光学系统的稳定性与误差分析

２０１３年计量测试技术论文专集　・５３・　

立式光学计测量误差分析方法　

梁红霞，常军　

（内蒙古北方重工集团有限公司计量检测技术研究院，内蒙古包头０１４０３３）　

摘　要：立式光学计的测量误差因素较多，现就其主要误差进行分析，使我们在测量中注意减少某些误差因　素的影响。　关键词：光学计；测量误差；分析；方法　中图分类号：ＴＢ９２１　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７４—５７９５（２０１３）ｓ２—００５３—０２　

Ｏ　引言　

立式光学计是一种准确度较高的长度计量用的光　

学机械式仪器，主要用于检定量块以及测量高精度轴　类零件外径，钢球直径和板形工件的厚度等，主要由　

自准直平行光管和摆动反射镜组成。其测量误差在测　

量中对测量结果有一定的影响，测量误差因素较多，　本文对其影响测量结果的主要误差仪器误差进行分析。　

１分划板的刻度误差　

一般光学计的刻度尺的刻线误差按图纸规定为　

±３　ｍ，当反映到被测工件上时应除以放大比Ｋ＝８０，　因此该项误差为　

△１＿±　＿Ｕ．０　０４　ｍ　

２装配调整后的残余理论误差　

光学计所采用的是正切杠杆机构，本身存在原理　

误差，光管放大比为　

Ｋ：上：ｆｔａｎ２ｏ￣　ｓ　ａｔａｎａ　

将ｔａｎ２　＝　代入，得　

Ｋ＝　Ｆ　

ｌ＋ｔａｎ２　＋ｔａｎ４　＋．．。，由于　很小，　

式中ｔａｎ　Ｏｔ及后面各项可略去，又因ｓ＝ａ・ｔａｎｃｔ，有　

２－。￣（１＋ｔａｎ２仅）＝２。ｆ（１＋　２）　

０　ｏ　Ⅱ一　

作者简介：梁江霞（１９８０一），女，工程师，从事计量检测方面　的工作。　故　：Ｋ．　：２ｆ（　＋　３）　（１）　

ａ　ａ　由此，刻度尺影像相对于零指标线ｔ与测量杆的位　

置ｓ不成比例变化。但刻度尺刻线是等距的，即　

ｇｏＳ－－　ａ　

其中，　是常数，故非线性的正切杠杆机械原理　

误差在分划板上反映为△：　一　。：　，当反映到被　

测工件上时，除以放大比　，有　

＾　一ｔｏ　ｓ　△ｚ　２　

如图１所示，ｆ。＝　时，曲线２为公式（１）中实　

第２８卷第１期　２００８年２月　桂林电子科技大学学报　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｇｕｉｌｉｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｖｏ１．２８，Ｎｏ．１　Ｆｅｂ．２００８　

４ｆ光学系统实现光学小波变换的误差分析　

师夏阳　，丁宣浩　，秦红霞　

（１．桂林电子科技大学数学与计算科学学院，广西桂林５４１００４；　

２．许昌学院数学科学学院，河南许昌４６１０００）　

摘要：基于光学信息处理的并行性和高效性，考虑到光学小波在图像处理中的优势，分析了４ｆ光学系统实现光学　

小波变换的过程，找出了其在实现小波变换时的误差。从实际的应用出发分析了误差产生的原因，为应用过程中减　

少误差提供了理论依据。　

关键词：光学系统；小波变换；误差；理论分析　

中图分类号：Ｏ１７４．２；０４３９　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７３—８０８Ｘ（２００８）０１—００４０—０４　

Ｅｒｒｏｒ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｏｐｔｉｃａｌ　ｗａｖｅｌｅｔ　ｔｒａｎｓｆｏｒｍ　ｉｎ　４ｆ　ｏｐｔｉｃａｌ　ｓｙｓｔｅｍ　

ＳＨＩ　Ｘｉａ—ｙａｎｇ　，ＤＩＮＧ　Ｘｕａｎ—ｈａｏ　。ＱＩＮ　Ｈｏｎｇ—ｘｉａ。　

（１、Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃｓ　ａｎｄ　Ｃｏｍｐｕｔｉｏｎａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｇｕｉｌｉｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｇｕｉｌｉｎ　５４１００４．Ｃｈｉｍｌ　２．Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｘｕｃｈａｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｕｃｈａｎｇ　４６１０００，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｐａｒａｌｌｅｌ　ａｎｄ　ｈｉｇｈ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｏｐｔｉｃａｌ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　ａｎｄ　ｉｎ　ｖｉｅｗ　ｏｆ　ｔｈｅ　ａｄｖａｎ—　

ｔａｇｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｏｐｔｉｃａｌ　ｗａｖｅｌｅｔ　ｉｎ　ｉｍａｇｅ　ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ａｎａｌｙｚｅｄ　ｔｈｅ　ｗａｖｅｌｅｔ　ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　４ｆ　ｏｐｔｉｃａｌ　

