Teststand und Rotationswinkel?

  • Hallo zusammen,
    als kleine Anregung und weil es in einigen anderen Threads immer wieder auftaucht, möchte ich kurz skizzieren wie man mit OpenFringe den "optimalen" Rotationswinkel für den Teststand bestimmen kann.
    Oder, wie gut kann man die Teststandfehler von den Spiegelfehlern trennen?


    Zuerst die Links:
    http://www.astrotreff.de/topic.asp?TOPIC_ID=121042
    http://www.astrotreff.de/topic…PIC_ID=120204&whichpage=9


    Und hier das ganze theoretisch von Michael Peck, ein PDF:
    http://wildlife-pix.com/uploads/rotate.pdf


    Los geht's[;)]


    Wir definieren uns eine Oberfläche.
    Ich nehme für das Beispiel:
    - eine Sphäre
    - alle Zernikes = 1, mit "enable all"
    - dann werden alles spherical Terme auf Null gesetzt (ist egal, aber die können sowieso nicht getrennt werden und machen die Sache nur unübersichtlich)

    Das ergibt:

    Ziemlich üble Fläche[:D]
    Kann vom Teststand kommen, und/oder vom Spiegel selbst. Wer weiss?
    Das ganze als Muster mit "Save Zernike File" abspeichern.


    Dann werden mit "Transforms" ---> "Rotate Zernike" entsprechend rotierte Files erzeugt. Ich wähle "Minus" weil ich das immer so mache, ist aber egal. Man kann immer das letzte File nehmen und weiter rotieren bis man einmal rum ist.


    Jetzt Programm zu.
    Alle 4 Zernike-Files laden.
    Average bilden:

    In diesem Fall, bei 4 x 90° Rotation, zeigt sich, dass bis zum 41. Term diese vier nicht getrennt werden können:
    - Tetrafoil_X/Y
    - Term 27/28



    Interpretation:
    Überall wo jetzt "Null" steht, kann dieser Term sauber zwischen Teststand und Spiegelfehler getrennt werden.
    Dort vor "Eins" steht, ist eine Trennnung unmöglich.
    Würde dort zB 0.333 stehen, wird zu 1/3 getrennt.


    In diesem Beispiel kann man sagen, der Spiegel ist in Ordnung, bis auf die vier Terme. Er kann also perfekt sein, dann war der Teststand dran Schuld. Oder der Spiegel hat selbst diese vier Terme. Oder beide haben eine Aktie dran. Man weiss es nicht!


    Rein praktisch stellt sich die Frage:
    Kann sich ein Spiegel im Teststand in eine Form biegen, die wir nicht rennen können.
    Antwort: Es wird immer schwerer für den Spiegel sich sowas anzutun, je höher die Terme werden[;)]
    Zumindest handelt es sich bei den höheren Termen immer um kleine Anteile (Kann Spuren von Erdnüssen enthalten, steht dann immer auf der Packung von Haselnuss Schokolade[:D])


    Und da bin ich gleich bei den Einschränkungen, denn es soll auch hier nicht der Eindruck enstehen, alle bisher vermessenen Spiegel sind grundsätzlich Schrott. Diese Dreh-Methode ist nur deshalb entstanden, um (zu) dünne Spiegel überhaupt messen zu können, ohne im Turm zu wohnen. Oder um normal dünne Spiegel extrem genau zu messen. Auch zur Kontrolle, ob der Spiegel richtig steht ist eine Drehung sinnvoll. Steht er aber richtig, kann man sich bei einem 16" Borofloat Spiegel sehr entspannt zurücklehnen. Und bekommt bei einem 21" auch noch keine Pickel im Gesicht von den Erdnüssen, ähm Tetrafoils, wenn man "nur" 4x90° misst.
    Mit Foucault spielt das kaum eine Rolle, weil die Sperical Terme sowieso nicht getrennt werden können und (vermutlich) wenig vom Teststand beeinflusst werden.


    Wer findet die Fehler für 5 x 72° und 6 x 60°?
    Ich hab die hier zum Vergleichen[;)]


    Viele Grüße
    Kai

  • Hallo Kai,


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: fraxinus</i>
    Wer findet die Fehler für 5 x 72° und 6 x 60°?
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Das ist mir jetzt zu mühsam so viele Drehungen zu machen, aber allein durch anschauen der Polynome würde ich sagen:
    5*72°: Z25, Z26, Z38, Z39
    6*60°: Z36, Z37


    Gruß
    Michael


    P.S. Oder allgemein ausgedrückt: Wenn n Drehungen zu je (360/n)° gemacht werden und die Ergebnisse gemittelt werden, dann ist diese Methode unempfindlich für all die Zernike-Polynome, in denen sin(m*t) oder cos(m*t) vorkommt, wobei m = n ist, oder wobei m ein ganzzahliges Vielfaches von n ist.

