机械精度对中心偏测量精度的影响

金琦雨

摘 要：中心偏测量是高精度镜头必不可分的一环，是制作和检测光学系统设备的重要手段。高精度镜头测量方式中中心偏测量属于一项有重要地位的测量方式，不管是制作还是光学系统检测，都有着非常重要的地位。光学系统设备在使用研发过程中，对于各项制作指标的要求相对较高，在光学设备进行制造的过程中，我们必须要保证其质量达标。在质量影响方面，对整个光学系统设备影响较大就是中心偏测量精度。而在进行中心偏测量精度的设计中，对于其影响较深的因素就是机械精度。机械精度对于中心偏测量的影响非常显著，所以有效的分析机械精度对中心偏粗粮精度的提高具有重要的影响。

关键词：机械精度，中心偏测量，影响

在进行光学系统设备的制造过程中，要想提高整个系统的精度就必须对整个系统中机械精度以及中心偏测量精度进行有效的测量，检测。在我国科学技术不断发展的今天，通过合理有效的制造方式强化在制造过程中产品的质量已经成为了光学设备发展必须要行走的道路。在进行制作的过程中，通过准确的中心偏测量将提高光学设备的质量、其技术的有效使用是制作以及提高光学设备研发的重要手段。并且光学设备的制造的是否合格，还需要通过对其各种精度进行有效的测量。为了提高我国光学设备的使用研发质量，我将探讨机械精度对中心偏测量精度的影响，并对此进行分析。

1.概念及工作原理

中心偏是一个光学概念，指透镜光轴与几何轴之间的不重合度，这在现实光学系统设备的制作上是很难避免的，而一般的光学成像系统又由多个透镜组成，各个透镜的光轴与几何光轴之间的微小偏差就必然会导致像散、慧差等像差现象的出现。但是许多用于科学研究和探测的光学系统，诸如卫星摄影测量器、投影光刻物镜等便会对精度有很高的要求，这就需要高难度、高水平和高稳定性的制造工艺技术作为物质保障。于是中心偏测量仪应运而生，也要求中心偏测量仪的测量结果足够精确才能够确保光学系统设备能够满足使用需求。此项测量方式就是将被测的光学系统放在仪器的基准轴的可控渠道上，并且使得被测的光学系统光轴和仪器基准轴轴线做合并，之后把仪器的十字丝象投影在被测的光学系统待测面的球心之上。通过此项球面从准直反射至仪器的分划板象面之上。

2影响测量精度的各项关键因素

2.1 轴晃动

旋转轴线的误差精密器械之中，一般轴系在旋转过程中回转精度都不会低，反而相对较高，而且其中的精度通常使用轴系的轴线位置变动数值做表示。如果一切外部环境适当，轴身的旋转中心线和套筒的中心线需要完全重合，但是因为轴心的吻合程度之间存在较大的误差，因此就会有轴线误差情况的产生，但是旋转轴实际情况下能够将回转轴线分成两部分：一个是径向间隙的误差；另外一种是晃动过程中产生的误差。

2.2 测量光轴的倾斜与平移造成的影响

测量头的光轴倾斜与平移会对测量仪设计过程中的各项要求有一定的影响，因此在设计过程中要求测量头的光轴和转台的光轴合并，因为制作和安装等一系列的影响因素造成的影响，出现误差是必然的。除此之外，导轨的直线度程度低，也会使得光轴发生倾斜和位移等。可是在测量仪的设计过程中，使用的方式是选择圆直径对偏移量做计算，不论是中心偏移量大小如何，在输入旋转光信号的过程中，运行轨迹必然会形成一个圆，那么只需要计算出原形的半径，测量出光学中心的偏移量就非常容易了。所以，测量头光轴的位移以及倾斜程度和造成弯曲情况对于测量结果而言影响并不显著。

2.3 瞄准读准精度

瞄准读准精度针对瞄准读数而言，能够透过以下几种方式将精度提升：（1）放大倍数。倍数被放的越大，那么其中产生的图像也就越大，越加能够精确的判定出图像的位置。（2）CCD摄像头参数。通常情况下，CCD像越小，那么在单位面积上的接收信号就会越多，相对的测量的精确度就更高，除此之外，CCD象元的均衡性通常不大，在计算过程中能够忽略不计。（3）透镜成像质量光学透镜的成像质量越高，那么投射出的影像质量就越高，同理当中的读数精度就越高，一般瞄准读数的误差大概只有几秒。

2.4 安装误差

安装误差对于测量的数据影像，在测量过程中，因为安装存在不确定性，或者调整的夹具调整欠缺，那么出现一些误差的情况也是必然的。被测量物件的透镜装备一般是在镜筒之中，在设计的过程中，一般基准面是外面一面，此面的误差允许范围在0.03mm以内，在使用装备过程中的垂轴基准面对于该面端面的跳动允许范围为0.015mm。

3.中心偏测量仪机械旋转轴线的误差对中心偏测量精度的影响

在进行光学设备的制造过程中，通过各种科学技术手段我们需要对光学设备的机械部位提供较高的旋转精度，使整个机械在回旋过程中能够在制定设计的机械轴系中轴线位置上进行缓慢的移动。在我们科学理念的设计下，机械设备在进行旋转过程中会恰好和中轴线进行吻合。轴的晃动误差：在进行机械旋转的的过程中，实际回转的轴线在给定力的作用下会出现一定的偏移角度，造成摆动过程中轴线纯角度摆动量与回转轴线出现晃动误差。

4.机械放大倍率误差对中心偏测量精度的影响

在使用内调焦的光学设备时，我们需要对透镜进行有效的位移调整，使物象距达到合理的范围，由于放大倍率对于中心偏度具有一定的影响，在进行计算的过程中，误差难免会出现，因此，只有通过固定透镜、固定倍率的情况下使用设备，才能够尽可能的减少误差的出现。

5.机械测量头光轴的倾斜和位移对中心偏测量精度的影响

但是实际的旋转过程中由于机械旋转轴线存在径向间隙误差与轴晃动误差。径向间隙误差：在机械进行旋转的过程中，相应的旋转机械会在围绕轴线旋转的过程中出现旋转轴轴线角度摆动，并在旋转过程中出现轴心径向位移，并与实际的旋转偏移角出现累加重合。在进行使用的过程中，按照我们科学的理论来说，光学仪器的旋转光轴应该与测量头在某一位置达到完全的重合。但是由于在制造、安装、设计的过程中，难免會出现各种各样的误差，就必然会使光轴与测量头出现倾斜与位移，影响中心偏测量的准确精度。所以通过将光信号轨道归圆，利用计算直径的偏心精度减少偏移量，减轻位于与倾斜对测量精度的影响。

结语：

文中简单分析了造成光学运行体系内的中心偏测量仪的测量误差，并且分析影响精度的主要原因。在光学体系之中，中心偏理论将光学理论的同轴性破除，不但对成像质量造成影响，而且在某些程度上会对透镜的参数测量造成严重影响。所以开展中心偏测量的研究是非常有必要的，这对于透镜的加工以及光学系统的核准而言都是有积极性影响的，在未来的发展过程中应该不断的灌输先进科学技术减少机械精度对中心偏测量精度的影响。

参考文献：

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