基于恒光程光電自準(zhǔn)直系統(tǒng)的研究.pdf

1、傳統(tǒng)的四象限光電自準(zhǔn)直測(cè)量系統(tǒng)，其實(shí)質(zhì)是通過檢測(cè)聚焦點(diǎn)光斑光強(qiáng)重心的位置而實(shí)現(xiàn)角度測(cè)量的。然而實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)測(cè)量具有空間直線運(yùn)動(dòng)的目標(biāo)偏轉(zhuǎn)角時(shí)，由于激光發(fā)散角、光斑衍射環(huán)、光斑本身均勻性以及目標(biāo)反射鏡局部毛刺等因素的影響，導(dǎo)致光斑光強(qiáng)重心發(fā)生改變，從而增加了測(cè)量誤差。因此，在滿足高精度的測(cè)量要求下，這種傳統(tǒng)的平面鏡反射結(jié)構(gòu)方案僅僅適合被測(cè)目標(biāo)在固定位置的角度變化，不適合有空間直線位移而導(dǎo)致光程變化的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)。為此，本文研究并設(shè)計(jì)了基于恒光

2、程理論的光電自準(zhǔn)直系統(tǒng)，利用兩個(gè)直角棱鏡組成一個(gè)能探測(cè)角度變化的結(jié)構(gòu)，而激光器和四象限的位置固定，保證系統(tǒng)光程的恒定，降低了測(cè)量誤差，并且針對(duì)此系統(tǒng)進(jìn)行了如下內(nèi)容的研究：
　　 首先，分析比較了傳統(tǒng)的微小角度測(cè)量方法，而且對(duì)激光器的各種特性進(jìn)行了研究，在此基礎(chǔ)上提出了恒光程理論，并對(duì)基于恒光程理論而設(shè)計(jì)的光路結(jié)構(gòu)進(jìn)行了數(shù)學(xué)推導(dǎo)。
　　 其次，對(duì)系統(tǒng)光學(xué)器件進(jìn)行了選取和分析。通過仿真實(shí)驗(yàn)，研究了光學(xué)器件對(duì)系統(tǒng)測(cè)量結(jié)果的影響

3、。
　　 第三，通過對(duì)激光器加載特性的研究，設(shè)計(jì)了恒光強(qiáng)自動(dòng)控制系統(tǒng),確保和光強(qiáng)信號(hào)保持恒定；此外還進(jìn)行了信號(hào)的接收與處理的電路設(shè)計(jì)，通過試驗(yàn)調(diào)試，選取合適的電子器件和處理電路，提高了信噪比。
　　 最后，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了誤差分析，并進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)，此光電自準(zhǔn)直系統(tǒng)的測(cè)量范圍大于±100 "，測(cè)量精度0.1 "，達(dá)到了預(yù)期的測(cè)量目的。
　　 本文中設(shè)計(jì)的基于恒光程的光電自準(zhǔn)直系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)緊湊，易于裝卸，在保證高精度測(cè)