一种高精度二维小角度测量方法

摘要

本发明公开了一种高精度二维小角度测量方法，属于光学非接触二维小角度测量技术。采用二维小角度测量装置实现角度测量方法，其特征在于采用分光光路设计将被测物体反射的带有被测二维角度信息的光分成相互正交的两束，分别带有绕Z、X轴的转角信息进入XY、YZ测量平面，角度测量采用光学差动式测量方法；被测物体姿态发生变化即光线的入射角发生变化，检测后转换成与角度变化值成比例的电信号，经单片机进行信号分析处理及显示，得到由于物体姿态/转角变化而引起的二维角度变化量示值。本发明的优点在于采用一个照明光源和分光光路实现二维小角度同时测量，系统精度高、分辨力和测量范围可调、体积小、结构简单，分辨力可达0.05arcsec，测量范围为±600arcsec。

主权项

1.一种高精度二维小角度测量方法，该方法采用经准直的激光光源(2)，偏光分光镜(14)，1/4波片(15)，物体表面或反射镜(1)，3个分光镜(3)、(4)、(13)，4个临界角棱镜(5)、(7)、(10)、(11)和4个光电二极管(6)、(8)、(9)、(12)；其中(4)、(5)、(6)、(7)、(8)构成XY平面的一维角度测量，(9)、(10)、(11)、(12)、(13)构成YZ平面的一维角度测量，分光镜(3)将物体表面反射光分为两束光，分别进入XY、YZ角度测量平面，从而实现二维小角度测量装置；实现角度测量方法的特征在于，采用分光光路设计，将被测物体反射回来的带有被测二维角度信息的光分成相互正交的两束光，每束光分别带有绕Z、X轴的转角信息进入XY、YZ测量平面，每束光的角度测量采用光学差动式测量方法；在初始测量时，角度测量装置输出信号设为“零”，当测量过程中，被测物体姿态发生变化，使入射进角度测量系统的光线的入射角发生变化，该变化量被角度测量装置检测并转换成与角度变化值成比例的电信号；该电信号经放大后再经以单片机为中央处理单元的信号分析处理及显示电路，得到由于物体姿态/转角变化而引起的二维角度变化量示值。