The invention relates to a dynamic measuring device and method of torsion angle based on a piezoelectric pendulum platform. The device includes two parts of a reference emitting light tube and a measuring light tube; a fiber coupled laser A (1) is a point source and a polarizer (13) is formed through a polarizer (13) on the torsion sensitive component (13), and becomes parallel light after a collimated objective lens (3). The measurement light tube is irradiated with the measuring light tube; the measuring light tube receives the line polarization parallel light through the receiving lens (4) and generates angular motion of the polarizer of the torsion sensitive component B (6) by the piezoelectric deflect table (5). When the polarization section of the torsion sensitive component B (6) is in the same direction as the line polarization parallel light polarization, the detected PSD detector (11) has the maximum current output and the torsional sensitivity. The deflection angle of the polarizer of sense component B (6) is the twist angle. The invention is a device and a method for combining the simplified optical mechanical structure and the high sensitivity electronic system to complete the torsion angle fast and high-precision measurement.
【技术实现步骤摘要】
基于压电偏摆台的扭转角动态测量装置及方法
本专利技术涉及一种基于压电偏摆台的扭转角动态测量装置及方法，应用于大型结构变形角度测量，属于光电测量领域。
技术介绍
在大型长基线结构精密加工、装调、动态监测领域，变形测量装置用于完成两个测量点之间的方位、俯仰、扭转三个方向相对变形角度测量。在三种变形角度中，方位、俯仰角度可以通过准直测量的方式得到，而扭转角度获取则较为困难。目前普遍应用的扭转角的高精度测量主要包括建立相对基准进行测量和基于图像处理的测量。其中，相对基准测量主要是在测量之间建立与距离相当的刚性基准，设备体积庞大，成本高昂；而基于图像处理的测量手段依赖于相机及图像处理算法，如莫尔条纹测量、特征图形匹配等，其精度和动态性能受制于硬件平台处理性能和算法复杂度。因此，需要一种结构相对简单、便于安装调试、高灵敏度的测量方案，以保证高精度的扭转变形角度动态测量。
技术实现思路
本专利技术旨在克服现有技术的缺陷，提供一种使用精简的光机结构和高灵敏度电子学系统结合，完成扭转角度的快速，高精度测量的扭转变形量测量装置及方法。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：提供一种基于压电偏摆台的扭转角动态测量装置，包括基准发射光管和测量光管两个部件；所述基准发射光管包括壳体、光纤耦合激光器A(1)、扭转敏感组件A(2)、准直物镜(3)，以光纤耦合激光器A(1)作为点光源，经过扭转敏感组件A(2)上的偏振片(13)，形成一束线偏振光，经准直物镜(3)后成为线偏振平行光，照射到测量光管；所述测量光管包括壳体、接收物镜(4)，压电偏摆台(5)、扭转敏感组件B(6)、检偏PSD探测...
【技术保护点】
1.一种基于压电偏摆台的扭转角动态测量装置，其特征在于，包括基准发射光管和测量光管；所述基准发射光管包括壳体、光纤耦合激光器A(1)、扭转敏感组件A(2)、准直物镜(3)，光纤耦合激光器A(1)作为点光源，经过扭转敏感组件A(2)上的偏振片(13)，形成一束线偏振光，经准直物镜(3)后成为线偏振平行光，照射到测量光管；所述测量光管包括壳体、接收物镜(4)，压电偏摆台(5)、扭转敏感组件B(6)、检偏PSD探测器(11)，所述测量光管经所述接收物镜(4)接收线偏振平行光，通过所述压电偏摆台(5)使所述扭转敏感组件B(6)的偏振片(131)产生角运动，使得所述扭转敏感组件B(6)的偏振片(131)与线偏振平行光偏振方向一致时，所述检偏PSD探测器(11)电流输出最大，此时，所述扭转敏感组件B(6)的偏振片(131)的偏摆角即为扭转角。
【技术特征摘要】
1.一种基于压电偏摆台的扭转角动态测量装置，其特征在于，包括基准发射光管和测量光管；所述基准发射光管包括壳体、光纤耦合激光器A(1)、扭转敏感组件A(2)、准直物镜(3)，光纤耦合激光器A(1)作为点光源，经过扭转敏感组件A(2)上的偏振片(13)，形成一束线偏振光，经准直物镜(3)后成为线偏振平行光，照射到测量光管；所述测量光管包括壳体、接收物镜(4)，压电偏摆台(5)、扭转敏感组件B(6)、检偏PSD探测器(11)，所述测量光管经所述接收物镜(4)接收线偏振平行光，通过所述压电偏摆台(5)使所述扭转敏感组件B(6)的偏振片(131)产生角运动，使得所述扭转敏感组件B(6)的偏振片(131)与线偏振平行光偏振方向一致时，所述检偏PSD探测器(11)电流输出最大，此时，所述扭转敏感组件B(6)的偏振片(131)的偏摆角即为扭转角。2.如权利要求1所述的基于压电偏摆台的扭转角动态测量装置，其特征在于，还包括自准直测量组件，所述自准直测量组件包括：分光棱镜(7)、测角准直镜(8)、测角PSD探测器(9)、光纤耦合激光器B(10)组成了单独的自准直测量组件，所述自准直测量组件用于测量扭转敏感组件B(6)中的自准直反射镜(151)的偏转角度，所述光纤耦合激光器B(10)发出的点光源经分光棱镜(7)折转再经过测角准直镜(8)后成为一束平行光，照射到自准直反射镜(151)上，再经测角准直镜(8)回到测角PSD探测器(9)上。3.如权利要求1所述的基于压电偏摆台的扭转角动态测量装置，其特征在于，所述扭转敏感组件A(2)包括偏振片(13)、调平反射镜(14)和镜座(16)；所述偏振片(13)用于将非偏振的激光器出光变为线偏振光，偏振片(13)位于所述光纤耦合激光器A(1)与所述准直物镜(3)之间；所述测量光管的扭转敏感组件B(6)包括偏振片(131)、偏振片(131)位于所述接收物镜(4)和所述检偏PSD探测器(11)之间。4.如权利要求1所述的基于压电偏摆台的扭转角动态测量装置，其特征在于，所述测量光管的测角PSD探测器(9)和检偏PSD探测器(11)为二维PSD探测器，当所述测角PSD探测器(9)安装于所述接收物镜焦平面时，除可对光强度进行敏感，还可同时测量方位、俯仰角变形角度；所述测量光管的压电偏摆台(5)是压电驱动方式的单个方向或多个方向角度偏转平台。5.一种基于压...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘玉生，王志乾，刘畅，蔡盛，苏宛新，刘绍锦，李建荣，于帅北，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：吉林,22
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。