[发明专利]一种棱镜折射率的测量方法及测量系统

权利要求书

1.一种棱镜折射率的测量方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、测量机构初始化；测量机构包括外壳、用于采集测量机构旋转信号的陀螺仪传感器、时钟模块和中央处理模块；所述的外壳设置有用于贴合棱镜的测量壁；

S2、利用测量机构获取待测量棱镜的棱镜折射角的大小A；

将测量壁贴合棱镜折射角的第一折射边，使测量机构角度初始化，固定棱镜不动，再将测量壁贴合棱镜的第二折射边，中央处理模块根据测量壁移动过程中陀螺仪传感器采集的角速度信号、时钟模块的旋转时间信号，解算出棱镜折射角的大小A；

S3、用测量机构获取光线通过棱镜折射角的第一折射边和第二折射边后的最小偏向角的大小δ_min；

S3.1：将外壳与准直件固定连接；所述的准直件设置有准直狭缝；

S3.2：使入射光线入射到棱镜折射角的第一折射边，入射光线经棱镜两次折射，出射光线从待测量棱镜折射角的第二折射边射出；

S3.3：保持入射光线方向不变，旋转棱镜，以改变入射光线的入射角，直至找到最小偏向角的出射光线时，固定棱镜不动，让此时的出射光线平行穿过准直狭缝，并使测量机构角度初始化；

S3.3：移去棱镜，在水平面内移动测量机构，使入射光线平行穿过准直狭缝；

S3.4：中央处理模块根据手机移动过程中，根据陀螺仪传感器采集的角速度信号、时钟模块的旋转时间信号，解算出最小偏向角的大小δ_min；

S4、中央处理模块根据公式(1)解算出棱镜折射率n；

2.根据权利要求1所述的棱镜折射率的测量方法，其特征在于：所述的测量机构采用手机，所述的中央处理模块包括数据获取模块和数据处理模块；所述的数据获取模块用于调用手机内部的时钟模块和陀螺仪传感器的信号；所述的数据处理模块用于根据时钟模块和陀螺仪传感器的信号，解算测量机构移动过程中的输出旋转角度。

3.根据权利要求2所述的棱镜折射率的测量方法，其特征在于：所述的数据处理模块解算测量机构的输出旋转角度包括以下步骤：

A1:测量机构移动过程中的旋转均绕陀螺仪的z轴方向；利用时钟模块，数据获取模块按照一定采样频率采集陀螺仪绕z轴旋转的角速度信号；设定在陀螺仪旋转过程中采样次数为n，采样周期为dt，第i个采样周期陀螺仪的角速度为Gyro(i)，第i个采样周期陀螺仪沿z轴旋转的角度增量为Δangle(i)；1≤i≤n；

A2:利用阈值滤波算法解算出测量机构移动过程的输出旋转角度angle：

A2.1:利用公式(2)解算出第i个采样周期陀螺仪沿z轴旋转的角度增量Δangle(i)；

K为阈值开度；

A2.2:利用公式(3)解算出测量机构移动过程中陀螺仪沿z轴的滤波旋转角度z_angle；

A2.3:采用平均补偿法对滤波旋转角度z-angle进行补偿，得到输出旋转角度angle:

将完成角度测量的测量机构，绕着陀螺仪Z轴方向旋转Z1度，中央处理模块利用步骤A2.1和步骤A2.2中的阈值滤波算法解算出陀螺仪沿Z轴实际的旋转角度Z2,并利用公式(4)和公式(5)对滤波旋转角度z-angle进行矫正，得到输出旋转角度angle；

ΔZ1＝|Z1-Z2| (4)

angle＝z_angle*(1+ΔZ1/Z1) (5)。