一种高精度光电角位移传感器用光学系统及角位移传感器技术方案

本发明专利技术一种高精度光电角位移传感器用光学系统及角位移传感器，包括：等效平板玻璃、第一透镜、第二透镜和第三透镜；等效平板玻璃、第一透镜、第二透镜、第三透镜沿轴向依次设置；等效平板玻璃的前方朝向光学编码盘的外壁；第一透镜前表面上设置有孔径光阑，第一透镜用于将经过孔径光阑的光能量汇聚后入射至第二透镜上；第二透镜用于校正第一透镜和第三透镜产生的球差；第三透镜用于校正光学畸变，同时校正第一透镜和第二透镜的剩余球差和彗差等残余像差。本发明专利技术提供一种角位移传感器用光学系统，具有小型化高可靠的特点，可以满足工作于空间恶劣温度环境下的高精度角位移传感器的测量需求。测量需求。测量需求。

【技术实现步骤摘要】
一种高精度光电角位移传感器用光学系统及角位移传感器


[0001]本专利技术涉及一种高精度光电角位移传感器用光学系统及角位移传感器，属于光学工程范畴。

技术介绍

[0002]光电角位移传感器用于为高精度空间指向控制演示验证系统提供高精度的转动角度信息。空间指向控制演示验证系统中使用电机驱动机械装置，带动指向机构运动，运动过程中需实时、高精度的获取电机的转角、转速等信息，该信息是电机系统的控制输入，对整个系统的精度、可靠性有重要影响。光电角位移传感器的主要作用是位整个系统提供高速、高精度和高可靠度的转角信息。
[0003]现有常规光电角位移传感器产品一般使用光学编码盘加多点探测的机制进行角度测量。此类型光电角位移传感器精度一般为角秒级，且基本达到该种方案的技术极限，精度提升难度极大，无法满足高精度空间指向控制演示验证系统的技术需求；其装调周期以周计算，装调周期长，装调难度较大；受限于点探测器相应不一致及可靠性低的制约，该类型光电角位移传感器可靠性较低，一般需通过对探测器的筛选来满足可靠性需求，导致产品的价格极高。
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技术实现思路
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高精度光电角位移传感器用光学系统，其特征在于，包括：等效平板玻璃(2)、第一透镜(3)、第二透镜(4)和第三透镜(5)；等效平板玻璃(2)、第一透镜(3)、第二透镜(4)、第三透镜(5)沿轴向依次设置；等效平板玻璃(2)的前方朝向光学编码盘(1)的外壁；第一透镜(3)前表面上设置有孔径光阑，第一透镜(3)用于将经过孔径光阑的光能量汇聚后入射至第二透镜(4)上；第二透镜(4)用于校正第一透镜(3)和第三透镜(5)产生的球差；第三透镜(5)用于校正光学畸变，同时校正第一透镜(3)和第二透镜(4)的剩余球差和彗差等残余像差。2.根据权利要求1所述的一种高精度光电角位移传感器用光学系统，其特征在于，所述第一透镜(3)为正透镜，第一透镜(3)采用光学材料的牌号为LaK3，等效平板玻璃(2)后表面与第一透镜(3)前表面顶点之间距离的取值范围为0.5～2mm。3.根据权利要求1所述的一种高精度光电角位移传感器用光学系统，其特征在于，所述第二透镜(4)为正透镜，第二透镜(4)采用光学材料的牌号为ZF4。4.根据权利要求1所述的一种高精度光电角位移传感器用光学系统，其特征在于，所述第三透镜(5)为负透镜，第三透镜(5)采用光学材料的牌号为ZF4，第三透镜(5)后表面顶点到光电探测器(6)光敏面的距离取值范围为1.5～10mm。5.根据权利要求1所述的一种高精度光电角位移传感器用光学系统，其特征在于，等效平板玻璃(2)前表面到光学编码盘(1)外壁的距离取值范围为0.5～2mm。6.应用如权利要求1～5任意之一所述的一种高精度光电角位移传感器用光学系统的角位移传感器，其特征在于，包括：光学编码盘(...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁士通，盖芳钦，史永敏，孙秀清，曹振，孙慧丽，余凡，安娜，
申请(专利权)人：北京控制工程研究所，
类型：发明
国别省市：