仪器仪表学报

作者：谢家波，朱维斌，黄垚，朱进，麻莉

单位：谢家波,中国计量大学计量测试与仪器学院杭州310018,,朱维斌,中国计量大学计量测试与仪器学院杭州310018,zhuweibin@cjlu.edu.cn,黄垚,中国计量科学研究院北京100029,,朱进,浙江省质量科学研究院杭州310019,,麻莉,中国计量科学研究院北京100029,

关键词：精度监测;定位精度;重复定位精度;傅里叶变换

基金：国家重点研发计划(2023YFF0615703)、国家自然科学基金(52175526)、浙江省基础公益研究计划(LTGC24E050001)、浙江省市场监督管理局科技计划(ZC2023002)项目资助

针对转台在长期运行中精度保持与监测的实际需求，提出了一种基于转台自身信号的精度在线监测方法。以ISO230-2标准中定义的定位精度A和重复定位精度R为核心监测指标，建立了由转台圆周定位偏差ε(θ)到监测指标的映射模型；通过分析双读数头输出信号的相位关系，结合傅里叶变换实现圆周定位偏差的自分离与精度指标的在线计算。在此基础上，设计并实现了基于ZYNQ的在线监测系统，针对信号同步采集与最优谐波阶次选择两个关键问题进行理论分析并提出解决方案。搭建实验平台，以自准直仪和多面棱体作为参考系统，首先对在线监测系统分离的谐波残差进行分析，确定当前最优谐波阶次，进而通过傅里叶变换分离得到定位偏差，实验表明，该方法分离得到的定位偏差与参考装置所得高度一致，其分离精度优于2.10″，验证了定位偏差分离方法的准确性；进一步通过施加载荷的方法改变转台精度状态，当负载自空载逐步增至5kg时，系统能有效监测到转台定位精度由289.40″变至292.70″，重复定位精度由0.23″变至0.38″，表明自研系统能够实现0.01″等级的精度变化监测，验证了所提方法在转台运行过程中对精度实时、有效监测的可行性与准确性。

来源：2025年第11期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

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