燈具配光性能測試系統(tǒng)中自動轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)角的校準(zhǔn)

朱緋紅 錢征宇

(江蘇省計(jì)量科學(xué)研究院，南京 210046)

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燈具配光性能測試系統(tǒng)中自動轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)角的校準(zhǔn)

朱緋紅 錢征宇

(江蘇省計(jì)量科學(xué)研究院，南京 210046)

介紹一種校準(zhǔn)方法。利用常規(guī)的計(jì)量器具電子經(jīng)緯儀、光學(xué)傾斜儀作為標(biāo)準(zhǔn)器校準(zhǔn)燈具配光性能測試系統(tǒng)中自動轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)角。用該方法與用激光跟蹤測量系統(tǒng)對自動轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)角進(jìn)行測量得到的結(jié)果進(jìn)行比較，證明方法可行。

自動轉(zhuǎn)臺;水平轉(zhuǎn)角；垂直轉(zhuǎn)角；電子經(jīng)緯儀；光學(xué)傾斜儀

0 引言

配光性能是機(jī)動車燈具產(chǎn)品(前照燈、轉(zhuǎn)向燈、后牌照燈等等)和摩托車燈具產(chǎn)品(車牌照燈、位置燈)性能中一項(xiàng)最重要的技術(shù)參數(shù)，直接影響到車輛和人身的安全，因此產(chǎn)品生產(chǎn)廠家以及用戶都非常重視燈具配光性能的檢測。盡管這些燈具配光性能測試方法很多，但目前應(yīng)用最廣的是利用燈具旋轉(zhuǎn)法來檢測燈具配光性能。

1 燈具旋轉(zhuǎn)法的工作原理

燈具旋轉(zhuǎn)法的工作原理：將被測燈具固定在配光性能測試系統(tǒng)的自動轉(zhuǎn)臺上，轉(zhuǎn)動工作臺使燈具在水平和垂直面轉(zhuǎn)動規(guī)定的角度，在規(guī)定距離R處的探測器的法線與燈具的光度中心法線同軸，用探測器測量距離燈具光度中心R處的照度E，再乘以距離R的平方，得到燈具在指定方向上的發(fā)光強(qiáng)度I。要完成燈具配光性能測試，該測試系統(tǒng)必須提供準(zhǔn)確的水平轉(zhuǎn)角和垂直轉(zhuǎn)角。這對系統(tǒng)的自動轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)角提出很高的要求。其工作原理圖見圖1所示。

2 燈具配光性能測試系統(tǒng)自動轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)角計(jì)量性能要求

燈具配光性能測試系統(tǒng)的重要組成之一—自動轉(zhuǎn)臺,該轉(zhuǎn)臺能實(shí)現(xiàn)燈具在水平和垂直方向轉(zhuǎn)動和角度精確定位。一般燈具配光性能測試系統(tǒng)水平轉(zhuǎn)動范圍為±180°，垂直轉(zhuǎn)動范圍為±90°。就目前所校過燈具配光測試系統(tǒng)自動轉(zhuǎn)臺，轉(zhuǎn)角誤差要求一般在±0.10°～±0.25°之間。

1.激光校準(zhǔn)器；2.探測器；3.燈具；4工作臺圖1 燈具旋轉(zhuǎn)法的工作原理圖

3 燈具配光性能測試系統(tǒng)自動轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)角校準(zhǔn)方法

由于燈具配光性能測試系統(tǒng)體積較大，不可能將自動轉(zhuǎn)臺送到計(jì)量檢定部門進(jìn)行檢測，都是現(xiàn)場檢測。最好的測量方法:用激光跟蹤測量系統(tǒng)校準(zhǔn)轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)角。主要優(yōu)點(diǎn)：一是既能實(shí)現(xiàn)水平轉(zhuǎn)角測量又能實(shí)現(xiàn)垂直轉(zhuǎn)角測量；二是操作方便。但該設(shè)備較昂貴，95%以上的計(jì)量檢定部門暫不具備該設(shè)備。

下面介紹一種利用常見的計(jì)量器具也能校準(zhǔn)燈具配光性能測試系統(tǒng)自動轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)角。

方法：利用分辨力為1″或5″電子經(jīng)緯儀校準(zhǔn)燈具配光性能測試系統(tǒng)的水平轉(zhuǎn)角；用分度值為1′光學(xué)傾斜儀校準(zhǔn)配光測試系統(tǒng)的垂直轉(zhuǎn)角。具體步驟如下：

3.1 水平轉(zhuǎn)角校準(zhǔn)方法

1)自動轉(zhuǎn)臺的水平角和垂直角置零，然后把電子經(jīng)緯儀放置在自動轉(zhuǎn)臺的工作臺上，旋轉(zhuǎn)電子經(jīng)緯儀的腳旋鈕，使經(jīng)緯儀的圓水泡居中，然后將工作臺分別旋轉(zhuǎn)+90°、+180°、-90°-180°處，觀察水泡是否居中，若不居中，調(diào)節(jié)配光測試系統(tǒng)的安裝螺絲，確保工作臺水平。