  • Hallo Michael,
    ich möchte das im Moment weder bestätigen noch dementieren[;)]
    Lösungen auf anderen Wegen, wie Deine soeben, sind jedoch <b>immer</b> gern gesehen und sehr wertvoll.
    Lass uns das Quizz noch etwas laufen, selbst entdecken macht einach viel mehr Spaß[:D]


    cs Kai

  • Hallo Kai,
    sehr interessantes Thema und danke das du diese Pionierarbeit leistest, oder wegen deinem Spiegel leisten must [:D]


    Hab mal mit 60° probiert und komme auf die Terme 36 und 37 konnte allerdings die spherical Terme nicht auf Null setzen, wie sezt man die Terme auf Null??
    Deshalb sind bei den spherical auch alle auf 1.
    Ansonsten habe ich es so gemacht wie du es gemacht hast Sphäre erstellt und alle auf 1 gestzt und dann alle 60° gedreht und dann das Average gebildet.


    Grüße, Andreas

  • Hallo Andi,
    nein, nein, Pionierarbeit ist es nicht wirklich. Ich lese nur gern, fast alles wurde schon erdacht, und ich versuche es auch für mich anschaulich zu begreifen.
    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">wie sezt man die Terme auf Null?<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    Im dem Fester mit den Zernikes einfach auf die Zahl klicken.


    ps. ich hab im Moment keine Ahnung was rauskommt, wirklich, ich schwöre[:D]


    cs Kai

  • Hallo Kai,
    danke hab zwar angeklikt aber da wurde immer der Name "leer" das ich da einfach "0" tippen und enter drücken soll war mir nicht bewusst. Nun geht es. Bei 5x72Grad sind es die Terme 25, 25 und 38 also fast wie Michael vorhergesagt hat.
    Für mich ist deine Arbeit trotzdem Pionierarbeit, da ich es meist irgendwann verstehe und mir die anderen Abhandlungen "zu hoch" sind und meist in Englisch, was es nochmals erschwert. Also großes Dankeschön.


    Grüße, Andreas

  • Hallo Andreas,


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: andi1234</i>
    Bei 5x72Grad sind es die Terme 25, 25 und 38 also fast wie Michael vorhergesagt hat.
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Ich nehme an du meinst 25, 26 und 38. Kann das jemand bestätigen, dass Z39 nicht dazugehört? Dann müsste ich nämlich meine Theorie nochmal überdenken.


    Gruß
    Michael

  • Hallo Andreas,


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: andi1234</i>
    Bei Z39 stand eine 0.
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Und vorher, beim Input-File, hat eine 1 bei Z39 gestanden?


    Gruß
    Michael

  • Hallo,


    ich hab da auch gestutzt, denn die ersten 41 Terme in dem OpenFringe Menü sind nicht die ersten 41 in der Nummerirung. Das hört bei 38 auf und dann kommen noch die wichtigen sphericals (5, 6, 7)
    Sorry für die Verwirrung!
    Michael, der 39. müsste richtig sein.
    Also:
    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">5*72°: Z25, Z26, Z38, Z39
    6*60°: Z36, Z37
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Viele Grüße
    Kai

  • Hallo Andi,
    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Wo stehen dann die anderen Terme mit den Nummern 39-41?
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">Wahrscheinlich werden sie im Programm geführt und nicht angezeigt.

  • Hallo,
    muss diese etwas älteren Tread nochmals etwas aufwärmen.
    Mir geht z.B. durch den Kopf wenn man die Drehungen von Kai mit den 5X72° und den 6X60° kombiniert.
    Was bleiben dann für Fehler. (Denn 0° Winkel von den beidden Serien nur einmal einbezogen) Also keine Drehung von immer gleichen Winkeln sondern von 0, 60, 72, 120, 144 .... Grad.
    Ist das Unsinn oder würde es zumindes bei diesen Riesenpizzen von Kai etwas an genauigkeit bringen?
    Ebensogut könnte man ja auch 0°, 45°, 72°, 90°.... nehmen.
    Viele Grüße, Andreas

  • Hallo Andreas,


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: andi1234</i>
    0, 60, 72, 120, 144 .... Grad.
    Ist das Unsinn oder würde es zumindes bei diesen Riesenpizzen von Kai etwas an genauigkeit bringen?
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Ich vermute das bringt nicht viel mehr Genauigkeit. In jedem Fall müsstest du aber die 0° Messung mit doppelter Wertigkeit in den Mittelwert einfliessen lassen.


