本发明专利技术公开了一种激光光斑中心测量的装置，包括：激光发射端和激光接收端；所述激光发射端发射激光束投射到所述激光接收端；其中，所述激光发射端包括激光发生器和控制电路；所述控制电路与所述激光发生器电性连接；所述激光接收端包括：旋转平台和光敏组件；所述光敏组件位于所述旋转平台的象限内；所述光敏组件与所述旋转平台同步转动。本发明专利技术提供了一种激光光斑测量装置及方法，能实现四象限探测器的大多数功能，但在量程、综合成本及四象限感光元器件的一致性上具明显优势，有助于扩大四象限探测器的应用场景。
【技术实现步骤摘要】
一种激光光斑中心的测量装置及方法
本专利技术涉及测量
，更具体的说是涉及一种激光光斑测量装置及方法。
技术介绍
四象限探测器是一种常见的位置测量器件，它将圆形或方形光敏面窗口通过光刻技术均匀分割成形状相同、参数相等、呈轴对称分布的四个象限进行位置测量。四象限探测器具有体积小、光谱范围宽、位置分辨率高、灵敏度高及动态响应范围宽等优势，可广泛应用于位置测量、激光准直、自动定位、跟踪等精密光电检测系统中。四象限探测器在使用过程中存在的问题主要有：1、量程偏小；因其扩大量程有两种解决方案：要么依托成本高昂的光学放大装置，要么通过更大的光敏面窗口。其量程的拓展与光敏面有效面积的平方成正比。其前提需要保证四个象限的光敏面为均一性能，对工艺要求极高，量程的拓展成本高昂，拓展空间有限。2、性能一致性；四个象限的光敏面由同一工艺一次成型，确保四个象限相关参数极为接近，但仍存在差异；同时四个象限的测量电路也非同一电路。这些要素对四象限探测仪的精度存在一定的影响。3、存在盲区。四象限探测器并非是理想元件，其相邻象限间均存在一条切割缝，其缝宽一般为几十至几百微米，激光光斑照射在此位置时能量存在缺失。这便是四象限的盲区，其对四象限探测器的精度提升存在较大的影响。因此，针对上述问题如何提供一种激光光斑中心测量的装置及方法是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种激光光斑测量装置及方法，能实现四象限探测器的大多数功能，但在量程、综合成本及四象限感光元器件的一致性上具明显优势，有助于扩大四象限探测器的应用场景。为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种激光光斑中心测量的装置，包括：激光发射端和激光接收端；所述激光发射端发射激光束投射到所述激光接收端；其中，所述激光发射端包括激光发生器和控制电路；所述控制电路与所述激光发生器电性连接；所述激光接收端包括：旋转平台和光敏组件；所述光敏组件位于所述旋转平台的象限内；所述光敏组件与所述旋转平台同步转动。通过上述的技术方案，本专利技术的技术效果：将光敏传感器固定在旋转平台上的某一象限上，固定时应确保光敏传感器的感光区域恰好与某一象限边界重合，达到模拟四象限探测器的应用背景。光敏传感器随旋转平台转动并高频采集数据，将旋转角度值、光敏传感器数值共同上传。通过主控平台获取所有基础数据，依托算法计算获得光斑中心位置坐标。优选的，在上述的一种激光光斑中心测量的装置中，所述控制电路包括：恒压源模块、发射端主控电路和无线通信模块；所述恒压源模块分别与所述发射端主控电路、无线通信模块、所述激光发生器电性连接。优选的，在上述的一种激光光斑中心测量的装置中，所述激光发生器包括激光模组和激光发射装置；所述发射端主控电路与所述激光模组电性连接；所述激光模组与所述激光发生端电性连接。优选的，在上述的一种激光光斑中心测量的装置中，所述光敏组件包括：方形透镜、光敏传感器、运放模块、接收端主控电路、恒压源模块和无线通信模块；所述激光束投射到所述方形透镜上；所述光敏传感器依次与所述运放模块、所述接收端主控电路电性连接；所述恒压源模块分别与所述接收端主控电路、运放模块和无线通信模块电性连接；所述无线通信模块用于激光发射端和激光接收端进行数据交互。优选的，在上述的一种激光光斑中心测量的装置中，所述旋转平台采用伺服的旋转平台。一种激光光斑中心测量的方法，包括如下具体步骤：步骤一：旋转平台旋转确定零位及象限角位；采集环境光基础数据；步骤二：激光发生器产生指定光谱范围内的激光束投射到激光接收端；步骤三：旋转平台旋转，并同步记录旋转的角度、激光功率能量；步骤四：按照四象限对应的要求成组提取相应的(旋转角度、激光功率能量)例如：{(θ，Pθ)，((θ+90)，P(θ+90)),((θ+180)，P(θ+180))，((θ+270)，P(θ+270))}，然后依托四象限法则计算(θ)位置时的光斑中心；步骤五：依次调整(θ)，角度增量由旋转设备的精度和需求决定，同理提取并分别计算光斑中心；最后通过连续一周或多周的大量数据，经平差或其它算法获得精准的光斑中心。