[發明專利]通用水平轉臺絕對角度和旋轉角度的測量方法

有效

• 申請號: 201510054221.1
• 申請日: 2015-02-03
• 公開（公告）號: CN104634280B
• 公開（公告）日: 2017-09-12
• 發明（設計）人: 李帥;李朝陽;王乘;李妍妍;許毅;陳運;冷雨欣;李儒新
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海光學精密機械研究所
• 主分類號: G01B11/26
• 分類號: G01B11/26
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司31213
• 代理人: 張澤純,張寧展

1.一種通用水平轉臺絕對角度和旋轉角度的測量方法，其特征在于該方法包括如下步驟：

1)建立測量光路：該測量光路包括寬帶光源(1)，沿該寬帶光源(1)的激光輸出方向依次是孔徑光闌(2)、衰減片(3)、分光鏡(4)、第一反射鏡(5)、第二反射鏡(6)、角錐(7)，經所述的角錐(7)的反射光方向依次是第二反射鏡(6)、第一反射鏡(5)、分光鏡(4)、聚焦透鏡(10)、探頭(11)、光纖(12)、光纖光譜儀(13)，所述的光纖光譜儀(13)的輸出端與計算機(14)的輸入端相連，利用所述的光纖光譜儀(13)測量記錄寬帶光源(1)輸出光的光譜，微調第一反射鏡(5)和第二反射鏡(6)使所述的光纖光譜儀(13)測得的光譜強度最大；

2)移除角錐(7),旋轉通用水平轉臺至零刻度位置，旋轉次數n記為零，即n＝0，此時通用水平轉臺初始角度θ₀＝0，將反射式衍射光柵(8)放置在所述的通用水平轉臺(9)上，且所述的反射式衍射光柵(8)的光柵條紋垂直于通用水平轉臺(9)的臺面，調整所述的反射式衍射光柵(8)相對第二反射鏡(6)輸出光路的角度姿態直到所述的光纖光譜儀(13)測得尖銳的滿足利特羅角條件的光譜信號；

3)確定所述的反射式衍射光柵(8)的初始角度：計算機(14)利用如下光柵方程

計算出此時第二反射鏡(6)輸出光路相對于所述的反射式衍射光柵(8)的入射角：

其中，d為光柵常數，λ₁為峰值波長，為利特羅角，即此時反射式衍射光柵(8)相對第二反射鏡(6)輸出光路的入射角；

4)計算絕對角度測量值：令所述的通用水平轉臺(9)的旋轉次數為n，第n次旋轉所述的通用水平轉臺(9)至第n個非零刻度處，對應的刻度值為α_n，所述的光纖光譜儀(13)將測得另一峰值波長λ₂，計算機(14)通過如下公式計算出通用水平轉臺(9)的第n次的旋轉角度Δθ_n：

Δθ_n＝arcsin(λ₂/2d)-arcsin(λ₁/2d)

累積的旋轉角度

Δθ=Σi=1nΔθn]]>

所述的通用水平轉臺(9)的第n個非零刻度對應的絕對角度測量值θ_n為初始角度θ₀和累積的旋轉角度Δθ之和；

5)將步驟4)得到的第n個非零刻度對應的絕對角度測量值θ_n與通用水平轉臺(9)的第n個刻度值α_n比較，得到所述的通用水平轉臺(9)第n個刻度值α_n與絕對角度測量值θ_n的誤差；

6)令所述的光纖光譜儀(13)的峰值波長為λ₁，當所述的光纖光譜儀(13)測得的光譜信號靠近所述的寬帶光源(1)光譜范圍的一側邊緣時，則調整第一反射鏡(5)或第二反射鏡(6)，直到光纖光譜儀(13)測得的光譜信號靠近寬帶光源(1)光譜范圍的另一側邊緣，重新記錄所述的光纖光譜儀(13)的峰值波長為λ₁；

7)返回步驟4)，直至完成所述的通用水平轉臺(9)的360度絕對角度的測量；

8)以所述的通用水平轉臺(9)刻度值為橫坐標，對應的絕對角度測量值為縱坐標，作出測量曲線，所述的通用水平轉臺(9)任意兩個刻度之間的旋轉角度Δθ_arb等于相對應的縱坐標之差。