    Gruß
    Michael

  • Hallo Michael,
    ist dann nicht der Wert 0° zwei mal enthalten und erhält somit doppelte Gewichtung?
    Wie Kai schon schrieb wird es für den Spiegel immer schwieriger sich zu verbiegen je mehr man bei unterschiedlichen Winkeln misst. Also wären wenn man schon mehrere Messungen veranlast gleiche Winkel besser 45°90°135° oder würden z.B. 45°72°90°135°144° ebenso funktionieren also mit unterschiedlichen Winkeln?
    CS, Andreas

  • Hallo Andreas,


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: andi1234</i>
    ist dann nicht der Wert 0° zwei mal enthalten und erhält somit doppelte Gewichtung?
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Genau das meine ich ja. Er muss zweimal enthalten sein. Ob es sich dabei um zwei unabhängige Messungen oder zweimal die gleiche Messung handelt ist egal.
    Man kann sich das so vorstellen:
    Eine flache runde Scheibe wird an einer Schnur aufgehängt. Die Schnur ist genau in der Mitte der Scheibe befestigt. Die Scheibe hängt exakt horizontal. Die einzelnen Messungen werden jetzt repräsentiert durch gleich schwere Gewichte, die am Rand auf die Scheibe gelegt werden. Wenn die Scheibe horizontal hängt, dann sind die Messungen "ausgewogen". Wenn du aber bei 0° nur ein Gewicht auflegst, dann würde die Scheibe nicht horizontal hängen.

    Gruß
    Michael

  • Hallo Andi,
    schöner wie Michael kann ich das nicht erklären:
    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Die einzelnen Messungen werden jetzt repräsentiert durch gleich schwere Gewichte, die am Rand auf die Scheibe gelegt werden.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    Du kannst selbst ein paar Simulationen mit Rotationswinkeln in ungleichen Schritten machen. Zum Beispiel 0°, 90° und 180°. Da gibt es einen Haufen Zernikes, die nur zum Teil rausfallen. Bei "Einmal ringsherum" in gleichen Schritten fallen die Zernikes <i>entweder ganz </i>heraus oder eben <i>gar nicht</i>.
    Ich meine, sowas hatten wir schon mal besprochen oder Du hattest es an Deinem Spiegel sogar selbst festgestellt?


    Jetzt gibt es zwei Sonderfälle, die für Teststand Verbiegungen von besonderer Bedeutung sind:
    - 0° und 90° trennt Asti
    - 0° und 180° trennt Treefoil
    Diese beiden Fehler sind die Hauptfehler! Die 270° Stellung muss jetzt als "Ausgleich" mit dazu!
    (Die 0° und 180° Messung kann für Zwischendurch-Polieraktionen reichen, wenn vorher wenig Asti drin war, dann einfach manuell abziehen)
    Als nächstes kommt dann Tetrafoil, der hiermit nicht getrennt werden kann. Das geht mit 5-fach oder 6-fach Messung.


    Praktisch sollten sich alle Spiegel damit messen lassen, denn wenn die Verbiegung zu groß oder zu komplex ausfällt, ist der Spiegel generell zu flexibel oder er steht nicht richtig im Teststand.
    Das muss man ein, oder zweimal testen und dann merkt man das.
    Anhaltspunkte existieren ja bereits.


    Jetzt müsste ich das in einer schönen Tabelle zusammenfassen, aber es kommt ja immer mal wieder etwas neues dazu, und das ist gut so[;)]


    Viele Grüße
    Kai

  • Hallo,
    danke für eure Erklärungen. Werd jetzt aber meinen Spiegel nicht mittig bohren und die Schnurr durchführen und gewichte an den Rand legen. Da vertraue ich euch einfach mal.[:D]


    Bei gleichen Rotationswinkeln also z.B. 0°90°180°... oder bei 0°60°120°... dann aber die 0° nur einmal oder?


    Für mich als Zusammenfassung hieße das: so für Zwischendurchmessungen 2-4 Rotationen und dann wenns ums Ganze geht 5-6 oder 8. Da fallen dann zwar trotzdem Zernikes raus aber die Gefahr das sich der Spiegel so "komisch" verbiegt ist sehr gering. Oder hab ich da was falsch verstanden?



    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Jetzt müsste ich das in einer schönen Tabelle zusammenfassen, aber es kommt ja immer mal wieder etwas neues dazu, und das ist gut so<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    ...was neues dazu...Ich denke bei 83cm ist Schluss? weil es keine größeren dünnen Platten gibt. Oder ist es 400mm f1,5? [:)]


    CS, Andreas

  • Hallo Andreas,


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: andi1234</i>
    Bei gleichen Rotationswinkeln also z.B. 0°90°180°... oder bei 0°60°120°... dann aber die 0° nur einmal oder?
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Ja, dann nur einmal.


    Gruß
    Michael

  • Hallo Michael,


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">
    Zitat:Original erstellt von: andi1234
    Bei gleichen Rotationswinkeln also z.B. 0°90°180°... oder bei 0°60°120°... dann aber die 0° nur einmal oder?




