專利名稱：基于光程倍增補償方法的二維光電自準直裝置和測量方法
技術領域：
本發(fā)明屬于精密儀器制造和精密測試計量技術領域，特別涉及一種基于光程倍增補償方法實時補償光束的角漂移量的高精度二維光電自準直裝置和測量方法。
背景技術：
隨著測量技術的不斷改進和提高，現(xiàn)代化高精度測量技術和方位瞄準跟蹤系統(tǒng)的發(fā)展對小角度的測量精度提出了越來越高的要求。光電自準直儀在小角度精密測量，高精度瞄準與定位方面有著不可替代的作用，可以作為測角儀、光學比較儀等光學計量儀器的組成部分，也可單獨用于測量儀器用于光學測量、航空航天儀器裝調(diào)和軍用飛行器姿態(tài)測量等方面。
在高精度小角度測量中，對于測量不確定度優(yōu)于0.5″的光電自準直儀，光源部分光束的角漂移量是光電自準直儀測量誤差的主要來源。當光源發(fā)出的光束存在光束漂移時，如氦氖激光器諧振腔內(nèi)反射鏡變型引起光束的角漂移量為10-6～10-7rad，即0.02″～0.2″(1.萬德安.激光基準高精度測量技術.國防工業(yè)出版社.1999年6月；2.方仲彥，殷純永，梁晉文.高精度激光準直技術的研究(一).航空計測技術.1997，17(1)3-6)，如果采用光斑中心定位方法，則接收器接收的光斑中心隨光束漂移而漂移；如果采用輪廓中心定位方法，則由于光束漂移，接收器接收的光斑的能量中心和輪廓的幾何中心不重合引起輪廓中心的偏移，直接產(chǎn)生輪廓中心的定位偏差。如果不對該角漂移量進行修正或補償，將直接反饋回小角度的測量結果引起的角度測量誤差，導致儀器數(shù)據(jù)重復性差，穩(wěn)定性不好。若要進一步提高測量不確定度，僅僅依靠提高光束自身的準直精度，無論是從現(xiàn)有技術還是工藝制造水平上都是難以實現(xiàn)的。采用誤差分離和補償技術，特別是動態(tài)補償技術，為消除或補償修正該角漂移量引起的角度測量誤差，實現(xiàn)高精度的小角度測量提供了一種有效的技術途徑。
目前，工程中廣泛使用的光電自準直儀，如國家計量局北京計量儀器廠出產(chǎn)的702型光電自準直儀，測量分辨力0.1″，測量不確定度為10′范圍內(nèi)為2″，視場中心任意4′～6′范圍內(nèi)為0.5″(武晉燮.幾何量精密測量技術.哈爾濱工業(yè)大學出版社.1989年9月)。該測量方案測量的是一維角度量，如果測量另一維角度量，必須在這個方向上重新調(diào)整儀器，導致測量過程繁瑣且數(shù)據(jù)重復性差，同時會引入人為測量誤差以及機械的回程誤差；同時光束的角漂移量仍然存在，測量不確定度難以提高。
為克服光電自準直儀在測量兩個方向的角度量時，二次調(diào)整儀器所帶來的重復性差的缺點，提高光電自準直儀的測量分辨力，同時能滿足數(shù)據(jù)實時顯示和存儲的需要，許多廠家和科研院所研制出采用高精度CCD圖像傳感器測量二維角度的光電自準直儀。例如1.德國ELCOMAT公司生產(chǎn)的ELCOMAT vario型號的光電自準直儀。采用高精度的CCD圖像傳感器，通過測量CCD圖像傳感器上接收到的光斑中心移動的位移量來精確測出測量反射鏡的小角度變化量，產(chǎn)品ELCOMAT vario 500T/D65的雙軸自準直儀的技術指標為在X軸為24′，Y軸為18′的測量范圍內(nèi)測量不確定度為±0.4″(德國MLLER-WEDEL公司ELCOMAT vario雙軸自準直儀中文操作手冊.2004)；2.專利99242552.2“二維動態(tài)數(shù)顯式自準直儀”；3.專利99254139.5“光電自準直儀”；4.專利200410032713.2“自準直儀”。
