Введение 5
1 История угловых измерений 11
1.1 Современные гониометры 13
1.1.1 Статические гониометры 14
1.1.2 Автоколлиматоры 16
1.1.3 Принцип работы автоколлиматора 17
1.1.4 Энкодеры как угловая шкала в гониометрических системах 18
1.1.5 Принцип работы оптических энкодеров 19
1.1.6 Инкрементные оптические угловые энкодеры 21
1.1.7 Абсолютные оптические угловые энкодеры 22
1.1.8 Ограничения статического гониометра 23
1.2 Динамические гониометры 24
1.2.1 Кольцевой лазерный гироскоп 25
1.2.2 Эффект Саньяка 25
1.2.3 Принцип работы кольцевого лазера 27
1.2.4 Принцип измерения лазерного динамического гониометра 29
1.2.5 Генерация сигнала в лазерном динамическом гониометре 32
1.2.6 Метрологические характеристики КЛ как угловой шкалы 33
1.2.7 Источники погрешности ЛДГ 34
1.2.8 Погрешности, связанные с настройкой компонентов 34
1.2.9 Погрешности при чтении и ведении 35
1.2.10 Погрешности углового масштаба 35
2 Методики калибровки угловых шкал 37
2.1 Калибровка методом замыкания окружности 39
2.1.1 Метод кросс-калибровки 40
2.1.2 Метод калибровки прямым сравнением 41
2.1.3 Калибпровка на оси 41
2.1.4 Внеосевая калибровка 42
3
2.1.5 Самокалибровка 42
2.1.6 Метод калибровку по среднему равному делению 42
2.2 Многогранные призмы 43
2.2.1 Типы многогранных призм 44
2.2.2 Технические характеристики МП 46
3 Оптические нуль-индикаторы 48
3.1 Типы нуль-индикаторов 48
3.1.1 Автоколлимационный нуль-индикатор 49
3.1.2 Интерференционный нуль-индикатор 51
3.1.3 Классификация нуль-индикаторов 54
3.1.4 Автоколлимационный нуль-индикатор с одной щелью 55
3.1.5 Двухщелевой автоколлимационный нуль-индикатор 56
3.1.6 Обычный и цифровой автоколлимационный нуль-индикатоr 60
3.1.7 Автоколлимационный нуль-индикатор с квадрантным
фотодетектором 62
3.1.8 Другие типы автоколлимационных нуль-индикаторов 65
3.2 Влияние неплоскостности отражающей поверхности
на измерение угла 66
3.2.1 Факторы, влияющие на угловые измерения автоколлиматора 67
3.2.2 Топографические измерения поверхности 68
3.2.3 Количественная оценка рельефа поверхности 69
3.2.4 Интерферометры и измерения микрорельефа поверхности 71
3.2.5 Интерферометр Физо с фазовым сдвигом 74
3.2.6 Влияние неплоскостности отражающей поверхности
на измерения 76
3.3 Цель исследовательского проекта 80
3.3.1 Значимость исследований 82
4
4 Эксперименты 83
4.1 Систематическая погрешность автоколлимационного
нуль-индикатора 83
4.1.1 Устранение систематической погрешности 84
4.1.2 Лабораторный эксперимент 88
4.2 Сравнение двух нуль-индикаторов 96
4.2.1 Планирование эксперимента 97
4.2.2 Постановка эксперимента для сравнения
двух нуль-индикаторов 98
4.2.3 Измерение рельефа поверхности МП 105
4.3 Экспериментальная оценка влияния рельефа
отражающей поверхности на калибровку многогранных призм. 108
4.3.1 Материалы и методология эксперимента 110
4.3.2 Выделение влияния угловых отклонений на калибровку
многогранной призмы 111
4.3.3 Экспериментальная установка 116
Заключение 122
Ссписок публикаций 129
Благодарности 130
Литература 132
