一种高精度二维小角度测量方法技术

本发明专利技术公开了一种高精度二维小角度测量方法，属于光学非接触二维小角度测量技术。采用二维小角度测量装置实现角度测量方法，其特征在于采用分光光路设计将被测物体反射的带有被测二维角度信息的光分成相互正交的两束，分别带有绕Ｚ、Ｘ轴的转角信息进入ＸＹ、ＹＺ测量平面，角度测量采用光学差动式测量方法；被测物体姿态发生变化即光线的入射角发生变化，检测后转换成与角度变化值成比例的电信号，经单片机进行信号分析处理及显示，得到由于物体姿态／转角变化而引起的二维角度变化量示值。本发明专利技术的优点在于采用一个照明光源和分光光路实现二维小角度同时测量，系统精度高、分辨力和测量范围可调、体积小、结构简单，分辨力可达０．０５ａｒｃｓｅｃ，测量范围为±６００ａｒｃｓｅｃ。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，属于光学非接触二维小角度测量技术。
技术介绍
目前，常用的光学测角方法包括光学分度头法、多面棱体法、光电编码法、自准直法、莫尔条纹法、平行干涉图法、圆光栅法、激光干涉法以及环形激光法等。而对于小角度测量(α≤1°，特别是±10～20arcmin以内)，主要测量方法包括激光小角度测量仪法、标准光学角规法、圆光栅测角法、激光干涉测量法、光电自准直仪法。虽然这些方法能提供较高的测量精度，但基于此设计的测量系统结构比较复杂、体积较大，安装空间受限，大部分只能进行一维角度的测量。要想实现二维角度测量，通常都是两个一维装置组合起来，结果是测量系统的体积更加庞大，因而在工业实际应用中具有较大的局限性，特别是很难与加工机械结合用于在线测量。因此，要寻找体积小、测量分辨力高且具有一定测量范围的二维小角度测量方法以适应在线测量的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出，克服现有小角度测量方法的不足，系统具有体积小、结构简单、调整方便、稳定性高等特点。本专利技术的目的是通过如下技术方案实现的，该方法采用经准直的激光光源2，偏光分光镜14，1/4波片15，物体表面或反射镜1，三个分光镜本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高精度二维小角度测量方法，该方法采用经准直的激光光源（２），偏光分光镜（１４），１／４波片（１５），物体表面或反射镜（１），３个分光镜（３）、（４）、（１３），４个临界角棱镜（５）、（７）、（１０）、（１１）和４个光电二极管（６）、（８）、（９）、（１２）；其中（４）、（５）、（６）、（７）、（８）构成ＸＹ平面的一维角度测量，（９）、（１０）、（１１）、（１２）、（１３）构成ＹＺ平面的一维角度测量，分光镜（３）将物体表面反射光分为两束光，分别进入ＸＹ、ＹＺ角度测量平面，从而实现二维小角度测量装置；实现角度测量方法的特征在于，采用分光光路设计，将被测物体反射回来的带有被测二维角度信息的光分成...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘庆纲，李德春，李志刚，胡小鹏，匡登峰，田会斌，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]