[实用新型]二维动态光电自准直仪

说明书

本实用新型公开了一种二维动态光电自准直仪，包括用于固定激光光源和聚焦透镜的激光器套筒、反射镜及其安装座、固定准直物镜的物镜筒、固定分光片和位置敏感探测器（PSD）的后底座。聚焦透镜和准直物镜的焦点重合以组成准直扩束系统，激光光源发出的平行光束依次经过聚焦透镜、反射镜、分光片和准直物镜，再由标准反射镜反射后再次经过准直物镜和分光片，最后聚焦在PSD的光敏面上。通过测量光斑在PSD上的位移量可以得到标准反射镜的二维角度变化。本实用新型采用半导体激光器作为光源，功率稳定，散热量小，寿命长。采用PSD作为光电探测器，分辨力高，动态响应特性好。本实用新型成本低、结构紧凑，测量范围大，能进行静、动态二维角度精密测量，可广泛应用于工业生产中的加工检测、角度计量器具的检定和高频角振动的检测。

技术领域

本实用新型涉及一种二维小角度静动态测量装置，具体涉及一种在精密加工检测中使用的二维动态光电自准直仪。

背景技术

在精密加工和检测技术领域，自准直仪是小角度测量中应用最广的仪器之一。由于它具有较高的精度和分辨力，而且结构简单，成本较低，因而被广泛应用于工业生产中的加工检测及角度计量器具的检定。例如在角度测量、平面面型测量、导轨的直线度测量、轴系的角晃动测量等方面自准直仪发挥着重要的作用。

光电自准直仪由于其高精度与实时测量的优点已成为自准直仪的主流发展趋势。由于CCD能够达到很高的细分精度，所以目前高精度光电自准直仪常用CCD作为光电探测器并搭配LED光源。但是受CCD响应频率的限制，这类光电自准直仪只适用于静态和低频测量（一般不超过100Hz），无法进行高频动态测量，且仪器体积与工作距离相关，因而在使用中受到了许多限制。本实用新型利用位置敏感探测器在分辨力和动态响应方面的优良性能，结合半导体激光光源，可实现二维角度的高频高精度测量。

实用新型内容

为克服现有光电自准直仪在动态测量方面的不足，本实用新型旨在提供一种基于位置敏感探测器（PSD）的动态光电自准直仪，适用于二维角度的静、动态测量且分辨力高。

为了实现上述目的，本实用新型提出如下的技术方案：二维动态光电自准直仪，包括固定激光光源和聚焦透镜的激光器套筒安装在反射镜安装座的前端，反射镜安装座通过压片安装在前底座的顶部，物镜安装座安装在物镜筒的前端，物镜筒通过压圈固定于前底座的前端，前底座与后底座通过螺钉紧固连接。

进一步的，所述准直物镜安装在物镜安装座中并由物镜压圈压紧，准直物镜的焦点与聚焦透镜的焦点重合，二者构成同轴共轭的准直扩束系统。

作为优选，上述反射镜固定在反射镜安装座斜面的圆形沉孔中，并由反射镜压圈锁紧。

进一步的，所述前底座与后底座通孔的中心轴与光轴重合，二者的斜面均与光轴成45°夹角并使用垂直于斜面的螺钉紧固连接，分光片安装在后底座斜面的圆形沉孔中。

作为优选，位置敏感探测器PSD光敏面的几何中心与光轴重合，安装在固定架上，固定架通过外螺纹固定在后底座后端的螺纹孔中。

更进一步的，所述激光光源为半导体激光器，功率为毫瓦级。

作为优选，上述反射镜和分光片相互垂直且位置固定。

再进一步的，所述标准反射镜固定在待测物体上，当待测物体发生偏转或振动时，标准反射镜与待测物体的运动状态保持一致，光束经标准反射镜反射后通过准直物镜和分光片，最后聚焦在PSD的光敏面上。

有益效果