[发明专利]基于多纵模自混合效应的直角棱镜型角度传感测量装置及方法

说明书

本分案申请涉及光学测量技术领域，尤其涉及一种基于多纵模自混合效应的直角棱镜型角度传感测量装置及方法，该系统包括多纵模激光器、传感单元、振动目标、滑动装置、分束器、光电探测器、信号预处理单元和信号处理单元；所述传感单元包括转盘和直角棱镜，所述直角棱镜水平放置于转盘上，且直角棱镜的两个直角边所在的侧面的相交线位于转盘的圆心处。本装置结构简单、体积小、成本低，能够实现非接触实时高精度测量，传感单元为无源光学传感器,本身无需供电，并且测试装置光路为单光路，受环境干扰小且结构简单、调节光路方便。

本申请为申请号201810481300.4、申请日2018年5月18日、发明名称“基于多纵模自混合效应的角度传感测量装置及方法”的分案申请。

技术领域

本发明涉及光学测量技术领域，尤其涉及一种基于多纵模自混合效应的直角棱镜型角度传感测量装置及方法。

背景技术

角度测量技术作为计量技术的重要组成部分，随着科学技术的不断发展，角度测量技术已被广泛应用于光机电一体化、航空航天、军事国防等技术领域。

角度测量技术主要包括机械式角度测量技术、电磁式角度测量技术和光学式角度测量技术。而在光学式角度测量技术中，基于激光自混合理论的干涉测角技术因具有单光路结构、自准直等优点逐渐成为高精度角度测量的重要研究对象。但目前已有的基于激光自混合理论的角度测量装置，只能实现动态角度测量，无法在需要进行固定角度测量和定量测量的测量场合应用。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明提供一种基于多纵模自混合效应的，能够实现固定角度测量和定量测量的角度传感测量装置及方法

为实现以上技术目的，本发明的技术方案是：

一种基于多纵模自混合效应的直角棱镜型角度传感测量装置，包括多纵模激光器、传感单元、振动目标、滑动装置、分束器、光电探测器、信号预处理单元和信号处理单元；

所述传感单元包括转盘和直角棱镜，所述直角棱镜水平放置于转盘上，且直角棱镜的两个直角边所在的侧面的相交线位于转盘的圆心处；

所述振动目标能够发生振动，且振动目标的振动面附着有反射结构，所述振动目标位于直角棱镜出射激光的光路上且振动面与该光路垂直，所述振动目标底部固定于滑动装置上，通过调节滑动装置能够使振动目标沿入射到振动面的激光光束方向发生前后移动，且振动面与入射到振动面的激光光束在移动过程中始终保持垂直；

所述多纵模激光器出射激光光束到直角棱镜上，初始状态时，出射激光光束与直角棱镜斜边所在的侧面垂直；

所述分束器设于多纵模激光器与直角棱镜之间，用于将激光光束分束到光电探测器上；

所述光电探测器用于将接收到的激光信号转化为电信号后发送到信号预处理单元；

所述信号预处理单元用于对接收到的电信号进行预处理，所述预处理至少包括整形、放大、滤波；

所述信号处理单元用于对预处理后的电信号进行分析处理，获得被测的转盘的转动角度。

作为改进，所述多纵模激光器和分束器之间还设有光衰减器。

作为改进，所述滑动装置包括滑轨及设于滑轨上的滑块，振动目标底部固定于滑块上；滑轨与出射激光处于同一直线上；

作为改进，所述反射结构为反射平面镜或者反射膜。

作为改进，所述振动目标为由信号发生器驱动的扬声器或者压电陶瓷。