System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种双探测器差分示值补偿自准直系统及其实现方法技术方案_技高网

一种双探测器差分示值补偿自准直系统及其实现方法技术方案

技术编号:40806364 阅读:18 留言:0更新日期:2024-03-28 19:30
本发明专利技术公开了一种双探测器差分示值补偿自准直系统及其实现方法,包括:半导体激光器、会聚透镜、分光棱镜、中性密度滤波片、工业相机、位置敏感探测器、分光棱镜、准直透镜和标准反射镜。激光器发出的光束,经会聚透镜和分光棱镜后产生的平行于光路的光束经滤光片入射到工业相机内并采集;垂直于光路的光束经分光棱镜和准直透镜形成准直光束入射到标准反射镜并反射回到位置敏感探测器中并采集。由于工业相机和位置敏感探测器的位置相近,所以半导体激光器本身原因、机械固定的可靠性以及环境温度变化等因素引起的示值漂移对两探测器是相同的。因此对两探测器接收到的信号经过差分算法后,可以起到较好抑制示值漂移的作用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于几何量计量测试仪器,具体涉及一种双探测器差分示值补偿自准直系统及其实现方法


技术介绍

1、自准直系统是一种应用广泛的小角度测量系统,常用于测量反射面微小的角位移。由于其具有非接触、精度高、使用方便等特点,目前被广泛应用于光学精密机械行业,是光学调校中必备的计量仪器。自准直系统利用自身发射的准直光检验待测光学元件平面反射回的光束偏转,然后成像于检测仪的靶面上,继而实现待检光学元件的角度检验及基准定位。

2、随着激光技术的快速发展,拥有单色性好、亮度高、相干性强等特点的激光被广泛应用于光学测量领域,而半导体激光器凭借其体积小,发热量小的优点成为自准直系统的理想光源。因为激光自准直小角度测量属于相对测量范畴,所以提高测量精度的方法应包括降低自身不确定度。但是由半导体激光器出射的激光往往会发生漂移,因此也就对自准直系统的测量精度产生了限制。

3、自准直系统的示值漂移是由环境条件影响和系统内部原因引起的。系统光源的热量、电子元件工作中产生的热量、机械固定的稳定性、环境温度的变化都会引起示值漂移,并且漂移过程比较缓慢。尽管可以从系统结构和环境条件中采取多种措施进行改善,但仍很难满足精密测量的要求,从而导致常见的测量误差大、测量数据不回零等现象。


技术实现思路

1、针对上述技术的不足,本专利技术的目的在于提供一种双探测器差分示值补偿自准直系统及其实现方法,可以对自准直系统进行示值补偿,以减小所述系统的示值漂移量。

2、为达到上述目的,本专利技术采用的技术方案如下:

3、一种双探测器差分示值补偿自准直系统,其特征在于,所述装置包括:半导体激光器、会聚透镜、分光棱镜、中性密度滤波片、工业相机、位置敏感探测器、分光棱镜、准直透镜和标准反射镜;所述半导体激光器发出的光束,先后经过沿着该半导体激光器输出光路依次设置的会聚透镜和分光棱镜作用,产生的平行于所述输出光路的激光光束经中性密度滤波片作用后入射到工业相机内,由所述工业相机进行采集;而垂直于所述输出光路的激光光束经分光棱镜和准直透镜作用后形成准直激光光束入射到标准反射镜,经标准反射镜反射回的激光光束经准直透镜和分光棱镜作用后入射到位置敏感探测器中,由所述位置敏感探测器进行采集。通过对工业相机和位置敏感探测器采集到的信号进行差分输出,补偿系统的示值漂移,进而测出标准反射镜的实际角位移。

4、所述的一种双探测器差分示值补偿自准直系统中,沿着所述会聚透镜出射激光光束的光路处设有分光棱镜、中性密度滤波片和工业相机。

5、所述的一种双探测器差分示值补偿自准直系统,同时采用了所述工业相机以及位置敏感探测器作为所述差分信号的探测器件。

6、一种双探测器差分示值补偿自准直系统及其实现方法,该方法具体包括以下步骤:

7、(1)半导体激光器发射一束激光光束,先经过沿着半导体激光器输出光路设置的会聚透镜会聚后,再经过分光棱镜分光产生平行于所述光路的激光光束以及垂直于所述光路的两束激光光束;

8、(2)平行于所述光路的激光光束经中性密度滤波片衰减后聚焦于工业相机的靶面上,垂直于所述光路的激光光束经该光路上的分光棱镜作用,射入准直透镜中;

9、(3)准直透镜对射入的激光光束进行准直,并射入到标准反射镜中;

10、(4)标准反射镜将激光光束反射回准直透镜并经该光路上的分光棱镜作用,聚焦于位置敏感探测器的靶面上;

11、(5)工业相机及位置敏感探测器对采集到的信号进行差分输出,测出标准反射镜的角位移,并补偿系统的示值漂移。

12、本专利技术提供技术方案的有益效果是:由于工业相机和位置敏感探测器的位置相近,所以半导体激光器本身原因、机械固定的可靠性以及环境温度变化等因素引起的示值漂移对两探测器是相同的。因此对两探测器接收到的信号经过差分算法后,可以起到较好抑制示值漂移的作用。

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【技术保护点】

1.一种双探测器差分示值补偿自准直系统及其实现方法,其系统特征在于,所述装置包括:半导体激光器(1)、会聚透镜(2)、分光棱镜(3)、中性密度滤波片(4)、工业相机(5)、位置敏感探测器(6)、分光棱镜(7)、准直透镜(8)和标准反射镜(9);

2.根据权利要求1所述的一种双探测器差分示值补偿自准直系统及其实现方法,其特征在于,沿着所述会聚透镜(2)出射激光光束的光路处设有分光棱镜(3)、中性密度滤波片(4)和工业相机(5)。

3.根据权利要求1或2所述的一种双探测器差分示值补偿自准直系统及其实现方法,其特征在于,同时采用了所述工业相机(5)和位置敏感探测器(6)作为所述差分信号的探测器件。

4.一种双探测器差分示值补偿自准直系统及其实现方法,其特征在于,包括以下步骤:

【技术特征摘要】

1.一种双探测器差分示值补偿自准直系统及其实现方法,其系统特征在于,所述装置包括:半导体激光器(1)、会聚透镜(2)、分光棱镜(3)、中性密度滤波片(4)、工业相机(5)、位置敏感探测器(6)、分光棱镜(7)、准直透镜(8)和标准反射镜(9);

2.根据权利要求1所述的一种双探测器差分示值补偿自准直系统及其实现方法,其特征在于,沿着所述会聚透镜...

【专利技术属性】
技术研发人员:程灏波程伟哲冯云鹏
申请(专利权)人:北京理工大学
类型:发明
国别省市:

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