[实用新型]一种基于PSD位置传感器的激光测角装置

说明书

本实用新型公开了一种基于PSD位置传感器的激光测角装置，包括：激光发射单元、激光接收单元和角锥棱镜合作目标；其中，激光发射单元包含前后依次同轴设置的激光发生器、发射光学系统组件和分光镜，激光接收单元包含依次电连接的PSD位置探测模块、多路采集模块和数据解算模块；角锥棱镜合作目标设置于移动平台上，移动平台带动角锥棱镜合作目标进行移动。本实用新型采用PSD位置传感器和带有角反射器的合作目标的配合，通过在测试前对装置的校准过程，消除了后续测量过程中由于环境和背景引入的干扰信号对测试结果的影响，提高测试结果的准确性。

技术领域

本实用新型涉及激光测试装备技术领域，具体涉及一种基于PSD位置传感器的激光测角装置。

背景技术

随着航空、航天、航海、机械加工制造、现代军事科技、核工业技术等对高精度测量领域技术要求的提升，对激光跟踪系统有了更高的要求，尤其体现在对紧凑化、轻量化、方便、动态、快速及测量精度方面的高要求。

在激光跟踪系统中，要保证跟踪效果就要保证以下两点：一是必须保证光斑在任何时间叠加在所有节上，并且不能小于各节之间的条带宽度；另一个是保证精确的测量和均匀的光斑密度。而现有激光跟踪系统中大多采用四象限探测器进行角度的测量，其是一种分割型探测器，无法保证光斑密度的均匀性，且测量过程中会引入环境和背景带来的干扰，影响最终的跟踪效果。因此，如何降低激光跟踪系统中环境和背景噪声对测量结果的影响对实验测试结果准确性影响很大。

实用新型内容

针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提出一种基于PSD位置传感器的激光测角装置，在实验室的测角过程中，采用PSD位置传感器和带有角反射器的合作目标的配合，通过在测试前对装置的校准过程，消除了后续测量过程中由于环境和背景引入的干扰信号对测试结果的影响，提高测试结果的准确性。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现。

一种基于PSD位置传感器的激光测角装置，用于实验室测角，包括：激光发射单元、激光接收单元和角锥棱镜合作目标；其中，所述激光发射单元包含前后依次同轴设置的激光发生器、发射光学系统组件和分光镜，所述激光接收单元包含依次电连接的PSD位置探测模块、多路采集模块和数据解算模块；所述角锥棱镜合作目标设置于移动平台上，所述移动平台带动角锥棱镜合作目标进行移动；

激光发生器发出原始激光信号，该原始激光信号经过光学系统组件和分光镜后打到角锥棱镜合作目标上，经过角锥棱镜合作目标的反射，反射至分光镜后，经分光镜的分光折射进入PSD位置探测模块，PSD位置探测模块获取光斑位置信息并将其转换成电信号，多路采集模块对电信号进行采集和模数转换传至数据解算模块，数据解算模块对接收的数字信号进行解算，计算出偏角信息。

本实用新型技术方案的特点和进一步的改进在于：

进一步地，所述PSD位置探测模块包含接收光学系统组件、PSD位置传感器和放大电路，所述接收光学系统组件位于激光接收单元的最前端，所述PSD位置传感器位于接收光学系统组件的焦点处。

更进一步地，所述接收光学系统组件用于汇聚分光镜折射入激光接收单元内的光束，使聚焦光斑落在PSD位置传感器的光敏面上；所述PSD位置传感器将光斑偏离中心位置的距离转变成电信号；所述放大电路用于电流-电压转换和电压信号的放大。

进一步地，位置校准后，所述分光镜折射进入PSD位置探测模块内的接收光束落在PSD位置传感器的中心。

进一步地，所述激光发射单元形成激光发射通道，所述激光接收单元形成激光接收单元，所述激光发射通道与激光接收通道为相互独立的两个光通道。

进一步地，所述接收光学系统组件由前后依次同轴设置的滤光片、第一凸透镜、第二凸透镜和第三凸透镜组成。

更进一步地，所述第一凸透镜、第二凸透镜和第三凸透镜的半径依次减小，厚度依次增加。