jīng)被測(cè)光學(xué)系統(tǒng)1形成的圖像顯示在監(jiān)視器上，同時(shí)電十字絲圖像顯示在監(jiān)視器中心；(c)轉(zhuǎn)動(dòng)精密轉(zhuǎn)臺(tái)2，在監(jiān)視器上觀察電十字絲的像與平行光管4十字絲的像的相對(duì)位置的變化，當(dāng)這兩個(gè)像之間有相對(duì)的位移，則精密轉(zhuǎn)臺(tái)2的回轉(zhuǎn)軸線與平行光管4的光軸不平行，調(diào)整調(diào)平臺(tái)3使精密轉(zhuǎn)臺(tái)2的回轉(zhuǎn)軸線與平行光管4的光軸平行，此時(shí)電十字絲的像與平行光管4十字絲的像沒有相對(duì)位移，此時(shí)兩個(gè)十字絲像的偏離量就是由光軸與安裝基面不垂直度帶來(lái)的；(d)將一塊平面反射鏡6放置在精密轉(zhuǎn)臺(tái)2上，平面反射鏡6的面形要優(yōu)于1λ，平面反射鏡6的正上方架設(shè)自準(zhǔn)直儀5，使自準(zhǔn)直儀5與平面反射鏡6自準(zhǔn)成像，自準(zhǔn)直儀5選用0.2″自準(zhǔn)直儀；記錄自準(zhǔn)直儀5的角度，即平面反射鏡6法線與自準(zhǔn)直儀光軸的夾角α；(e)調(diào)整調(diào)平臺(tái)3，使被測(cè)光學(xué)系統(tǒng)1的光軸與平行光管4的光軸重合，在監(jiān)視器上觀察電十字絲的像與平行光管4十字絲的像重合，平面反射鏡6隨被測(cè)光學(xué)系統(tǒng)1一起被調(diào)整，改變了原法線方向，讀取自準(zhǔn)直儀5的角度，即此時(shí)平面反射鏡6法線與自準(zhǔn)直儀光軸的夾角β；(f)計(jì)算被測(cè)光學(xué)系統(tǒng)1光軸與安裝基面不垂直度誤差δ＝β-α。
根據(jù)計(jì)算出的被測(cè)光學(xué)系統(tǒng)1光軸與安裝基面不垂直度誤差δ，可通過(guò)機(jī)械加工和裝調(diào)手段使其達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)系統(tǒng)光軸與其安裝基面垂直度的檢測(cè)方法，其特征在于采用下列步驟(a)在調(diào)平臺(tái)(3)上放置精密轉(zhuǎn)臺(tái)(2)，被測(cè)光學(xué)系統(tǒng)(1)放置在精密轉(zhuǎn)臺(tái)(2)上；(b)在精密轉(zhuǎn)臺(tái)(2)的正上方架設(shè)一臺(tái)平行光管(4)，平行光管(4)的焦面上放置十字絲分劃板，被測(cè)光學(xué)系統(tǒng)(1)的鏡頭對(duì)準(zhǔn)平行光管(4)，使平行光管(4)焦面上的十字絲經(jīng)被測(cè)光學(xué)系統(tǒng)(1)形成的圖像顯示在監(jiān)視器上，同時(shí)電十字絲圖像顯示在監(jiān)視器中心；(c)轉(zhuǎn)動(dòng)精密轉(zhuǎn)臺(tái)(2)，在監(jiān)視器上觀察電十字絲的像與平行光管(4)十字絲的像的相對(duì)位置的變化，當(dāng)這兩個(gè)像之間有相對(duì)的位移，則精密轉(zhuǎn)臺(tái)(2)的回轉(zhuǎn)軸線與平行光管(4)的光軸不平行，調(diào)整調(diào)平臺(tái)(3)使精密轉(zhuǎn)臺(tái)(2)的回轉(zhuǎn)軸線與平行光管(4)的光軸平行，此時(shí)電十字絲的像與平行光管(4)十字絲的像沒有相對(duì)位移；(d)將一塊平面反射鏡(6)放置在精密轉(zhuǎn)臺(tái)(2)上，平面反射鏡(6)的正上方架設(shè)自準(zhǔn)直儀(5)，使自準(zhǔn)直儀(5)與平面反射鏡(6)自準(zhǔn)成像，記錄自準(zhǔn)直儀(5)的方位角度，即平面反射鏡(6)法線與自準(zhǔn)直儀(5)光軸的夾角α；(e)調(diào)整調(diào)平臺(tái)(3)，使被測(cè)光學(xué)系統(tǒng)(1)的光軸與平行光管(4)的光軸重合，在監(jiān)視器上觀察電十字絲的像與平行光管(4)十字絲的像重合，讀取自準(zhǔn)直儀(5)的方位角度，即此時(shí)平面反射鏡(6)的法線與自準(zhǔn)直儀(5)光軸的夾角β；(f)計(jì)算被測(cè)光學(xué)系統(tǒng)1光軸與安裝基面不垂直度誤差δ＝β-α。
全文摘要
一種屬于光學(xué)儀器檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域的光學(xué)系統(tǒng)光軸與其安裝基面垂直度的檢測(cè)方法將被測(cè)光學(xué)系統(tǒng)置于調(diào)平臺(tái)上的精密轉(zhuǎn)臺(tái)上，其上方架設(shè)一臺(tái)平行光管，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)精密轉(zhuǎn)臺(tái)和調(diào)整調(diào)平臺(tái)使平行光管與精密轉(zhuǎn)臺(tái)軸線相平行；精密轉(zhuǎn)臺(tái)上平面反射鏡的上方架設(shè)自準(zhǔn)直儀，使自準(zhǔn)直儀與平面反射鏡自準(zhǔn)成像，記錄自準(zhǔn)直儀的方位角度；調(diào)整調(diào)平臺(tái)至電十字絲的像與平行光管十字絲的像重合，讀取自準(zhǔn)直儀的方位角度；計(jì)算被測(cè)光學(xué)系統(tǒng)光軸與安裝基面不垂直度誤差。本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于航天、航空光學(xué)系統(tǒng)光軸與其安裝基面垂直度的檢驗(yàn)。
文檔編號(hào)G01M11/02GK1865889SQ20051001679
公開日2006年11月22日 申請(qǐng)日期2005年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月18日
發(fā)明者葉露, 劉則洵, 韓冰 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所