激光光束由于其良好的單一方向性、高亮度及高穩(wěn)定性等優(yōu)點，常被作為測量基準廣泛應用于超精密加工設備及測量設備中，許多科研院所研制出采用激光光源和高精度CCD圖像傳感器測量二維角度的光電自準直儀(1.吳秀麗.激光自準直儀.光機電信息.1994年08期11-13；2.蔣本和，陳文毅，胡文斐，胡慶榮.用激光準直及CCD檢測的小角度測量系統(tǒng).激光與紅外.1998，28(4)233-234+243；3.林玉池，張萍，趙美蓉，洪昕.野外使用的半導體激光自準直儀.航空精密制造技術.2001，37(3)35-37；4.張堯禹，張明慧，喬彥峰.一種高精度CCD激光自準直測量系統(tǒng)的研究.光電子·激光.2003，14(2)168-170；5.馬福祿，張志利，周召發(fā).基于M型分劃絲的單線陣CCD直線度準直儀.光學技術.2002，28(3)224-225+227)。
由于采用了激光光源和高精度CCD圖像傳感器，提高光束的準直性、測量距離和測量分辨力的同時實現(xiàn)了二維角度的自動化測量，數(shù)據(jù)實時顯示和存儲。
但是在實際應用中，尤其是從光路和機械結構以及測量過程上可知上述測量方案均存在如下不足之處由于沒有采用任何誤差補償或修正的手段，光束的角漂移量在測量過程中沒有消除，最后混合在測量結果中引起的角度測量誤差，直接導致光電自準直儀的測量穩(wěn)定性差，測量不確定度難以進一步提高，大大限制了光電自準直儀的應用范圍，這是該測量方案本身的不足之處，也是當前光電自準直儀的實際應用中未能解決的重要問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述已有的光電自準直儀測量方案中存在的不足，提供一種基于光程倍增補償方法的二維光電自準直裝置和測量方法，通過前置分光鏡獲取與測量光束特性完全相同的參考光束，由相對平行放置的兩個平面反射鏡組成的光程倍增裝置對參考光束進行多次反射，延長參考光束的光程，放大與光束角漂移對應的線位移量，由前置CCD圖像傳感器實時監(jiān)測光束的角漂移量并動態(tài)補償光束的角漂移量引起的角度測量誤差，可顯著提高二維光電自準直儀的測量穩(wěn)定性和測量精度。
本發(fā)明采用的技術解決方案是一種基于光程倍增補償方法的二維光電自準直裝置，包括依次放置的激光光源、分劃板、主分光鏡、主CCD圖像傳感器、準直物鏡、測量反射鏡，在激光光源和分劃板之間放置一前置分光鏡，獲取與測量光束特性完全相同的參考光束，一光程倍增裝置對參考光束進行多次反射，一前置CCD圖像傳感器對光束的角漂移量進行監(jiān)測；所說的光程倍增裝置由相對平行放置的兩個平面反射鏡組成。
光程倍增裝置還包括一個位于參考光束路徑上的附加平面反射鏡。
光程倍增裝置由兩個相對放置的直角棱鏡組成。
光程倍增裝置由兩個相對放置的直角棱鏡和一個位于參考光束路徑上的附加平面反射鏡組成。。
光程倍增裝置由多個成對平行放置的平面反射鏡組成。
光程倍增裝置由多個成對平行放置的平面反射鏡和一個位于參考光束路徑上的附加平面反射鏡組成。
本發(fā)明還提供了基于光程倍增補償方法的二維光電自準直裝置的測量方法，該測量方法包括以下步驟1.首先調(diào)整并固定光程倍增裝置，然后校準二維光電自準直裝置；2.使激光光源發(fā)出的激光光束經(jīng)前置分光鏡后分為兩束透射光束成為測量光束，反射光束成為參考光束；3.參考光束入射進入光程倍增裝置后，經(jīng)過多次反射后被前置CCD圖像傳感器接收，成為參考信號；4.測量光束獲取測量反射鏡的二維小角度的變化量后，由主CCD圖像傳感器接收，成為測量信號；5.參考信號監(jiān)測并分離出光束的角漂移量，進行實時差動處理即可動態(tài)補償該角漂移量引起的角度測量誤差，精確測出測量反射鏡的二維小角度的變化量θ=d12f-arctan(d0L)]]>這里θ為測量反射鏡的二維小角度的變化量，d1為測量信號在主CCD圖像傳感器上形成的光斑中心位置的變化量，f為準直物鏡的等效焦距，d0為參考信號在前置CCD圖像傳感器上形成的光斑中心位置的變化量，L為激光光束從激光光源到前置CCD圖像傳感器經(jīng)過的總等效光程。
