[发明专利]一种超精密线激光转角感测方法

说明书

本发明公开了一种超精密线激光转角感测方法。所述超精密线激光转角感测方法基于超精密线激光转角传感器对物体转角进行超精密测量；所述超精密线激光转角传感器包括线激光发射部件，正棱柱交错叠层激光反射部件，线激光反射光斑接收部件，控制处理器；所述控制处理器依据线激光反射光斑接收部件上受光位置变化量与正棱柱交错叠层激光反射部件转角间的几何映射关系，计算得到被检测物的转角值。本发明将正棱柱交错叠层激光反射部件安装到被测物上与其同步旋转，利用通过正棱柱轴线的线激光作为光源，当被测物旋转，使最终投射到线激光反射光斑接收部件上的光斑位置发生较大改变，实现转角量的放大，可实现对被测物转角的超高精度测量。

技术领域

本发明属于光学检测技术领域，特别涉及一种超精密线激光转角感测方法。

背景技术

角度测量是计量科学的重要组成部分,特别是微小角度的测量在精密加工、航空航天、军事和通讯等许多领域都具有极其重要的意义和作用。目前角度测量主要是由接触式测量逐步向光学测量方向发展。光学测角法由于具有非接触、高准确度和高灵敏度的特点。目前已有二维激光传感器,该产品可以测量工件的二面角，采用二维激光传感器来测量工件的面型得出工件的二面角，另外利用分光光度计、菲索干涉仪或者泰曼格林干涉仪进行测量的代价过大,测量一个工件所花费的时间较长，精度低。另外一些测量角度的方法,比如用图像处理的方法，但是其精度同样较低。

现有方法构建的激光反射装置，检测过程中转角量与感光元件上受光位置量的映射几何关系倍增量较低，即受光位置变化量相对于激光反射装置位移量放大倍数较小；在感光元件分辨率一定的情况下，映射几何关系较低的倍增量，限制了转角量的最小检测值，且代价昂贵。因此，在需要对微小转角量进行超高精度检测时，现有的方法难以满足应用要求。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明提出了一种超精密线激光转角感测方法，用于解决现有转角检测中，难以实现对微小转角量进行超高精度检测的问题。

本发明为了实现上述目的，提出的一种超精密线激光转角感测方法，用于采用一种超精密线激光转角传感器对待测物转角进行超精密测量，其特征在于，所述超精密线激光转角传感器包括线激光发射部件(1)，正棱柱交错叠层激光反射部件(2)，线激光反射光斑接收部件(3)，控制处理器(4)；所述线激光发射部件(1)以线激光发射方向通过正棱柱交错叠层激光反射部件(2)的轴线安装；所述正棱柱交错叠层激光反射部件(2)由2个轴线共线、相互交错的角度为度的相同正棱柱组成，其中n为正棱柱的侧面数，D为正棱柱边长；所述线激光反射光斑接收部件(3)垂直于线激光发射方向安装，与正棱柱交错叠层激光反射部件(2)的中心O安装位置的垂直距离为R；所述控制器(4)分别与线激光发射部件(1)和线激光反射光斑接收部件(3)连接；所述控制器(4)包含所述线激光发射部件(1)的线激光控制模块(41)、所述线激光反射光斑接收部件(3)的信息处理模块(42)、数据计算模块(43)、输出接口模块(44)；基于所述超精密线激光转角传感器，所述超精密线激光转角感测方法包括如下步骤：

1)所述被检测物位于初始位置时，由所述线激光控制模块(41)控制线激光发射部件(1)发射线激光投射到正棱柱交错叠层激光反射部件(2)上，所述正棱柱交错叠层激光反射部件(2)反射后投射至所述线激光反射光斑接收部件(3)上点p₁₀，由所述信息处理模块(42)采集处理得到接收点p₁₀所在位置；

2)所述正棱柱交错叠层激光反射部件(2)发生转角Δθ时，所述激光束投射至正棱柱交错叠层激光反射部件(2)上，经所述正棱柱交错叠层激光反射部件(2)反射后投射至线激光反射光斑接收部件(3)上点p₁₁，由所述信息处理模块(42)采集处理得到接收点p₁₁所在位置；