基于涡旋光干涉的角度传感装置及测量方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了基于涡旋光干涉的角度传感装置及测量方法，涉及角度位移传感测量技术领域，包括光源、相位板、分束片、高反镜一、高反镜二、合束片和CCD相机。光源产生高斯光束，相位板将高斯光束转为涡漩光束，分束片、高反镜一、高反镜二和合束片构成马赫曾德干涉光路，并形成与涡旋光位相特征密切相关的特征干涉图样，CCD相机接收并采集干涉光路形成的干涉图样。分束片将入射的涡漩光分成探测光和参考光，在传感过程中，参考光路保持不同，探测光路中的高反片二与被测物体相连，并随被测物体的微小转动对探测光的光路产生角度的偏移，而偏移量的大小与干涉图样的特征结构密切相关。本发明专利技术利用新型的涡旋光干涉光束，在干涉图样上添加了特征明显的Y型标识物，利用深度学习技术自动辨识条纹的平移量，并且自动转化为角度的高精度传感，可以达到很高的传感精度。可以达到很高的传感精度。可以达到很高的传感精度。

【技术实现步骤摘要】
基于涡旋光干涉的角度传感装置及测量方法


[0001]本专利技术涉及基于涡旋光干涉的角度传感装置及测量方法，属于角度位移传感测量


技术介绍

[0002]角度位移传感器是将机械转动或角位移量转化为电信号输出的一种传感器，广泛用于加工制造、工程机械、工程监测、航空航天等需要精密测量角度控制的领域中。根据其工作原理的不同，常见的角位移传感器将角位移量转变成电阻、电容或者感应电动势的变化量等，与之相对应的传感器被称为变阻器式角位移传感器、面积变化型电容角位移传感器和磁阻式角位移传感器。
[0003]与上述电信号测量相比，光信号具有更高的灵敏度，其测量精度通常可以达到光波长量级。而常用的干涉光路诸如迈克尔逊干涉仪、马赫曾德干涉仪都是将一束激光分成两束，利用不同光路的光程不同产生干涉，其干涉图样均为明暗相间的干涉条纹。当被测物理量改变时，会使得两支干涉光路中的一支发生光程差的变化，从而导致干涉图样发生平移。干涉条纹的平移数与被测物理量的变化值成正比，当干涉条纹平移一个条纹时，光程差的变化为一个波长。
[0004]因此，基于光学干涉光本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于涡旋光干涉的角度传感装置，其特征在于，包括光源(1)、相位板(2)、分束片(3)、高反镜一(4)、高反镜二(6)、合束片(5)和CCD相机(7)；所述光源(1)是激光器光源，用于产生测量用的激光光束；所述相位板(2)用于将激光光束转变为具有螺旋位相结构的涡旋光束；所述分束片(3)用于将入射的涡漩光束分成探测光和参考光；所述高反镜一(4)用于接收探测光，并通过反射调整探测光的光路；所述高反镜二(6)连接被测物体，用于接收并反射通过高反镜一(4)反射调整后的探测光；所述高反镜二(6)随被测物体转动而转动，通过高反镜二(6)反射的探测光的光路随高反镜二(6)转动产生角度的偏移；所述合束片(5)用于接收参考光及通过高反镜二(6)反射的探测光，将参考光及通过高反镜二(6)反射的探测光进行合成，形成干涉图样；所述CCD相机(7)用于接收并采集合束片(5)形成的干涉图样。2.根据权利要求1所述的基于涡旋光干涉的角度传感装置，其特征在于，所述相位板(2)的拓扑荷为1。3.根据权利要求1所述的基于涡旋光干涉的角度传感装置，其特征在于，所述合束片(5)是固定的。4.根据权利要求1所述的基于涡旋光干涉的角度传感装置，其特征在于，所述通过高反镜二(6)反射的探测光的光路产生的偏移角度为被测物体转动角度的两倍。5.根据权利要求1所述的基于涡旋光干涉的角度传感装置，其特征在于，所述干涉图样为明暗相间的水平条纹，所述干涉图样包括正负Y型的特征结构。6.一种如权利要求1至5所述的基于涡旋光干涉的角度传感装置的测量方法，其特征在于，包括如下步骤：光源(1)产生测量用的激...

【专利技术属性】
技术研发人员：殷澄，殷钰涵，靳荣果，束叶子，束石，靳琪琳，束昊昱，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：