本發(fā)明具有以下特點和良好效果1.采用新穎的光程倍增裝置改進光學系統(tǒng)，通過前置分光鏡獲取與測量光束特性完全相同的參考光束，經(jīng)過光程倍增裝置多次反射后，延長參考光束的光程，放大與光束角漂移對應的線位移量，易于后續(xù)CCD圖像傳感器的接收和監(jiān)測，這是區(qū)別于現(xiàn)有光電自準直測量技術的創(chuàng)新點之一；2.在設計中，光束的角漂移量引起參考信號和測量信號同時變化，利用兩個CCD圖像傳感器分別獲取光束的角漂移量和測量反射鏡的二維角度變化量，可以實時分離和動態(tài)補償光束的角漂移量引起的角度測量誤差，這是區(qū)別于現(xiàn)有光電自準直測量技術的創(chuàng)新點之二；3.采用光程倍增光學結構，在放大與光束角漂移對應的線位移量的同時實現(xiàn)了儀器體積的小型化，易于設計為便攜式裝置，這是區(qū)別于現(xiàn)有光電自準直測量技術的創(chuàng)新點之三；4.本設計方案采用了十分簡單的結構，在光路中加入光程倍增裝置，即可動態(tài)補償光束的角漂移量引起的角度測量誤差，提高了二維光電自準直儀的測量穩(wěn)定性，滿足了高精度二維小角度測量的需要，測量過程和數(shù)據(jù)處理都明顯簡化，實用性強。


圖1是本發(fā)明裝置的結構示意圖；圖2是本發(fā)明裝置中由相對平行放置的兩個平面反射鏡和一個位于參考光束路徑上的附加平面反射鏡組成的光程倍增裝置的結構示意圖；圖3a是本發(fā)明裝置中由兩個相對放置的直角棱鏡組成的光程倍增裝置的結構示意圖；圖3b是本發(fā)明裝置中由兩個相對放置的直角棱鏡以及一個位于參考光束路徑上的附加平面反射鏡組成的光程倍增裝置的結構示意圖；圖4a是本發(fā)明裝置中由多個成對平行放置的平面反射鏡組成的光程倍增裝置的結構示意圖；圖4b是本發(fā)明裝置中由多個成對平行放置的平面反射鏡和一個位于參考光束路徑上的附加平面反射鏡組成的光程倍增裝置的結構示意圖；圖5是本發(fā)明裝置中采用光程倍增裝置放大與光束角漂移對應的線位移量的示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發(fā)明的基于光程倍增補償方法的二維光電自準直裝置和測量方法進行詳細描述如圖1所示，本發(fā)明的裝置由激光光源1、前置分光鏡2、分劃板3、主分光鏡4、主CCD圖像傳感器5、準直物鏡6、測量反射鏡7、前置CCD圖像傳感器8和由平面反射鏡10和平面反射鏡11組成的光程倍增裝置9等構成。其光的路徑如下
激光光源1發(fā)出的光束經(jīng)前置分光鏡2后分為兩束透射光束成為測量光束，反射光束成為與測量光束特性完全相同的參考光束。參考光束入射進入光程倍增裝置9后，經(jīng)過平面反射鏡10和平面反射鏡11的多次反射后，延長參考光束的光程，放大與光束角漂移對應的線位移量，被前置CCD圖像傳感器8接收，成為參考信號；測量光束照亮位于準直物鏡6的焦點上的分劃板3，經(jīng)過主分光鏡4透射，準直物鏡6會聚后，入射到放置在被測物上的測量反射鏡7，測量反射鏡7反射回來的光束再由準直物鏡6會聚，經(jīng)過主分光鏡4反射后成像于主CCD圖像傳感器5上，成為測量信號，光束的角漂移量引起參考信號和測量信號同時變化，結合幾何光學和光學的自準直原理，參考信號監(jiān)測并分離出光束的角漂移量，進行二維實時差動處理即可動態(tài)補償該角漂移量引起的角度測量誤差，精確測出測量反射鏡7的二維小角度的變化量θ=d12f-arctan(d0L)]]>這里θ為測量反射鏡7的二維小角度的變化量，d1為測量信號在主CCD圖像傳感器5上形成的光斑中心位置的變化量，f為準直物鏡6的等效焦距，d0為參考信號在前置CCD圖像傳感器8上形成的光斑中心位置的變化量，L為激光光束從激光光源1到前置CCD圖像傳感器8經(jīng)過的總等效光程。