旋转一周或多周，理论上存在许多组有效数据，可以获得许多组光斑中心，最后实际提供的光斑中心是算法提取后的光斑中心，因此测量精度非常高。优选的，在上述的一种激光光斑中心测量的方法中，所述步骤一中，在完成装置的固定以及旋转平台的零位确定后，开始采集环境光，多次采集加权平均后确定背景噪音作为激光信号采集减数扣减，然后确认旋转平台到零位开始采集第一象限的激光光斑信号，光敏传感器位于第一象限位置，激光光斑与光敏传感器所形成的交叠即为有效光斑信号。优选的，在上述的一种激光光斑中心测量的方法中，所述步骤五中，待完成旋转平台一周或多周激光光斑信号采集后，接收端主控电路会通过算法建立函数式分析多组象限之间的比例关系；基本关系式如下所示：Y＝f(V1,V2,V3,V4)。优选的，在上述的一种激光光斑中心测量的方法中，所述步骤五中，接收端主控电路控制旋转平台周期旋转，并将每旋转一周的比例函数数据与前数次的进行比较，用于判定光斑中心是否存在变化。经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术公开提供了一种激光光斑测量装置及方法，能实现四象限探测器的大多数功能，但在量程、综合成本及四象限感光元器件的一致性上具明显优势，有助于扩大四象限探测器的应用场景。本专利技术的有益效果：(1)通过光敏传感器加旋转方式来模拟四象限探测器，实现四象限探测器的功能。光敏传感器+旋转平台的解决方案相比四象限探测器，其综合成本具有较大的优势。(2)由于在测量过程中，任何一个象限的激光光斑信号采集都是来自同一个光敏传感器及同一套电路，相比于四象限传感器而言，元器件的一致性更好，确保了激光光斑信号的采集质量，提高了测量精度。(3)装置从理论上可规避四象限探测器的盲区、依托旋转形成的不同角度下光斑中心计算值及修正方式，提升光斑中心测量的精度。(4)相比于四象限探测器，其量程拓展的空间大，成本低。(5)整套测量系统尺寸小，成本低，稳定可靠，可接收传感器化用于自动化监测领域。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1附图为本专利技术的结构示意图；图2附图为本专利技术的俯视图；图3附图为本专利技术的原理框图；图4附图为本专利技术的方法流程图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种激光光斑中心测量的装置，其特征在于，包括：激光发射端和激光接收端；所述激光发射端发射激光束投射到所述激光接收端；/n其中，所述激光发射端包括激光发生器和控制电路；所述控制电路与所述激光发生器电性连接；/n所述激光接收端包括：旋转平台和光敏组件；所述光敏组件位于所述旋转平台的象限内；所述光敏组件与所述旋转平台同步转动。/n
【技术特征摘要】
1.一种激光光斑中心测量的装置，其特征在于，包括：激光发射端和激光接收端；所述激光发射端发射激光束投射到所述激光接收端；
其中，所述激光发射端包括激光发生器和控制电路；所述控制电路与所述激光发生器电性连接；
所述激光接收端包括：旋转平台和光敏组件；所述光敏组件位于所述旋转平台的象限内；所述光敏组件与所述旋转平台同步转动。
2.根据权利要求1所述的一种激光光斑中心测量的装置，其特征在于，所述控制电路包括：恒压源模块、发射端主控电路和无线通信模块；所述恒压源模块分别与所述发射端主控电路、无线通信模块、所述激光发生器电性连接。
3.根据权利要求2所述的一种激光光斑中心测量的装置，其特征在于，所述激光发生器包括激光模组和激光发射装置；所述发射端主控电路与所述激光模组电性连接；所述激光模组与所述激光发生端电性连接。
4.根据权利要求2所述的一种激光光斑中心测量的装置，其特征在于，所述光敏组件包括：方形透镜、光敏传感器、运放模块、接收端主控电路、恒压源模块和无线通信模块；所述激光束投射到所述方形透镜上；所述光敏传感器依次与所述运放模块、所述接收端主控电路电性连接；所述恒压源模块分别与所述接收端主控电路、运放模块和无线通信模块电性连接；所述无线通信模块用于激光发射端和激光接收端进行数据交互。
5.一种激光光...
【专利技术属性】
技术研发人员：卢志瀚，唐茂勇，唐谦，刘丽娟，王朋朋，朴贤镇，
申请(专利权)人：成都大亦科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51
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。