[发明专利]基于光电自准直仪的楔形平板夹角测量装置及方法

说明书

本发明公开了一种基于光电自准直仪进行大口径楔形平板夹角测量方法，该装置沿光线入射的方向，依次包括光电自准直仪、楔形平板第一工作面、楔形平板第二工作面，所述光电自准直仪安装于二维平移装置上。本发明基于光学自准直的基本光学原理，通过利用光电自准直仪对楔形平板进行多点位扫描测量，从而得到多测量点位的夹角数据，对夹角数据求出均值，最终得出楔板的夹角。本发明可以用于测量较大口径的楔板元件，并且多点位测量可以抑制由大口径楔板面形带来的面形误差，同时降低了对装置调整的精确度要求，通过本方法测量楔板夹角精度高，误差小，成本低，操作简单，具有很高的通用性与实用性。

技术领域

本发明涉及到光学工程技术领域，具体地说，是一种基于光电自准直仪进行大口径楔形平板夹角测量方法。

背景技术

角度测量是计量科学中的重要内容,在精密加工、航空航天、军事和通讯等许多领域都需要进行精确的角度测量，角度测量具有极其重要的意义和作用。光学测角法通过非接触式测量，具有高准确度和高灵敏度的特点而倍受人们的重视,尤其是随着激光光源的发展降低了测量工作的条件,从而使光学测角的方法应用越来越广泛。

目前对光学元件的夹角进行角度测量的仪器主要有自准直仪、干涉仪、旋转台、三坐标测量仪、激光跟踪仪等，其中激光跟踪仪、旋转台等一般可用于大角度测量，但其成本较高难以大量推广，而三坐标测量仪、激光跟踪仪为接触式测量装置，有较易污染、破坏待测元件的表面的缺点，干涉仪和自准直仪可以精密测量各种零部件相对位置角度偏差，进行大平板的平面度测量等，但因其视场范围小的限制，通常只适用于小角度测量在计量领域。

发明内容

针对现有楔板测量只能测小口径原件，调试设备复杂，测量精度低，误差大的问题，本发明提供一种基于光电自准直仪的楔形平板夹角测量装置及方法。

本发明的技术方案如下：

基于光电自准直仪的楔形平板夹角测量装置，所述装置沿光线入射的方向，依次包括光电自准直仪、楔形平板第一工作面、楔形平板第二工作面，所述光电自准直仪安装于二维平移装置上。

更进一步的，所述二维平移装置轨道式二维平移机构，包括横向平移轨道和纵向平移轨道。

基于光电自准直仪的楔形平板夹角测量方法，包括：

步骤一：将光电自准直仪安装在二维平移装置上；

步骤二：光电自准直仪出射光束，经由楔形平板第一工作面分光，形成第一光束和第二光束；

步骤三：第一光束经第一工作面反射返回到光电自准直仪，由光电自准直仪测量得到偏转角θ₁(x₁,y₁)；

步骤四：第二光束从第一工作面透射入射到第二工作面，经由第二工作面反射后再由第一工作面透射，被光电自准直仪接收，测得偏转角θ₂(x₁,y₁)，进而获得(x₁,y₁)测试点处的两面夹角Δθ₁(x₁,y₁)；

步骤五：使用二维平移装置对楔形平板区域扫描，直至测量整个区域；重复步骤三，步骤四的过程，获得一组夹角测量值Δθ₁(x₁,y₁)，Δθ₂(x₂,y₂)，…….Δθ_n(x_n,y_n)；

步骤六：对步骤五中的各组夹角测量值取均值，从而得到楔形平板两个面的夹角。