一种用于高精度电子经纬仪的纳米级干涉条纹测角系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于高精度电子经纬仪的纳米级干涉条纹测角系统，包括纳米级光栅度盘、用于驱动纳米级光栅度盘旋转的驱动装置、纳米级光栅探测器，纳米级光栅探测器包括发光二极管、固定度盘、光敏二极管，发光二极管与光敏二极管相对应设置，固定度盘设置在发光二极管与光敏二极管之间，纳米级光栅度盘设置在固定度盘与光敏二极管之间；所述固定度盘、纳米级光栅度盘上均设置有密度相同的纳米条纹。本发明专利技术解决了电子经纬仪在复杂条件下架设、对中、整平和瞄准等过程中的精度误差源问题，提高了电子经纬仪的使用效果。高了电子经纬仪的使用效果。高了电子经纬仪的使用效果。

【技术实现步骤摘要】
一种用于高精度电子经纬仪的纳米级干涉条纹测角系统


[0001]本专利技术涉及电子经纬仪领域，尤其涉及一种用于高精度电子经纬仪的纳米级干涉条纹测角系统。

技术介绍

[0002]电子经纬仪是装有电子扫描度盘，在微处理机控制下实现自动化数字测角的经纬仪。电子经纬仪是集光、机、电、计算为一体的自动化高精度的光学仪器，是在光学经纬仪电子化、智能化的基础上，结合了电子细分、控制处理技术和滤波技术，实现了测量读数的智能化。其可广泛应用于高精度工程形变监测以及核电工程、铁路、桥梁、水利、矿山等方面的工程测量，还可应用于地籍测量、地形测量和多种工程测量。
[0003]现有的电子经纬仪在复杂条件下测量时，在架设、对中、整平和标准等过程中都会有误差产生，其难以满足核电设施的测量精度要求。因此，本专利技术提出了一种应用于高精度电子经纬仪的纳米级干涉条纹测角系统来解决上述问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术目的是针对上述问题，提供一种结构简单、提高精度的用于高精度电子经纬仪的纳米级干涉条纹测角系统。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术的技术方案是：
[0006]一种用于高精度电子经纬仪的纳米级干涉条纹测角系统，包括纳米级光栅度盘、用于驱动纳米级光栅度盘旋转的驱动装置、纳米级光栅探测器，纳米级光栅探测器包括发光二极管、固定度盘、光敏二极管，发光二极管与光敏二极管相对应设置，固定度盘设置在发光二极管与光敏二极管之间，纳米级光栅度盘设置在固定度盘与光敏二极管之间；所述固定度盘、纳米级光栅度盘上均设置有密度相同的纳米条纹。
[0007]进一步的，所述纳米级光栅度盘为圆形透明板，圆形透明板上沿圆形透明板的圆周方向等间距设置有若干条明暗相间的等宽度纳米条纹，纳米条纹的长度方向与圆形透明板的径向相一致，圆形透明板中心位置设置有中心通孔并通过中心通孔与驱动装置相连接。
[0008]进一步的，所述纳米级光栅度盘的半径为0.08m，纳米条纹的数量为1296000条。
[0009]与现有技术相比，本专利技术具有的优点和积极效果是：
[0010]本专利技术通过使用纳米技术制成纳米级光栅度盘、纳米级光栅探测器，通过纳米级光栅度盘、纳米级光栅探测器的配合构成纳米级干涉条纹测角系统，显著提高了经纬仪的测量精度；应用本专利技术中纳米级干涉条纹测角系统的高精度电子经纬仪解决了电子经纬仪在复杂条件下架设、对中、整平和瞄准等过程中的精度误差源问题，提高了电子经纬仪的使用效果。
附图说明
[0011]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一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0012]图1为干涉条纹的示意图；
[0013]图2为纳米级光栅度盘的结构示意图；
[0014]图3为纳米级光栅探测器的结构示意图；
[0015]图4为本专利技术的结构示意图；
[0016]图5为本专利技术的角度测量信号示意图。
具体实施方式
[0017]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提下所获得的所有其他实施例，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。
