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Untersuchungen zur kinematischen Messgenauigkeit

Ziele

Während der Hersteller die Koordinatenmessgenauigkeit des Lasertrackers Leica LTD500 mit ± 10 ppm (2σ) für statische Ziele angibt, liegt dieser Wert für schnell bewegliche Ziele bei ± 40 ppm. Neben der Tatsache, dass bei kinematischen Messungen naturgemäß eine deutlich kleinere Anzahl an (geräteinternen) Einzelmessungen zur Bestimmung eines Raumpunktes verwendet werden, sind es vor allem folgende Faktoren, die diese Abnahme der Messgenauigkeit bewirken können:

Bei kinematischen Messungen setzt sich der ermittelte Richtungswert aus der Kombination von Teilkreis-Abgriff und Ablagewerten des reflektierten Laserstrahls auf der Positionsdiode zusammen. Dabei werden die Messwerte (Strecke, Horizontalrichtung, Vertikalrichtung, Ablage auf der Positionsdiode) zwangsläufig asynchron ermittelt.

Ziel der Untersuchungen ist es, mit Hilfe geeigneter Untersuchungsmethoden das Verhalten des Lasertrackers bei kinematischen Messungen zu analysieren und ggf. entsprechende Kalibrierparameter abzuleiten.

 

Stand der Arbeiten

Als ein geeignetes Untersuchungswerkzeug wurde am GIK ein (variabler) Präzisionsdreharm entwickelt und realisiert. Mit Hilfe dieses Präzisionsdreharms kann ein Reflektor auf einer (nahezu perfekten) Kreisbahn bewegt werden. Dabei kann der Kreisradius, die Rotationsgeschwindigkeit sowie der Abstand zum Lastertracker variiert werden. Aus dem Vergleich der gemessenen Spur des Reflektors mit dem Soll-Kreis kann auf die Genauigkeit der Richtungs- und Entfernungsmessung im kinematischen Messmodus geschlossen werden.

Die ersten Auswertungen zeigen eine hohe Reproduzierbarkeit der Abweichungen der Reflektorspur zur Kreisbahn. Die Form der Abweichung deutet auf ein zeitliches Delay (zumindest) zwischen Horizontal- und Vertikalrichtungsmessung hin.

BILD   BILD

Präzisionsdreharm

 

Radiale Abweichung

 

 

Zukünftige Arbeiten

Durch weitere Variation von Rotationsgeschwindigkeit, Kreisradius und Abstand zum Lasertracker sollen detaillierte Aussagen zum Delay und ggf. anderen Effekten abgeleitet werden.

 

Ansprechpartner

Dr.-Ing. Manfred Juretzko