    Ja, dann nur einmal.
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    danke, alles klar, hatte schon bedenken etwas falsch gemacht zu haben.


    Gruß, Andreas

  • Hallo Andi,
    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Für mich als Zusammenfassung hieße das: so für Zwischendurchmessungen 2-4 Rotationen und dann wenns ums Ganze geht 5-6 oder 8.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">Ja.
    Man merkt das sehr schnell, wie flexibel der Spiegel ist.
    Man kann einen 25mm dicken 20" durchaus mit 0° und 90° (oder 0° und 180°) zuende bringen, <i>wenn</i> man den exakt aufstellt. Dazu muss man das einmal mit 4 Rotationen austesten, wie große die Abweichung ist.
    Kommt natürlich es immer auf die erreichte oder gewünschte Genauigkeit an.
    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">...was neues dazu...Ich denke bei 83cm ist Schluss? weil es keine größeren dünnen Platten gibt.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">Die Platten sind 850mm breit, ich konnte 849mm herausholen. Also da geht noch was[:D]
    Aber, nein, im Moment habe ich genug von dem Ding, reicht erstmal...

    Viele Grüße
    Kai

  • Hallo Kai,
    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Die Platten sind 850mm breit, ich konnte 849mm herausholen. Also da geht noch was<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Du bist ganz schön großzügig 1mm für den Rand einzuplanen. Das sind immerhin 0,5mm ringsrum. [:D]


    Eins geht mir noch durch den Kopf. Wenn ich z.B. nur 0° und 180° nehmen würde, oder alle 60° oder 72° messe würde dann der Fehler des Bath-Interferometer auch "bereinigt" werden. Irgendwie habe ich im Kopf was mit den 90° aber wahrscheinlich sobald man den Spiegel dreht rechnet er sich raus oder?
    Diese Probleme hat man mit dem Michelson nicht.
    CS, Andreas

  • Hallo Andi,
    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Du bist ganz schön großzügig 1mm für den Rand einzuplanen.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">Nein, das Glas ist 849mm. Optisch sind es 842.5mm. Also schon eine großzügige Fase[;)]
    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Wenn ich z.B. nur 0° und 180° nehmen würde, oder alle 60° oder 72° messe würde dann der Fehler des Bath-Interferometer auch "bereinigt" werden.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">Systematische Messfehler wie der (geringe) Bath-Asti fallen genau so heraus wie die Teststand Fehler.
    Bei 0° und 180° ist blind für Asti.
    Aber mit 60° oder 72° einmal <i>komplett</i> ringsherum ist der Asti und noch viele andere Fehler, also praktisch alle Interferometerfehler, draussen.


    Wie gesagt, bis auf die "sphericals", besonders eben die Gesamtkorrektur der Parabel, also die CC.
    Deshalb ist es wichtig, dort mit einem komplett anderen Test-Verfahren gegenzutesten. Foucault ist erste Wahl.
    Bleibt noch die Frage, ob der Teststand die CC ändert:
    mit weichen Knien - eher nicht.[;)]


    Viele Grüße
    Kai

  • Hallo,
    mir lässt das noch keine richtige Ruhe.
    Wenn du schreibst:
    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">In diesem Fall, bei 4 x 90° Rotation, zeigt sich, dass bis zum 41. Term diese vier nicht getrennt werden können:
    - Tetrafoil_X/Y
    - Term 27/28
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    und
    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Rein praktisch stellt sich die Frage:
    Kann sich ein Spiegel im Teststand in eine Form biegen, die wir nicht rennen können.
    Antwort: Es wird immer schwerer für den Spiegel sich sowas anzutun, je höher die Terme werden<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Hieße das dann, dass man alle Terme die nicht getrennt werden können abschalten sollte? Also bei 4x90° Tetrafoil X/Y und 27/28? Damit man nicht den Teststandfehler "bearbeitet"?
    Wenn ich diese Terme bei meinem Spiegel noch abschalte wird er noch etwas besser[:D]


    Gruß, Andreas

  • Hi Andi,
    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Hieße das dann, dass man alle Terme die nicht getrennt werden können abschalten sollte? <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">Nö[;)]
    "Nicht getrennt" heisst, dass es unmöglich ist zu entscheiden, ob der Fehler dem Spiegel oder dem Teststand zuzuordnen ist.
    Dabei können auch Anteile dieses Fehlertyps hier oder dort auftreten.


    Normalerweise sind diese Zernikes nicht wesentlich für das Endergebnis. Zweite oder dritte Nachkommastelle des Strehls.
    Testweise abschalten und schauen was passiert.


    Geht es speziell um Deinen 24"?
    Welche Drehwinkel hattest Du verwendet?


    cs Kai

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