[0018]如图1至图5所示，本实施例公开了一种用于高精度电子经纬仪的纳米级干涉条纹测角系统，包括纳米级光栅度盘4、用于驱动纳米级光栅度盘旋转的驱动装置、纳米级光栅探测器，纳米级光栅探测器包括发光二极管1、固定度盘2、光敏二极管3，发光二极管1与光敏二极管3相对应设置，固定度盘2设置在发光二极管1与光敏二极管3之间，纳米级光栅度盘4设置在固定度盘2与光敏二极管3之间；所述固定度盘2、纳米级光栅度盘4上均设置有密度相同的纳米条纹。
[0019]纳米级干涉条纹是指当纳米级光栅度盘随照准部转动时，光线透过纳米级光栅度盘上的纳米条纹光栅和固定度盘上的纳米条纹光栅显示出径向移动的明暗相间的干涉条纹。如图1所示，设x为纳米级光栅度盘相对于固定度盘的移动量，y是纳米级干涉条纹在径向的移动量，设两纳米条纹光栅间夹角为θ，则有关系y＝x*cotθ，由于θ是小角，可写成由此可见，对于任意选定的x,θ角越小，纳米级干涉条纹的径向移动量就越大。如果两光栅的相对移动从一条格线移到相邻的另一条格线，干涉条纹将在y方向上移动一整周，即光强由暗到明，再由明到暗变化一个周期，于是干涉条纹移动的总周数将与通过的格线数相等。如果数出和记录光感器所接受的光强曲线总周数，就可以测得移动量，经光电转换后就得到角度值。
[0020]如图2所示，所述纳米级光栅度盘4是指在在光学玻璃度盘的径向上均匀地刻制明暗相间等宽度纳米条纹1296000条。纳米级光栅度盘的规格参数如下：
[0021]半径：R＝8cm＝0.08m
[0022]周长：S＝2*π*R＝0.5026548m
[0023]条纹角距：
[0024]每秒间隔：ds＝S/360/3600＝3.88d
‑
7m＝388nm,ds
’
＝3.88d
‑
8m。
[0025]纳米级光栅度盘4中心位置设置有中心通孔401并通过中心通孔401与马达相连接。
[0026]纳米级光栅探测器由发光二极管1、固定度盘2和光敏二极管3构成。如图3、图4所示，发光二极管1的发出的光照射到固定度盘2上并穿透纳米级光栅度盘后照射到光敏二极管上，当遇到暗栅时，则光线被全部反射回来，当遇到明栅时，则光线将透过纳米级光栅度盘，射向光敏二极管3。
[0027]在测量时，纳米级光栅度盘在马达驱动下以一定速度旋转，纳米级光栅探测器中的发光二极管连续发光，而光敏二极管则断断续续地接收到光信号。当接收到光信号时，输出高电平波形，当未接收到光信号时，输出低电平波形，通过纳米级光栅探测器对纳米级光栅度盘的扫描，使光敏二极管的输出信号受到纳米级光栅的调制。进行角度测量时，测量角度n值可通过微处理机内的计数器测定。的测定可将的角度测量转换为以填充脉冲计时的时间测量。设对应周期为T0，对应时间为ΔT，则有如图5所示，在每个刻画相对应的纳米级光栅探测器前沿(或后沿)均有一个ΔT
i
，因此对应于每个刻画均有ΔT
i
可通过以一定的脉冲频率填充整个的方法来测定。纳米级光栅度盘旋转一整周，由微处理机给出它们的平均值对于本纳米级经纬仪，N＝129600。因此，可通过纳米级光栅度盘的旋转，实现运用全刻画测定不足度盘最小格值余数的精测。
[0028]本专利技术通过使用纳米技术制成纳米级光栅度盘、纳米级光栅探测器，通过纳米级光栅度盘、纳米级光栅探测器的配合构成纳米级干涉条纹测角系统，显著提本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于高精度电子经纬仪的纳米级干涉条纹测角系统，其特征在于：所述纳米级干涉条纹测角系统包括纳米级光栅度盘、用于驱动纳米级光栅度盘旋转的驱动装置、纳米级光栅探测器，纳米级光栅探测器包括发光二极管、固定度盘、光敏二极管，发光二极管与光敏二极管相对应设置，固定度盘设置在发光二极管与光敏二极管之间，纳米级光栅度盘设置在固定度盘与光敏二极管之间；所述固定度盘、纳米级光栅度盘上均设置有密度相同的纳米条纹。2.如权利要求1所述的用于高精...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建强，朱前程，代阳，孙云龙，
申请(专利权)人：东华理工大学，
类型：发明
国别省市：