[發(fā)明專利]長(zhǎng)期測(cè)量系統(tǒng)中激光器或位移傳感器的標(biāo)定及更換方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210461584.3
• 申請(qǐng)日: 2012-11-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102944177A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-02-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 樂(lè)開(kāi)端;易亞星
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué);西安華騰光電有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): G01B11/02
• 分類號(hào): G01B11/02;G01M11/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 朱海臨

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種測(cè)量系統(tǒng)中光電器件的標(biāo)定與更換方法，特別涉及一種基于激光準(zhǔn)直技術(shù)的長(zhǎng)期測(cè)量系統(tǒng)中激光器或位移傳感器的標(biāo)定與更換方法。

背景技術(shù)

利用準(zhǔn)直激光技術(shù)實(shí)現(xiàn)位移測(cè)量在很多領(lǐng)域都有應(yīng)用，對(duì)于高精度的測(cè)量來(lái)說(shuō)，位移傳感器的標(biāo)定是一個(gè)比較困難的問(wèn)題。特別是在由多個(gè)傳感器組成的固定的長(zhǎng)期測(cè)量系統(tǒng)中，如拱壩變形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，要求長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)位移的變化，當(dāng)測(cè)量系統(tǒng)中某個(gè)激光器或位移傳感器出現(xiàn)故障時(shí)，如何保證修復(fù)后系統(tǒng)的測(cè)量數(shù)據(jù)與故障前的測(cè)量數(shù)據(jù)的延續(xù)性和一致性，是一個(gè)亟待解決的實(shí)際問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

為了提高光電傳感器的標(biāo)定效率，解決長(zhǎng)期測(cè)量系統(tǒng)中激光器或位移傳感器的自由更換問(wèn)題，保證更換激光器或傳感器不影響測(cè)量數(shù)據(jù)的延續(xù)性和一致性，本發(fā)明提出了一種基于激光準(zhǔn)直技術(shù)的激光器或光電位移傳感器的標(biāo)定，以及激光器和傳感器的更換方法。

為達(dá)到以上目的，本發(fā)明是采取如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的：

一種長(zhǎng)期測(cè)量系統(tǒng)中激光器或位移傳感器的標(biāo)定方法，其特征在于，包括由激光器基座、傳感器基座、二維平臺(tái)、控制電路和計(jì)算機(jī)構(gòu)成的標(biāo)定系統(tǒng)，其中，傳感器基座固定于二維平臺(tái)上，激光器基座與傳感器基座之間的距離與實(shí)際測(cè)量系統(tǒng)中兩者之間的距離一致，控制電路由計(jì)算機(jī)控制使二維平臺(tái)沿兩個(gè)相互正交的方向移動(dòng)，移動(dòng)測(cè)量結(jié)果再返回計(jì)算機(jī)；

以上系統(tǒng)中，所述激光器的標(biāo)定方法為：

將一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的光電位移傳感器安裝在傳感器基座上，然后將待標(biāo)定的激光器安裝在激光器基座上，啟動(dòng)計(jì)算機(jī)中的激光器標(biāo)定程序，記錄并保存激光器的對(duì)中誤差，最后用于測(cè)量結(jié)果的修正；

所述位移傳感器的標(biāo)定方法為：將一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的激光器安裝在激光器基座上，然后將待標(biāo)定的光電位移傳感器安裝在傳感器安裝基座上，啟動(dòng)計(jì)算機(jī)中的傳感器標(biāo)定程序，記錄并保存標(biāo)定數(shù)據(jù)，作為計(jì)算測(cè)量結(jié)果的依據(jù)。

上述方案中，所述二維平臺(tái)的每個(gè)移動(dòng)方向各安裝一個(gè)平臺(tái)位移傳感器，將二維平臺(tái)的位移測(cè)量結(jié)果采集至計(jì)算機(jī)。

所述位移傳感器的具體標(biāo)定流程為：

a、設(shè)定標(biāo)定范圍和標(biāo)定步長(zhǎng)；

b、調(diào)整二維平臺(tái)，使激光光斑位于待標(biāo)定光電位移傳感器的中心；

c、將測(cè)量二維平臺(tái)位移量的兩個(gè)位移傳感器歸零；

d、按照設(shè)定的標(biāo)定范圍和標(biāo)定步長(zhǎng)進(jìn)行網(wǎng)格標(biāo)定并記錄標(biāo)定數(shù)據(jù)。

一種長(zhǎng)期測(cè)量系統(tǒng)中激光器的更換方法，其特征在于，在使用激光準(zhǔn)直位移測(cè)量或變形測(cè)量的測(cè)量系統(tǒng)中，采用前述標(biāo)定系統(tǒng)中相同結(jié)構(gòu)的激光器基座和傳感器基座，當(dāng)有激光器或光電位移傳感器出現(xiàn)故障，只需將故障件從安裝基座上卸下，重新安裝一個(gè)好的激光器或光電位移傳感器，同時(shí)將測(cè)量系統(tǒng)中故障器件的標(biāo)定數(shù)據(jù)用新器件的標(biāo)定數(shù)據(jù)替換。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：

1、可由計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制對(duì)激光器和光電傳感器進(jìn)行方便的標(biāo)定。

2、在長(zhǎng)期測(cè)量系統(tǒng)中，如果激光器或光電傳感器發(fā)生故障，可以隨時(shí)更換而不影響測(cè)量數(shù)據(jù)的一致性和延續(xù)性。

附圖說(shuō)明

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

圖1為本發(fā)明激光器、傳感器標(biāo)定系統(tǒng)原理框圖。圖中：1、平臺(tái)位移傳感器；2、控制電路；3、計(jì)算機(jī)；4、光電位移傳感器（標(biāo)準(zhǔn)或待標(biāo)定）；5、傳感器基座；6、二維平臺(tái)；7、激光器基座；8、激光器（標(biāo)準(zhǔn)或待標(biāo)定）；9、10、11、激光器基座三個(gè)相互正交的基準(zhǔn)面；9’、10’、11’、激光器三個(gè)相互正交的基準(zhǔn)面；12、13、14、傳感器基座三個(gè)相互正交的基準(zhǔn)面。

圖2為圖1中激光器基座示意圖。

圖3為圖1中激光器外形輪廓圖。

圖4為圖1中傳感器基座示意圖。

圖5為待標(biāo)定位移傳感器的標(biāo)定流程圖。

具體實(shí)施方式

參考圖1，本發(fā)明所需要的硬件設(shè)備包括激光器基座7、傳感器基座5、二維平臺(tái)6、相關(guān)的控制電路2和計(jì)算機(jī)3。

二維平臺(tái)可在一個(gè)平面內(nèi)沿兩個(gè)相互正交方向移動(dòng)，其移動(dòng)通過(guò)計(jì)算機(jī)3及控制電路2驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。每個(gè)移動(dòng)方向安裝一個(gè)平臺(tái)位移傳感器1，可測(cè)量二維平臺(tái)的位移量，測(cè)量結(jié)果由計(jì)算機(jī)3采集。位移傳感器1可由發(fā)光二極管和一維CCD器件組成。也可以者略平臺(tái)位移傳感器1，直接通過(guò)步進(jìn)電機(jī)所進(jìn)的步數(shù)來(lái)計(jì)算二維平臺(tái)的位移量。

標(biāo)定方法為：

（1）首先將激光器基座、二維平臺(tái)固定，使得激光器基座和傳感器基座之間的距離與實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)合中這兩者之間的距離一致。