本發(fā)明通過在二維光電自準直儀的激光光源1和分劃板3之間放置前置分光鏡2，利用兩個平面反射鏡10和11組成的光程倍增裝置9改進二維光電自準直儀的光學結構。對激光光源1發(fā)出的光束經(jīng)前置分光鏡2分束后，獲取到與測量光束特性完全相同的參考光束，光程倍增裝置對參考光束進行多次反射，延長參考光束的光程，放大與光束角漂移對應的線位移量，由前置CCD圖像傳感器8接收并進行動態(tài)監(jiān)測，采用誤差分離和動態(tài)補償技術對該角漂移量引起的角度測量誤差進行消除和抑制。
參見圖2，本發(fā)明裝置中的光程倍增裝置9由兩個相對平行放置的平面反射鏡10和11以及一附加平面反射鏡12組成。附加平面反射鏡12設置在參考光束的路徑上。這樣，使光路沿著水平方向多次反射，比較容易調(diào)節(jié)。
參見圖3a，本發(fā)明裝置中的光程倍增裝置9由兩個相對放置的直角棱鏡13和14組成。
參見圖3b，本發(fā)明裝置中的光程倍增裝置9由兩個相對放置的直角棱鏡13和14以及一個位于參考光束路徑上的附加平面反射鏡12組成。
參見圖4a，本發(fā)明裝置中的光程倍增裝置9由多個成對平行放置的平面反射鏡15、16，17、18，19、20，21和22組成。
參見圖4b，本發(fā)明裝置中的光程倍增裝置9由多個成對平行放置的平面反射鏡15、16，17、18，19、20，21和22以及一個位于參考光束路徑上的附加平面反射鏡12組成。
下面詳細說明本發(fā)明所述的方法本發(fā)明還提供了基于光程倍增補償方法的二維光電自準直裝置的測量方法，該測量方法包括以下步驟1.首先需要確定器件之間的間距和光束在器件之間的反射次數(shù)，得出總等效光程L，并根據(jù)總等效光程L的數(shù)值對光程倍增裝置9進行調(diào)整，實現(xiàn)激光光束的多次反射以增大光程，放大與光束角漂移對應的線位移量，調(diào)整完畢后光程倍增裝置9應當固定，然后對二維光電自準直裝置進行校準，校準完畢后使用過程中光程倍增裝置9不再調(diào)整；2.進行測量時，激光光源1發(fā)出的激光光束經(jīng)前置分光鏡2后分為兩束透射光束成為測量光束，反射光束成為與測量光束特性完全相同的參考光束；3.參考光束入射進入光程倍增裝置9后，經(jīng)過多次反射后，延長參考光束的光程，放大與光束角漂移對應的線位移量，被前置CCD圖像傳感器8接收，成為參考信號，在前置CCD圖像傳感器8上形成的光斑中心位置為d0；4.測量光束照亮位于準直物鏡6的焦點上的分劃板，經(jīng)過主分光鏡4透射，準直物鏡6會聚后，入射到放置在被測物上的測量反射鏡7，測量反射鏡7反射回來的光束再由準直物鏡6會聚，經(jīng)過主分光鏡4反射后成像于主CCD圖像傳感器5上，成為測量信號，在主CCD圖像傳感器5上形成的光斑中心位置為d1；5.光束的角漂移量Δθ0將會引起測量結果的漂移，由測量信號計算得出的測量結果中包含了測量反射鏡7的二維小角度變化量θ和光束的角漂移量Δθ0，但是由于本測量方案采用了光程倍增裝置放大與光束角漂移對應的線位移量Δθ0，采用前置CCD圖像傳感器8接收，可以有效的監(jiān)測并分離出光束的角漂移量Δθ0，如圖5所示，由幾何關系可求得Δθ0=arctan(d0L)]]>這里d0為參考信號在前置CCD圖像傳感器8上形成的光斑中心位置的變化量，L為激光光束從激光光源1到前置CCD圖像傳感器8經(jīng)過的總等效光程。結合幾何光學和光學的自準直原理，進行實時差動處理即可動態(tài)補償該角漂移量引起的角度測量誤差，精確測出測量反射鏡7的二維小角度的變化量θ=d12f-arctan(d0L)]]>這里θ為測量反射鏡7的二維小角度的變化量，d1為測量信號在主CCD圖像傳感器5上形成的光斑中心位置的變化量，f為準直物鏡6的等效焦距，d0為參考信號在前置CCD圖像傳感器8上形成的光斑中心位置的變化量，L為激光光束從激光光源1到前置CCD圖像傳感器8經(jīng)過的總等效光程。