2)旋轉(zhuǎn)電子經(jīng)緯儀的腳旋鈕，使長水準(zhǔn)器水泡居中。松開水平止動手輪，轉(zhuǎn)動360°，觀察長準(zhǔn)器水泡是否始終居中，如不居中，反復(fù)旋轉(zhuǎn)電子經(jīng)緯儀的腳旋鈕，直至在360°范圍內(nèi)，使長準(zhǔn)器水泡始終居中。目的使電子經(jīng)緯儀轉(zhuǎn)動的水平面與自動轉(zhuǎn)臺的工作面平行。

3)打開配光性能測試系統(tǒng)自帶的激光校準(zhǔn)器，該激光校準(zhǔn)器發(fā)出的激光垂直于自動轉(zhuǎn)臺水平轉(zhuǎn)動的軸線。通過移動水平工作臺X軸和Y軸以及調(diào)節(jié)工作臺的升降高度，使激光打在電子經(jīng)緯儀一邊橫軸中心標(biāo)志“+”，松開水平止動手輪，轉(zhuǎn)動180°,觀察激光束是否打到另一邊橫軸中心標(biāo)志“+”，若不重合，通過移動工作臺X軸和Y軸位移量，直至激光打到兩邊的“+”重合，目的是工作臺水平轉(zhuǎn)動的軸與電子經(jīng)緯儀水平轉(zhuǎn)動的軸重合。

4)將帶有一個十字線的一張白紙貼在配光測試系統(tǒng)正前方的墻上，并用一個燈具照亮。轉(zhuǎn)動瞄準(zhǔn)用望遠(yuǎn)鏡，使目標(biāo)十字線在目鏡視場內(nèi)，轉(zhuǎn)動望遠(yuǎn)鏡調(diào)焦手輪，使目標(biāo)十字線清晰,旋緊望遠(yuǎn)鏡,再轉(zhuǎn)動目鏡調(diào)焦手輪,使分劃板上十字絲和目標(biāo)十字線清晰，移動水平微動手輪，使目標(biāo)十字線夾在目鏡雙根豎絲中央。測量的示意圖見圖2。

圖2 測量水平轉(zhuǎn)角的示意圖

(1)

3.2 垂直轉(zhuǎn)角校準(zhǔn)方法

用專用夾具將光學(xué)傾斜儀固定在工作臺上，將自動轉(zhuǎn)臺的水平角和垂直角置零，轉(zhuǎn)動光學(xué)傾斜儀縱向水準(zhǔn)器，使縱向水準(zhǔn)器水泡居中，并在光學(xué)傾斜儀上讀得起始值x0，在垂直方向正向轉(zhuǎn)動工作臺到相應(yīng)的受校點(diǎn)，再次轉(zhuǎn)動光學(xué)傾斜儀縱向水準(zhǔn)器，使縱向水準(zhǔn)器水泡居中并進(jìn)行讀數(shù)xi正，則受校點(diǎn)i正向上的測量值bi正按公式(2)計(jì)算得到：

bi正=xi正-xo

(2)

(3)

4 校準(zhǔn)實(shí)例

校準(zhǔn)一臺全自動配光測試系統(tǒng)(型號：sms 10h，制造廠家：OPtronik),產(chǎn)品的技術(shù)說明書上轉(zhuǎn)角要求±0.10°，用電子經(jīng)緯儀(分辨力為1″)校準(zhǔn)水平轉(zhuǎn)角，測量數(shù)據(jù)見表1，用光學(xué)傾斜儀測量垂直轉(zhuǎn)角的測量數(shù)據(jù)如表2。

德國廠家利用激光跟蹤系統(tǒng)對該設(shè)備進(jìn)行驗(yàn)收的水平轉(zhuǎn)角和垂直轉(zhuǎn)角測量數(shù)據(jù)分別見表3和表4。

表1 用電子經(jīng)緯儀測量水平轉(zhuǎn)角的測量數(shù)據(jù)

表2 用光學(xué)傾斜儀測量垂直轉(zhuǎn)角的測量數(shù)據(jù)

表3 用激光跟蹤測量系統(tǒng)測量水平轉(zhuǎn)角的測量數(shù)據(jù)

表4 用激光跟蹤測量系統(tǒng)測量垂直轉(zhuǎn)角的測量數(shù)據(jù)

我們分別將表1和表3、表2和表4進(jìn)行比較：水平轉(zhuǎn)角：測量結(jié)果最大相差0.023°，垂直轉(zhuǎn)角：測量結(jié)果最大相差0.025°。根據(jù)公式求得歸一化誤差En

水平轉(zhuǎn)角：

垂直轉(zhuǎn)角：

5 結(jié)束語

本文結(jié)合自己的工作經(jīng)驗(yàn)，介紹用常規(guī)的計(jì)量器具——電子經(jīng)緯儀、光學(xué)傾斜儀校準(zhǔn)燈具配光性能測試系統(tǒng)自動轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)角，在沒有激光跟綜儀設(shè)備的情況下找到了一種可替代的校準(zhǔn)方法供從事該項(xiàng)工作的同行們參考。

[1] 國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.JJF 1083—2002光學(xué)傾斜儀校準(zhǔn)規(guī)范,2002

[2] 國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.JJG 414—2011光學(xué)經(jīng)緯儀檢定規(guī)程,2011

[3] 國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.JJF 1033—2008計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)考核規(guī)范,2008

[4] 張衛(wèi)東.電子經(jīng)緯儀水平測角精度的評定探討.計(jì)量技術(shù),2007(9)

10.3969/j.issn.1000-0771.2015.11.15