第４ｌ卷第４期　Ｖｏ１．４１　ＮＯ．４　红外与激光工程　

Ｉｎｆｒａｒｅｄ　ａｎｄ　Ｌａｓｅｒ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　２０１２年４月　Ａｐｒ．２０１２　

高精度透射式空间光学系统装调误差分析与动态控制　

郭夏锐，王春雨，廖志波，伏瑞敏　

（中国空间技术研究院北京空间机电研究所，北京１０００７６）　

摘　要：高分辨率对地观测对航天遥感器的成像质量提出了严格的要求，装框应力和偏心误差是影　

响大口径高精度透射式光学系统装调质量的重要因素。首先，在理论上分析了透镜装框应力的影响，　

实验测量了不同装调应力下的透镜面形，分析了装框应力对系统光学传递函数（ＭＴＦ）的影响。然后，　

对光学元件的装调偏心误差进行了研究，测量了一个偏心系统的波前干涉图，分析了偏心导致的光学　

系统像差，仿真计算了不同透镜偏心误差对像差和ＭＴＦ的影响。介绍了一种在偏心误差小量超差的　

情况下，利用中心偏测量仪、干涉仪的测量数据对光学系统进行实时仿真，动态控制装调质量的方　

法，并在实验上对预估结果进行了验证。结果表明：高精度透射式光学系统装调过程中光学偏心和应　

力导致的面形变化是影响光学系统质量的主要因素，偏心误差的影响大于应力的影响，不同透镜偏心　

误差对系统质量有着较大的差异且相互补偿。仿真预估方法能够在装调公差日益苛刻的情况下动态　

评定各误差间的相互影响与补偿，实时评价光学系统的质量，提高装调效率。　

关键词：应用光学；　光学遥感；　透射式光学系统；　光学仿真；　光学装调　

中图分类号：ＴＰ７３　文献标志码：Ａ　文章编号：１００７—２２７６（２０１２）０４—０９４７—０５　

Ｍｉｓａｌｉｇｎｍｅｎｔ　ａｎｄ　ａｓｓｅｍｂｌａｇｅ　ｓｔｒｅｓｓ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｉｎ　ｓｐａｃｅ　

ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ｏｐｔｉｃａｌ　ｓｙｓｔｅｍ　

Ｇｕｏ　Ｘｉａｒｕｉ，Ｗａｎｇ　Ｃｈｕｎｙｕ，Ｌｉａｏ　Ｚｈｉｂｏ，Ｆｕ　Ｒｕｉｍｉｎ　

（Ｂｅｉｊｉｎｇ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｓｐａｃｅ　Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ＆Ｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙ，Ｃｈｉｎａ　Ａｃａｄｅｍｙ　ｏｆ　Ｓｐａｃｅ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１０００７６，Ｃｈｉｎａ）　

２０１３年３月　江苏电机工程　Ｊｉａｎｇｓｕ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　第３２卷第２期　４７　

光学电流互感器实时误差分析系统的设计　

陈铭明　，卢树峰　，包玉树２，梁凯　，王少华　（１．江苏省电力公司电力科学研究院，江苏南京２１１１０３；２．江苏方天电力技术有限公司，江苏南京２１１１０２；　

３．无锡供电公司。江苏无锡２１４１０１）　

摘　要：光学电流互感器在江苏省智能变电站得到广泛应用，但投运后误差是否随着时间推移、电磁干扰、温度变化等　因素大幅变化至今都没有相关实践数据。文中首先介绍了光学电流互感器的基本原理和存在问题．然后设计了误差比　对装置的硬件构成和算法设计，最后通过江苏无锡西泾变的挂网运行，验证了比对分析系统的可行性。　关键词：光学电流互感器；误差；比对系统　中图分类号：ＴＭ４５２　文献标志码：Ｂ　文章编号：１００９—０６６５（２０１３）０２—００４７—０３　

随着智能电网建设的深化推进．国网公司部署在　多个省份开展智能化变电站的建设工作．光学电流互　

感器得到了广泛应用．对智能变电站的建设起到了引　领和示范作用。各工程、科研相关机构对光学电流互　

感器投运后的误差运行状况密切关注．开展现场运行　

误差特性研究、为国网公司提供一线技术支持势在必　行ｌ１］　为保证光学电流互感器的现场误差良好．在出　厂前必须在规程规定的一次电流和二次负载下对光　

学电流互感器做误差测试．运抵现场安装后再对光学　电流互感器做现场误差测试，消除安装环节、现场环　

境对误差的影响　但在现有的技术条件下．光学电流　

互感器投运后．对其误差特性缺少跟踪分析能力．导　致对光学电流互感器长期运行下的计量特性无法作　出准确的评估　相应评价目前尚属空白。　

光学电流互感器在出厂前要经过误差测试．合格　方允许供货。但由于光学电流互感器对温度、振动均　

敏感．在经过现场安装后再复测误差往往不再合格。　特别是对于光学电流互感器与合并器供货商不同的