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平面鏡干涉儀中動鏡支撐機構扭轉剛度的測量方法
【專利摘要】本發明公開了一種平面鏡干涉儀中動鏡支撐機構扭轉剛度的測量方法。把U型電磁鐵安置于截面端平行于動鏡支撐機構的位置,調節電磁鐵的截面與支撐機構的氣隙至0.1～0.2mm之間，測量氣隙的值s。對電磁鐵通電產生電磁吸力為Fe，電磁力的作用點與動鏡扭轉中心的距離（電磁力臂）已知為l，由此產生的電磁力轉矩為：Me=Fel。動鏡支撐機構繞系統質心轉過傾角θ。通過激光干涉儀測量傾角θ。回復力產生的轉矩為：Mr=kτθ，kτ為扭轉剛度。整個系統處于轉矩平衡狀態：Me=Mr，即Fel=kτθ。計算得kτ=Fel/θ。本系統實現了非接觸式測量，保證了測量可靠性。
【專利說明】平面鏡干涉儀中動鏡支撐機構扭轉剛度的測量方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種平面鏡干涉儀中動鏡支撐機構扭轉剛度的測量方法，主要應用于門廊結構的干涉儀中動鏡的支撐機構的微小扭轉剛度參數的非接觸測量。
【背景技術】
[0002]在采用Porch Swing (門廊)結構的干涉儀中采用平面鏡作為動鏡和定鏡，動鏡是其中唯一的運動部件。由于動鏡的支撐為彈性支撐，動鏡即使停止時也在進行自由的微晃動。同時，入射輻射在儀器中的干涉過程對動鏡和定鏡的準直性要求極高，需要使用動態的校準控制方法對動鏡掃描運動過程中的準直性誤差進行校準補償。在制定控制策略前，首先要對動鏡及支撐機構的力學特性進行建模，實施控制時需要考慮動鏡支撐機構自身的扭轉剛度特性，從而精確計算扭轉剛度與微角度作用下的恢復力轉矩。此外，動鏡的裝調過程中也需要對動鏡支撐機構本身的扭轉剛度特性進行測量評估。目前對于非接觸式、微小角度變化引起的扭轉剛度的測量受到測量方法限制，無法進行直接的精確測量。
[0003]在各種機械結構的設計中，經常碰到把電磁鐵作為自動控制元件，以實現各種自動控制功能，電磁鐵的磁性隨線圈通入電流的大小變化而變化，在通有直流電壓的情況下，線圈電流i等于電壓V和線圈直流電阻R的比值。在電磁線圈的匝數N、真空磁導率μ。、電磁鐵磁路與支撐結構的作用面積A已知的條件下，把U型電磁鐵安置于截面端平行于動鏡支撐機構的位置，為簡化電磁吸力的分析，減小氣隙的邊緣效應引入的電磁力計算誤差(參見《電機原理與設計的MATLAB分析》，戴文進譯，電子工業出版社，2006，7)，調節電磁鐵的截面與支撐機構的氣隙至0.1~0.2_之間，測量并記錄該氣隙的值S。則此時的電磁力Fe為:
[0004]
【權利要求】
1.一種平面鏡干涉儀中動鏡支撐機構扭轉剛度的測量方法，其特征在于包括如下步驟: 1)把U型電磁鐵安置于截面端平行于動鏡支撐機構的位置，調節電磁鐵的截面與支撐機構的氣隙至0.1?0.2mm之間,測量并記錄該氣隙的值s ； 2)測量并記錄電磁鐵的直流電阻值R； 3)對電磁線圈施加驅動電壓V時，產生電磁吸力為Fe，Fe正比于V2，設Fe=KV2，K為已知常數，記錄V的值； 4)測量電磁力的力臂即作用點與動鏡扭轉中心的距離為1，由此產生的相應的電磁力轉矩Me,計算為:Me=fel ； 5)動鏡支撐機構在電磁力矩的作用下繞系統質心發生扭轉，轉過微小傾角Θ，通過激光干涉儀測量并記錄傾角Θ ； 6)扭轉剛度kτ計算:k τ =Me/ Θ。
【文檔編號】G01M13/00GK103852248SQ201410020839
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2014年1月17日 優先權日:2014年1月17日
【發明者】孫曉杰, 華建文, 王戰虎, 陳仁, 樊慶, 李濤, 夏翔, 盛灝 申請人:中國科學院上海技術物理研究所