可見，在測量結果中，對參考信號和測量信號進行實時差動處理，即可分離并動態(tài)補償光束的角漂移量引起的角度測量誤差，對測量結果沒有影響。提高了二維光電自準直儀的測量穩(wěn)定性和測量不確定度，從而該測量方案實現(xiàn)了高精度的二維小角度測量。
實施例1如圖1所示的二維光電自準直裝置，首先調(diào)整好光程倍增裝置9，這里，光程倍增裝置9如圖1所示，由兩個相對平行放置的平面反射鏡10和11組成，調(diào)整完畢后光程倍增裝置9應當固定，然后對二維光電自準直裝置進行校準，校準完畢后使用過程中光程倍增裝置9不再調(diào)整。進行測量時，激光光源1發(fā)出的激光光束經(jīng)前置分光鏡2后分為兩束透射光束成為測量光束，反射光束成為與測量光束特性完全相同的參考光束；參考光束入射進入光程倍增裝置9后，光程倍增裝置9對參考光束進行多次反射，延長參考光束的光程，放大與光束角漂移對應的線位移量，被前置CCD圖像傳感器8接收，成為參考信號；測量光束照亮位于準直物鏡6的焦點上的分劃板，經(jīng)過主分光鏡4透射，準直物鏡6會聚后，入射到放置在被測物上的測量反射鏡7，測量反射鏡7反射回來的光束再由準直物鏡6會聚，經(jīng)過主分光鏡4反射后成像于主CCD圖像傳感器5上，成為測量信號；測量信號計算得出的測量結果中包含了測量反射鏡7的二維小角度變化量θ和光束的角漂移量Δθ0，參考信號監(jiān)測并分離出光束的角漂移量Δθ0，結合幾何光學和光學的自準直原理，進行實時差動處理即可動態(tài)補償該角漂移量引起的角度測量誤差，精確測出測量反射鏡7的二維小角度的變化量θ=d12f-arctan(d0L)]]>這里θ為測量反射鏡7的二維小角度的變化量，d1為測量信號在主CCD圖像傳感器5上形成的光斑中心位置的變化量，f為準直物鏡6的等效焦距，d0為參考信號在前置CCD圖像傳感器8上形成的光斑中心位置的變化量，L為激光光束從激光光源1到前置CCD圖像傳感器8經(jīng)過的總等效光程。
本實施例中，光程倍增裝置9由兩個相對平行放置的平面反射鏡10和11組成，兩個平面反射鏡10和11均由長為a＝50mm，寬為b＝10mm，厚度為d＝5mm的平晶的表面精細研磨之后鍍高反射膜構成，平晶表面粗糙度優(yōu)于0.08um，高反射膜反射率系數(shù)R≥99％@632.8nm，兩個平面反射鏡10和11之間的間距為D＝40mm，激光光源發(fā)出的激光光束出瞳直徑為Φ5mm，在兩個平面反射鏡10和11之間反射N＝8次后到達前置CCD圖像傳感器8，激光光束從激光光源1到前置CCD圖像傳感器8所經(jīng)過的總等效光程為L＝400mm，實驗結果表明，該二維光電自準直裝置在測量分辨力達到0.01″的情況下，測量穩(wěn)定性優(yōu)于0.05″/h，測量不確定度優(yōu)于0.05″，實現(xiàn)了高精度二維小角度測量。
實施例2如圖1所示的二維光電自準直裝置，這里，光程倍增裝置9由如圖2所示的兩個相對平行放置的平面反射鏡10和11以及一個位于參考光束路徑上的附加平面反射鏡12組成。光程倍增裝置9對參考光束進行多次反射，延長參考光束的光程，放大與光束角漂移對應的線位移量，本實施例的其他部件及工作原理均與實施例1相同。
實施例3如圖1所示的二維光電自準直裝置，這里，光程倍增裝置9由如圖3a所示的相對放置的兩個直角棱鏡13和14組成。光程倍增裝置9對參考光束進行多次反射，延長參考光束的光程，放大與光束角漂移對應的線位移量，本實施例的其他部件及工作原理均與實施例1相同。
實施例4如圖1所示的二維光電自準直裝置，這里，光程倍增裝置9由如圖3b所示的相對放置的兩個直角棱鏡13和14以及一個位于參考光束路徑上的附加平面反射鏡12組成。光程倍增裝置9對參考光束進行多次反射，延長參考光束的光程，放大與光束角漂移對應的線位移量，本實施例的其他部件及工作原理均與實施例1相同。
