Calibration of the multiangular prism (polygon)

Abstract

Precision polygons (miltianguar prism) are by now considered to be the most accurate relatively widely available mean of angle measurement. Polygon/autocollimator measurement system is implemented for various tasks such as accuracy testing and calibration angle measuring instruments, rotary tables etc. Therefore determination of accuracy and calibration of the polygons is an important task analysed and performed at most of the high level metrology laboratory worldwide. There are various methods of calibration of precision polygons described in the literature; here in this paper we present the comparison test of two calibration methods - "simple" calibration and comparation, with the use of instrumentation available. According to the results the highest accuracy (standard deviation of 0.151 '' compared to the results of calibration performed at PTB) was reached implementing comparation of high accuracy rotary table measurements with tested polygon/autocollimator. Other calibration method ("simple" calibration) showed worst accuracy due to the imperfection of measurement environment. The results of the experiment showed that relatively high accuracy of precision polygon calibration can be reached even with available level of instrumentation, automation and environmental conditions control.

Daugiakampės prizmės iki šiol laikomos tiksliausiomis iš plačiai prieinamų kampų matavimo priemonių. Daugiakampės prizmės ir autokolimatoriaus matavimų sistema labai plačiai taikoma kampų matavimo prietaisų, sukamųjų staliukų ir kitų įrenginių tikslumui tikrinti ir jiems kalibruoti. Dėl šių priežasčių daugiakampės prizmės kalibravimas ir tikslumo tyrimas nagrinėjamas daugelyje pasaulinio lygio metrologijos laboratorijų. Literatūroje aprašoma daug daugiakampės prizmės kalibravimo metodų. Šiame darbe, naudojantis turimais matavimo prietaisais, lyginamas dviejų kalibravimo metodų – „paprastojo“ kalibravimo ir komparavimo tikslumas. Remiantis tyrimo rezultatais didžiausias kalibravimo tikslumas (0.151˝ standartinė nuokrypa, lyginti su PTB atlikto kalibravimo rezultatais) buvo pasiektas naudojantis didelio tikslumo sukamojo staliuko bei daugiakampės prizmės ir autokolimatoriaus rodmenų komparavimu. Kitas kalibravimo metodas („paprastasis“ kalibravimas) dėl laboratorijos aplinkos sąlygų netobulumo ir automatizavimo stokos yra ne toks tikslus. Eksperimento rezultatai parodė, jog gana didelis daugiakampių prizmių kalibravimo tikslumas gali būti pasiektas esamomis laboratorijos sąlygomis, naudojantis turima matavimo įranga.