[发明专利]一种激光二维动态角测量传感器

说明书

技术领域

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。

发明内容

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。