一种激光二维动态角测量传感器的制作方法

本发明涉及一种角测量传感器，特别是一种激光二维动态角测量传感器。

背景技术：

传统的角测量传感器，包括：探头、感应装置和数据输出装置。传统的角测量传感器需要将探头与被测表面接触后，被测表面的变化通过感应装置感知并处理，处理后的数据由数据输出装置输出。这种传统的角测量传感器需要与结构接触后才能测量，且一般无法测量结构的微小转角，在这种情况下，不能满足非接触微变形结构测量系统中对结构微小转角的测量要求。

技术实现要素：

本发明目的在于提供一种激光二维动态角测量传感器，解决传统的角测量传感器需要与结构接触后才能测量，且一般无法测量结构的微小转角的问题。

一种激光二维动态角测量传感器，包括：激光器、光强调节分光镜组、ccd探测器、psd探测器、传感器结构箱体和窗口。窗口为传感器结构箱体一个端面上的圆形无结构遮挡的区域。在有窗口的传感器结构箱体的端面上，定义窗口中心为零点，窗口轴线方向为x轴方向，与窗口轴线方向垂直的方向为y轴方向，箭头指向方向为正向。

激光器置于传感器结构箱体底座上，位于窗口轴线x轴方向偏正y轴45度方向的位置，并通过螺钉固定连接；光强调节分光镜组置于传感器结构箱体底座上，位于传感器结构箱体窗口轴线x轴方向上y=0的位置，并螺钉固定；ccd探测器和psd探测器分别置于传感器结构箱体底座上并螺钉固定，ccd探测器位于光强调节分光镜组的正x轴方向，psd探测器位于窗口轴线x轴方向偏负y轴45度方向的位置。激光器、psd探测器在y轴方向上的位置关系及光强调节分光镜组、ccd探测器在x轴方向上的位置关系需根据光路关系进行调节后确定。

测量过程中由激光器发出激光，由光强调节分光镜组导入处理后得到所需的平行光束，平行光束照射到被测的反射镜面上，反射镜面将入射光反射回光路，经光强调节分光镜组进行光路的调节，包括：光强调节、偏振、增强、滤除杂散光；最后将光线分光成两束，一束被ccd探测器接收，ccd探测器将图像采集后输出由监视器显示出来，用于实时监控；另一束被psd探测器接收，用ad采集卡将psd探测器的输出信号采集转换后传输给计算机，得到被测系统的偏转角度。

本发明采用光学手段，解决了传统的接触型测量方式，实现了非接触结构变形测量，采用psd探测器分辨力为4μm-10μm，精度可达到2.7",测量精度高。

附图说明

图1一种激光二维动态角测量传感器安装位置俯视图；

图2传感器结构箱体窗口位置示意图。

1.激光器2.光强调节分光镜组3.ccd探测器4.psd探测器5.传感器结构箱体6.窗口。

具体实施方式

一种激光二维动态角测量传感器，包括：激光器1、光强调节分光镜组2、ccd探测器3、psd探测器4、传感器结构箱体5和窗口6。窗口6为传感器结构箱体5一个端面上的圆形无结构遮挡的区域。此处定义在有窗口6的传感器结构箱体5的端面上，窗口6中心为零点，窗口6轴线方向为x轴方向，与窗6口轴线方向垂直的方向为y轴方向，箭头指向方向为正向。

激光器1置于传感器结构箱体5底座上，位于窗口6轴线x轴方向偏正y轴45度方向的位置，并通过螺钉固定连接；光强调节分光镜组2置于传感器结构箱体5底座上，位于传感器结构箱体5窗口6轴线x轴方向上y=0的位置，并螺钉固定；ccd探测器3和psd探测器4分别置于传感器结构箱体5底座上并螺钉固定，ccd探测器3位于光强调节分光镜组2的正x轴方向，psd探测器4位于窗口6轴线x轴方向偏负y轴45度方向的位置。激光器1、psd探测器4在y轴方向上的位置关系及光强调节分光镜组2、ccd探测器3在x轴方向上的位置关系需根据光路关系进行调节后确定。

测量过程中由激光器1发出激光，由光强调节分光镜组2导入处理后得到所需的平行光束，平行光束照射到被测的反射镜面上，反射镜面将入射光反射回光路，经光强调节分光镜组2进行光路的调节，包括光强调节、偏振、增强、滤除杂散光等最后将光线分光成两束，一束被ccd探测器3接收，ccd探测器3将图像采集后输出由监视器显示出来，用于实时监控；另一束被psd探测器4接收，用ad采集卡将psd探测器4的输出信号采集转换后传输给计算机，得到被测系统的偏转角度。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种激光二维动态角测量传感器，包括：激光器（1）、光强调节分光镜组（2）、CCD探测器（3）、PSD探测器（4）、传感器结构箱体（5）和窗口（6）。激光二维动态角测量传感器利用光学自准直原理对角度微变形进行测量。激光器（1）发射出激光束，照射到被测样品上，从被测样品上反射的激光束返回光路。当被测样品位置发生变化时，反射回传感器的光束在PSD探测器（4）上位置发生变化，传感器输出随之变化，实现非接触微变形测量的目的。本发明采用PSD探测器（4）分辨力为4μm ‑10μm，精度达到2.7",测量精度高。

技术研发人员：谭华竹;温焱;陈强
受保护的技术使用者：北京遥感设备研究所
技术研发日：2016.08.23
技术公布日：2018.03.06