[实用新型]利用高速相机自准直仪进行角振动测量的系统

说明书

本实用新型涉及一种利用高速相机自准直仪进行角振动测量的系统。其克服了现有测量方法中由于传感器自重导致的测量误差较大的问题。系统包括直角反射棱镜、第一高速相机、第二高速相机、第一自准直仪、第二自准直仪以及计算机；直角反射棱镜安装在被测试件上，沿着直角反射棱镜的一个直角反射面法线方向依次设置第一自准直仪和第一高速相机；沿着直角反射棱镜的另一个直角反射面法线方向依次设置第二自准直仪和第二高速相机；第一高速相机和第二高速相机均与计算机连接。

技术领域

本实用新型属于航天应用精密测量技术领域，具体涉及一种利用高速相机自准直仪进行角振动测量的系统。

背景技术

航天器角振动测量与抑制是实现空间精密运动机构高精度稳定指向及光学遥感载荷高分辨清晰成像的前提，航天器角振动幅值和频率特性与空间精密运动指向机构及光学遥感载荷成像参数耦合时，将可能影响精密机构的指向精度、跟踪稳定度和光学遥感载荷的成像质量。

当前直接测量角振动的方法主要基于陀螺等角速度或角位移传感器，在对高分辨光学相机等精密载荷微小角振动测量时，传感器引入的附加质量对测试结果影响严重，且此类传感器零漂对外界环境敏感，测角时还需对离散角速度数据进行一次数据积分，引入的测量误差难以剥离。

目前国内在轨应用的角振动测量主要基于线加速度传感器间接测量实现，通过在同一平面安装的两对线加速度传感器数据采集线加速度和安装位置的精确测量，间接计算角加速度振动，再通过两次积分获得角位移振动数据。该方法对加速度传感器的安装平面精度要求高，且同样存在传感器自身零漂对外界环境敏感的特型和对时域采集的离散数据进行两次数据积分，会引入更大的测量误差。

实用新型内容

为了克服背景技术中指出的现有测量方法中由于传感器自重导致的测量误差较大的问题，本实用新型提供了一种利用高速相机自准直仪进行角振动测量的系统。

本实用新型的技术解决方案是：

本实用新型提供了一种利用高速相机自准直仪进行角振动测量的系统，包括直角反射棱镜、第一高速相机、第二高速相机、第一自准直仪、第二自准直仪以及计算机；

直角反射棱镜安装在被测试件上，沿着直角反射棱镜的一个直角反射面法线方向依次设置第一自准直仪和第一高速相机；

沿着直角反射棱镜的另一个直角反射面法线方向依次设置第二自准直仪和第二高速相机；

第一高速相机和第二高速相机均与计算机连接。

进一步地，上述直角反射棱镜附加质量小，安装平面要求低，被测试件上安装直角反射棱镜的平面面积为4mm²，平面度为0.1″。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型的系统与采用陀螺等角速度传感器的质量、体积较大相比，该系统对被测试件引入的附加质量小，反射直角棱镜仅十几克，对测量精度影响较小，提高了测量精度。

2、本实用新型采用的第一自准直仪和第二自准直仪可动态进行角位移测试，且该系统可根据测量频率需求灵活选用不同帧频的高速相机，适用范围广。

3、本实用新型的方法直接测试获得位移振动数据的方法，与采用陀螺等测速传感器进行一次数值积分、采用线加速度传感器需要两次数值积分获得角位移的方法相比，没有引入数值积分的误差，且不涉及传感器自身随温度等环境变化的零漂特性，数据准确可靠。

4、本实用新型对测试要求的安装平面面积小，直角反射棱镜安装平面不超过4mm²,只需加工保证该4mm²的平面平行度优于0.1″，对被测产品要求低。

5、本实用新型的测量系统组成简单，地面测试场景搭建容易，适应性及可行性强。

附图说明