[實用新型]導軌滾轉角的非接觸激光測量裝置

無效

• 申請號: 200820030158.3
• 申請日: 2008-09-02
• 公開（公告）號: CN201273815Y
• 公開（公告）日: 2009-07-15
• 發明（設計）人: 史恩秀;郭俊杰;黃玉美;楊辛芳
• 申請（專利權）人: 西安交通大學;西安理工大學
• 主分類號: G01B11/26
• 分類號: G01B11/26
• 代理公司: 西安弘理專利事務所
• 代理人: 羅 笛

技術領域

本實用新型屬于光電檢測技術領域，涉及一種用于機械導軌的檢測裝置，具體涉及一種導軌滾轉角的非接觸激光測量裝置。

背景技術

制造和安裝誤差導致采用直線導軌的加工設備或測量設備，其導軌運動副不同程度地存在6項幾何誤差，其中，在俯仰角、偏擺角和滾轉角三個角運動誤差的相應方向造成的阿貝誤差嚴重影響設備的加工或測量精度。誤差補償是目前減小和消除阿貝誤差以提高設備精度的主要手段，但前提是精確測量角運動誤差。

滾轉角的測量裝置，目前主要有基于準直激光的滾轉角測量裝置、基于偏振激光的法拉第磁光調制裝置、基于偏振激光的液晶光閥分時調制裝置和基于偏振激光的滾轉角測量裝置等；其中，基于偏振激光的滾轉角測量裝置，結構簡單、安裝調試方便，可應用于機械導軌滾轉角的測量，但該裝置測量精度和靈敏度較低。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種導軌滾轉角的非接觸激光測量裝置，不僅結構簡單、安裝調試方便，而且其測量精度和靈敏度較高。

本實用新型所采用的技術方案是，一種導軌滾轉角的非接觸激光測量裝置，包括激光器，沿激光器光束射出方向依次設置有固接于工作臺上的敏感元件和反射鏡，敏感元件為1/2波片，反射鏡為直角棱鏡，沿直角棱鏡反射光射出方向設置有偏振分光鏡，1/2波片位于直角棱鏡與偏振分光鏡之間，沿偏振分光鏡兩束分光射出方向分別設置有光電探測器A和光電探測器B，光電探測器A和光電探測器B分別與信號處理電路相連接。

本實用新型的特征還在于，

信號處理電路與計算機相連接。

本實用新型測量裝置的有益效果是：

1.測量裝置中，光路結構簡單，安裝調試方便，在保證測量精度的前提下，有效降低了成本。

2.測量輸出量ΔI與被測量Δθ近似成線性關系，且測量裝置靈敏度得到進一步提高。

3.測量過程中測量系統中的敏感元件1/2波片不帶電纜，被測導軌的行程不受限制，且適合于設備導軌滾轉角的在線動態測量，可從根本上有效提高設備的精度。

附圖說明

圖1是現有測量裝置的結構示意圖；

圖2是本實用新型測量裝置的結構示意圖。

圖中，1.激光器，2.偏振分光鏡，3.1/4波片，4.反射鏡，5.工作臺，6.渥拉斯頓棱鏡，7.二象限光電探測器，8.信號處理電路，9.計算機，10.光電探測器A，11.光電探測器B，12.1/2波片，13.直角棱鏡。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型進行詳細說明。

現有測量裝置的結構，如圖1所示。包括激光器1，沿激光器1光束的射出方向依次設置的偏振分光鏡2、1/4波片3和反射鏡4，1/4波片3固接于工作臺5；沿偏振分光鏡2的反射光方向依次設置有渥拉斯頓棱鏡6和二象限光電探測器7，二象限光電探測器7與信號處理電路8連接，信號處理電路8與激光器1相連接。

本實用新型測量裝置的結構，如圖2所示。包括激光器1，沿激光器1光束射出方向依次設置有1/2波片12和直角棱鏡13，1/2波片12固接于工作臺5；沿直角棱鏡13反射光的出射方向設置有偏振分光鏡2，1/2波片12位于偏振分光鏡2與直角棱鏡13之間，沿偏振分光鏡2的兩分光束射出方向分別設置有光電探測器A10和光電探測器B11，光電探測器A10和光電探測器B11分別與信號處理電路8相連接，信號處理電路8與計算機9相連接。

本實用新型測量裝置

采用很薄的1/2波片12作為敏感元件，工作臺5在直線運動中產生的俯仰角和偏擺角誤差不會混疊到滾轉角誤差測量中，可以保證測量精度。

采用直角棱鏡13，使得探測光兩次經過1/2波片12時，逆向出射光與入射光平行不重疊且垂直通過1/2波片12，保證探測光偏振方向的改變是疊加的。

現有測量系統，1/4波片3的快軸方向的初始位置與激光器1發出的線偏振激光的偏振方向成45°，該偏振激光沿其傳播方向依次經過偏振分光鏡2和1/4波片3，射入反射鏡4，經反射鏡4反射逆向通過1/4波片3，射入偏振分光鏡2，經偏振分光鏡2折射進入光軸方向與出射光偏振方向成45°的渥拉斯頓棱鏡6，渥拉斯頓棱鏡6將入射光束分為兩束光，并同時射到二象限光電探測器7的不同象限，光電探測器7測量到的兩束光的光強信號經信號處理電路8處理得到反映兩束光的光強差ΔI的相應的電壓差信號，信號處理電路8將相應的電壓差信號進行處理，得到滾轉角Δθ的大小和方向。