[发明专利]基于分布式读数头的圆分度器件及测角误差补偿方法

摘要

一种基于分布式读数头的圆分度器件，包括沿着圆分度器件7圆周分布的六个读数头1‑6，其中，第一、第二、第三读数头1、2、3彼此间隔120°，将所述圆分度器件7的圆周三等分；以及第一、第四、第五、第六读数头1、4、5、6依次间隔90°，将所述圆分度器件7的圆周四等分。以及一种基于分布式读数头的圆分度器件的测角误差补偿方法。本发明的圆分度器件设计简洁、结构简单、体积小、易于调节、使用方便、成本低廉，具有显著的经济效应。本发明的方法采用分布式读数头来消除更多阶次谐波误差，提高了圆分度器件的测角精度。

主权项

一种使用基于分布式读数头的圆分度器件进行测角误差补偿的方法，所述基于分布式读数头的圆分度器件包括沿着圆分度器件(7)圆周分布的六个读数头(1‑6)，其中，第一、第二、第三读数头(1、2、3)彼此间隔120°，将所述圆分度器件(7)的圆周三等分；以及第一、第四、第五、第六读数头(1、4、5、6)依次间隔90°，将所述圆分度器件(7)的圆周四等分；所述方法包括以下步骤：步骤1，采用多面棱体结合自准直仪来对所述圆分度器件的测角误差进行标定，得到误差分布曲线；步骤2，对误差进行傅里叶分解，得到各阶次谐波分量，具体步骤包括：对于沿圆分度器件圆周均布的n个读数头，每一个读数头的读数误差通过各阶谐波误差的合成来表示，即：ΔθΣ=Σk=1mekRsinkθ;]]>式中，k为各阶谐波的阶次，ek为各阶谐波的幅值，θ为圆分度器件转过的角度，R为圆分度器件的刻划半径，m为谐波阶次的最大值；当取n个读数头读数的平均值作为读数值时，对于k次谐波来说，读数误差表示为：Δθk=1nekR{sinkθ+sink(θ+2πn)+sink(θ+2·2πn)+...+sink[θ+(n-1)·(2πn)]};]]>通过展开化简得到：Δθk=1nekR{(-1)ksinkθ·cos(k/n)πsinkπsin(k/n)π};---(1)]]>当k≠zn时，z为正整数，上式(1)中：|cos(k/n)π·sinkπsin(k/n)π|=n;]]>由此Δθk＝0；步骤3，采用第一读数头(1)、第二读数头(2)、第三读数头(3)、第四读数头(4)、第五读数头(5)和第六读数头(6)同时进行测量，以消除十二阶整数倍以外的所有谐波误差，即：Δθkn=6=Δθkn=3·Δθkn=4=112{(ekR)(-1)ksinkθ}2·{cos(k/3)πsinkπsin(k/3)π·cos(k/4)πsinkπsin(k/4)π};]]>当谐波阶次k≠12z时，