角度量的动态测量

　　1 动态测量和动态量测量

　　动态测量是指以动态的方法对量值或参数进行测量。采用动态测量法有以下 3 种目的。

　　(1)提高测量准确度

　　图 1 是用于电子经纬仪的旋转光栅测角系统[1]。

　　其特点是无论经纬仪是否转动，光栅盘都在作匀速转动，当光栅盘上的参考标记转到被固定读数头接收时开始计数，当转至被运动读数头接收时停止计数，记录的 n·T0为粗测值;运动读数头的转动，还引起固定与运动读数头两路信号相位的相应变化，用相位细分法测出相位差 T，为细分值，综合成被测角 φ。

　　光栅盘每转一周，可以得到两个粗测值与 512 个细分值(光栅盘为 1 024 线对时)，依据圆分度误差闭合的原理：360°内连续相邻角误差之和为零，由于分度误差的量级在细分位上，因此 512 点平均的结果可以有效地减小光栅盘刻划误差的影响，使经纬仪的测角标准偏差(1σ )达 0.5″。

　　(2)提高工作效率

　　线角度分度元件的线数越多，应取的检测线数也越多，当检测圆光栅时，线数多达数万或十余万对，采用目视对线检测的方法是难以实现的，为提高工作效率采用了动态测量的办法，见图 2。标准光栅盘的直径较大，刻划准确度较高，并采用多读数头消差，产生标准信号;被检光栅盘以其读数头产生被检信号，两路信号输入相位计比相;或者标准光栅信号加细分成连续角，被检信号采样，轴系转一圈就可测出被检光栅盘的分度误差。

　　(3)测量被测件的动态性能

　　精密轴系回转误差的测量，即在规定转速旋转时，轴系回转轴线的径向、轴向和角度漂移运动的测量;船上自调平工作台(稳定平台)调平误差的测量等。

　　为了提高准确度或工作效率而采用动态测量法，动态测量是手段而不是目的;转速等动态参数可由测量或设备研制部门自行规定，要求不严;所测的量值实质是静态量，是静态量的动态测量法。而动态性能的量，被测的是动态量，其动态参数是由被测件的技术条件规定的，必须达到;由于被测量值在不断变化，因此需测量规定时刻(如采样指令脉冲到达时)的实时值。从计量角度，动态性能的测量宜称为“动态量测量”，定义为：“在规定的动态参数和测量不确定度条件下，当被测量的量值或参数随时间不断变化时，对其实时值的测量”。因此动态量测量的要求及实测值都必须注明动态参数。动态量测量是指被测的量值在“变”，而不是被测工件在“动”，例如：以规定转速作匀速转动的转台，如果被检参数是“角位置”，则是动态量测量，如是“角速率”，则是静态量测量;测量“角速率平稳度”时，虽然被测参数在变，但所用的“定时测角法”或“定角测时法”都采用了一定间隔的平均值，而不是实时值，因此也是静态量测量。图 1 所示的旋转光栅测角系统也是静态量测量，因为如果运动读数头不停地转动，是测不出实时值的，需待运动读数头停转，光栅再转过一圈，即0.33 s 后才有显示值。因此动态测量是指测量方法，动态测量法既可用于测量动态量，也可用于测量静态量;而动态量测量是指被测的量值是动态量。