基于新型光電傳感器的動(dòng)態(tài)自準(zhǔn)直測量技術(shù)研究.pdf

1、高精度光電軸角編碼器的動(dòng)態(tài)測角精度是真實(shí)反映其在動(dòng)念工作狀況下的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)。山于缺乏動(dòng)態(tài)檢測手段,其動(dòng)態(tài)測角精度檢測問題一直沒有得到解決。提出一種動(dòng)態(tài)自準(zhǔn)直測量方法,并利用該方法研制一臺(tái)響應(yīng)頻率不低于4kHz,且能動(dòng)態(tài)發(fā)訊的動(dòng)態(tài)光電自準(zhǔn)直儀,以解決高精度光電軸角編碼器動(dòng)態(tài)測角精度檢測的技術(shù)難題。 利用位置敏感探測器(PSD)實(shí)現(xiàn)了具有5kl-{z響應(yīng)頻率的高精度動(dòng)態(tài)測角。進(jìn)行了四象限探測器和PSD的精度分析,著重研究了應(yīng)用PS

2、D探測器時(shí)的幾個(gè)影響因素。 對(duì)動(dòng)態(tài)光電自準(zhǔn)直儀的誤差分配進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究;完成了動(dòng)態(tài)光電自準(zhǔn)直儀的總體設(shè)計(jì),包括:機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、信號(hào)處理電路設(shè)計(jì)和采集軟件開發(fā)。并成功研制出一臺(tái)動(dòng)態(tài)光電自準(zhǔn)直儀實(shí)驗(yàn)樣機(jī)。實(shí)驗(yàn)表明,該儀器穩(wěn)定性好、精度高,具有5kHz的采樣頻率,動(dòng)態(tài)測角精度為1.9"(PV值)。 通過公式推導(dǎo)得出了影響動(dòng)態(tài)光電白準(zhǔn)直儀測量精度的最關(guān)鍵因素為空氣折射率的變化。其變化與氣流干擾、溫差和濕度變化

3、有關(guān),其中溫差干擾對(duì)折射率影響最大。而空氣折射率的變化直接影響動(dòng)態(tài)光電自準(zhǔn)直儀的測量光線的傳輸方向,進(jìn)而影響其測量精度。 將成像式光柵原理、自準(zhǔn)直測角技術(shù)相結(jié)合,提出一種成像式光柵自準(zhǔn)直測角方法,彌補(bǔ)了目前光電自準(zhǔn)直儀難以做到既有高分辨力同時(shí)又有大的測量范圍的不足。該方法能夠?qū)崿F(xiàn)高分辨力、大測量范圍和動(dòng)態(tài)角度測量。通過實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了該方法的可行性,分析了采用該方法的儀器的分辨力、測量范圍和動(dòng)態(tài)頻響。該方法已申請(qǐng)發(fā)明專利并被受理(受