[發明專利]長期測量系統中激光器或位移傳感器的標定及更換方法

無效

• 申請號: 201210461584.3
• 申請日: 2012-11-15
• 公開（公告）號: CN102944177A
• 公開（公告）日: 2013-02-27
• 發明（設計）人: 樂開端;易亞星
• 申請（專利權）人: 西安交通大學;西安華騰光電有限責任公司
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02;G01M11/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 朱海臨

技術領域

本發明涉及一種測量系統中光電器件的標定與更換方法，特別涉及一種基于激光準直技術的長期測量系統中激光器或位移傳感器的標定與更換方法。

背景技術

利用準直激光技術實現位移測量在很多領域都有應用，對于高精度的測量來說，位移傳感器的標定是一個比較困難的問題。特別是在由多個傳感器組成的固定的長期測量系統中，如拱壩變形監測系統，要求長期監測位移的變化，當測量系統中某個激光器或位移傳感器出現故障時，如何保證修復后系統的測量數據與故障前的測量數據的延續性和一致性，是一個亟待解決的實際問題。

發明內容

為了提高光電傳感器的標定效率，解決長期測量系統中激光器或位移傳感器的自由更換問題，保證更換激光器或傳感器不影響測量數據的延續性和一致性，本發明提出了一種基于激光準直技術的激光器或光電位移傳感器的標定，以及激光器和傳感器的更換方法。

為達到以上目的，本發明是采取如下技術方案予以實現的：

一種長期測量系統中激光器或位移傳感器的標定方法，其特征在于，包括由激光器基座、傳感器基座、二維平臺、控制電路和計算機構成的標定系統，其中，傳感器基座固定于二維平臺上，激光器基座與傳感器基座之間的距離與實際測量系統中兩者之間的距離一致，控制電路由計算機控制使二維平臺沿兩個相互正交的方向移動，移動測量結果再返回計算機；

以上系統中，所述激光器的標定方法為：

將一個標準的光電位移傳感器安裝在傳感器基座上，然后將待標定的激光器安裝在激光器基座上，啟動計算機中的激光器標定程序，記錄并保存激光器的對中誤差，最后用于測量結果的修正；

所述位移傳感器的標定方法為：將一個標準的激光器安裝在激光器基座上，然后將待標定的光電位移傳感器安裝在傳感器安裝基座上，啟動計算機中的傳感器標定程序，記錄并保存標定數據，作為計算測量結果的依據。

上述方案中，所述二維平臺的每個移動方向各安裝一個平臺位移傳感器，將二維平臺的位移測量結果采集至計算機。

所述位移傳感器的具體標定流程為：

a、設定標定范圍和標定步長；

b、調整二維平臺，使激光光斑位于待標定光電位移傳感器的中心；

c、將測量二維平臺位移量的兩個位移傳感器歸零；

d、按照設定的標定范圍和標定步長進行網格標定并記錄標定數據。

一種長期測量系統中激光器的更換方法，其特征在于，在使用激光準直位移測量或變形測量的測量系統中，采用前述標定系統中相同結構的激光器基座和傳感器基座，當有激光器或光電位移傳感器出現故障，只需將故障件從安裝基座上卸下，重新安裝一個好的激光器或光電位移傳感器，同時將測量系統中故障器件的標定數據用新器件的標定數據替換。

本發明的優點是：

1、可由計算機自動控制對激光器和光電傳感器進行方便的標定。

2、在長期測量系統中，如果激光器或光電傳感器發生故障，可以隨時更換而不影響測量數據的一致性和延續性。

附圖說明

以下結合附圖和具體實施方式對本發明做進一步的詳細描述。

圖1為本發明激光器、傳感器標定系統原理框圖。圖中：1、平臺位移傳感器；2、控制電路；3、計算機；4、光電位移傳感器（標準或待標定）；5、傳感器基座；6、二維平臺；7、激光器基座；8、激光器（標準或待標定）；9、10、11、激光器基座三個相互正交的基準面；9’、10’、11’、激光器三個相互正交的基準面；12、13、14、傳感器基座三個相互正交的基準面。

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為待標定位移傳感器的標定流程圖。

具體實施方式

參考圖1，本發明所需要的硬件設備包括激光器基座7、傳感器基座5、二維平臺6、相關的控制電路2和計算機3。

二維平臺可在一個平面內沿兩個相互正交方向移動，其移動通過計算機3及控制電路2驅動步進電機的轉動來實現。每個移動方向安裝一個平臺位移傳感器1，可測量二維平臺的位移量，測量結果由計算機3采集。位移傳感器1可由發光二極管和一維CCD器件組成。也可以者略平臺位移傳感器1，直接通過步進電機所進的步數來計算二維平臺的位移量。

標定方法為：

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