實施例5如圖1所示的二維光電自準直裝置，這里，光程倍增裝置9由如圖4a所示的多個成對平行放置的平面反射鏡15、16，17、18，19、20，21和22組成。光程倍增裝置9對參考光束進行多次反射，延長參考光束的光程，放大與光束角漂移對應的線位移量，本實施例的其他部件及工作原理均與實施例1相同。
實施例6如圖1所示的二維光電自準直裝置，這里，光程倍增裝置9由如圖4b所示的多個成對平行放置的平面反射鏡15、16，17、18，19、20，21和22以及一個位于參考光束路徑上的附加平面反射鏡12組成。光程倍增裝置9對參考光束進行多次反射，延長參考光束的光程，放大與光束角漂移對應的線位移量，本實施例的其他部件及工作原理均與實施例1相同。
權利要求
1.一種基于光程倍增補償方法的二維光電自準直裝置，包括依次放置的激光光源、分劃板、主分光鏡、主CCD圖像傳感器、準直物鏡、測量反射鏡，其特征在于激光光源和分劃板之間放置一前置分光鏡，獲取與測量光束特性完全相同的參考光束，一光程倍增裝置對參考光束進行多次反射，一前置CCD圖像傳感器對光束的角漂移量進行監(jiān)測；所說的光程倍增裝置由相對平行放置的兩個平面反射鏡組成。
2.根據(jù)權力要求1所述的裝置，其特征在于所說的光程倍增裝置還包括一個位于參考光束路徑上的附加平面反射鏡。
3.根據(jù)權力要求1所述的裝置，其特征在于所說的光程倍增裝置由兩個相對放置的直角棱鏡組成。
4.根據(jù)權力要求3所述的裝置，其特征在于所說的光程倍增裝置還包括一個位于參考光束路徑上的附加平面反射鏡。
5.根據(jù)權力要求1所述的裝置，其特征在于所說的光程倍增裝置由多個成對平行放置的平面反射鏡組成。
6.根據(jù)權力要求5所述的裝置，其特征在于所說的光程倍增裝置還包括一個位于參考光束路徑上的附加平面反射鏡。
7.一種基于光程倍增補償方法的二維光電自準直裝置的測量方法，其特征在于所說的測量方法包括以下步驟(1).首先調(diào)整并固定光程倍增裝置，然后校準二維光電自準直裝置；(2).使激光光源發(fā)出的激光光束經(jīng)前置分光鏡后分為透射光束和反射光束透射光束成為測量光束，反射光束成為參考光束；(3).參考光束入射進入光程倍增裝置后，經(jīng)過多次反射后被前置CCD圖像傳感器接收，成為參考信號；(4).測量光束獲取測量反射鏡的二維小角度的變化量后，由主CCD圖像傳感器接收，成為測量信號；(5).參考信號監(jiān)測并分離出光束的角漂移量，進行實時差動處理即可動態(tài)補償該角漂移量引起的角度測量誤差，精確測出測量反射鏡的二維小角度的變化量θ=d12f-arctan(d0L)]]>這里θ為測量反射鏡的二維小角度的變化量，d1為測量信號在主CCD圖像傳感器上形成的光斑中心位置的變化量，f為準直物鏡的等效焦距，d0為參考信號在前置CCD圖像傳感器上形成的光斑中心位置的變化量，上為激光光束從激光光源到前置CCD圖像傳感器經(jīng)過的總等效光程。
全文摘要
本發(fā)明屬于精密儀器制造和精密測試計量技術領域，特別涉及一種基于光程倍增補償方法的高精度二維光電自準直裝置和測量方法。該裝置包括依次放置的激光光源、分劃板、主分光鏡、主CCD圖像傳感器、準直物鏡、測量反射鏡，在激光光源和分劃板之間放置一前置分光鏡，獲取與測量光束特性完全相同的參考光束，一光程倍增裝置對參考光束進行多次反射，一前置CCD圖像傳感器對光束的角漂移量進行監(jiān)測；所說的光程倍增裝置由相對平行放置的兩個平面反射鏡組成，或由相對放置的直角棱鏡組成，或由多個成對平行放置的平面反射鏡組成，還可包括一個位于參考光束路徑上的附加平面反射鏡。本發(fā)明可顯著提高二維光電自準直儀的測量穩(wěn)定性和測量精度。
文檔編號G01B11/26GK1719192SQ20051007745
公開日2006年1月11日 申請日期2005年6月23日 優(yōu)先權日2005年6月23日
發(fā)明者譚久彬, 敖磊, 崔繼文 申請人:哈爾濱工業(yè)大學