[發明專利]對稱光橋式自穩激光測徑系統的標定方法、測量方法

有效

• 申請號: 201710166449.9
• 申請日: 2017-03-20
• 公開（公告）號: CN106969717B
• 公開（公告）日: 2022-12-20
• 發明（設計）人: 康學亮;王麗;張白;陳科
• 申請（專利權）人: 北方民族大學;合肥工業大學
• 主分類號: G01B11/08
• 分類號: G01B11/08
• 代理公司: 北京市領專知識產權代理有限公司 11590
• 代理人: 林輝輪;王小磊

1.對稱光橋式自穩激光測徑系統的標定方法，其特征在于，所述的對稱光橋式自穩激光測徑系統包括：平行激光源，用于產生平行激光；具有兩個反射面的對稱角反射鏡，用于將入射的平行激光分為兩部分，分別反射至一個聚光鏡；兩個所述聚光鏡，每個所述聚光鏡用于將反射進來的平行激光會聚至一個光電探測器；兩個所述光電探測器，分別位于一個聚光鏡的后焦面，用于檢測接收到的激光的強度；所述對稱角反射鏡的兩個反射面與入射的平行激光的夾角相等，且所述對稱角反射鏡將平行激光平均分為兩部分；定義所述的對稱光橋式自穩激光測徑系統中的兩個光電探測器分別為第一光電探測器和第二光電探測器，所述方法包括以下步驟：

調整平行激光源與對稱角反射鏡的相對位置，使得對稱角反射鏡將入射的平行激光平均分為兩部分，且對稱角反射鏡的兩個反射面與入射的平行激光的夾角相等；

控制平行激光源按照恒定的輸出功率輸出平行激光；

沿著垂直于平行激光的方向調整對稱角反射鏡的位置，分別讀取第一光電探測器和第二光電探測器的測量值，當第一光電探測器和第二光電探測器的測量值相同時，記錄此時的測量值，兩個測量值之和作為標定功率P₀，固定對稱角反射鏡的位置；

控制遮光板沿著垂直于平行激光的方向向前移動，當第一光電探測器的測量值最小時，記錄此時遮光板的位置，將該位置作為系統標定的參考零點；

控制遮光板按照相同的位移量繼續向前移動，每移動一個位移量記錄一次第二光電探測器的測量值，直到第二光電探測器的測量值最小；

控制遮光板向后運動，返回至所述系統標定的參考零點；

控制遮光板按照相同的位移量繼續向后移動，每移動一個位移量記錄一次光第一電探測器的測量值，直到第一光電探測器的測量值最大；

對標定過程中第一光電探測器的測量值與遮光板的位移量進行數據擬合，得到第一光電探測器的位移-光強表達式；對標定過程中第二光電探測器的測量值與遮光板的位移量進行數據擬合，得到第二光電探測器的位移-光強表達式。

2.對稱光橋式自穩激光測徑系統的測量方法，其特征在于，所述的對稱光橋式自穩激光測徑系統包括：平行激光源，用于產生平行激光；具有兩個反射面的對稱角反射鏡，用于將入射的平行激光分為兩部分，分別反射至一個聚光鏡；兩個所述聚光鏡，每個所述聚光鏡用于將反射進來的平行激光會聚至一個光電探測器；兩個所述光電探測器，分別位于一個聚光鏡的后焦面，用于檢測接收到的激光的強度；所述對稱角反射鏡的兩個反射面與入射的平行激光的夾角相等，且所述對稱角反射鏡將平行激光平均分為兩部分；定義所述的對稱光橋式自穩激光測徑系統中的兩個光電探測器分別為第一光電探測器和第二光電探測器，所述方法包括以下步驟：

控制平行激光源按照恒定的輸出功率輸出平行激光；

控制待測工件沿著垂直于平行激光的方向向前移動，分別讀取第一光電探測器和第二光電探測器的測量值，當第一光電探測器和第二光電探測器的測量值相同時，記錄此時的測量值，作為第一、第二光電探測器的測量值；

沿著垂直于平行激光的方向繼續向前移動待測工件，當第二光電探測器的測量值最大時，分別記錄此時第一光電探測器和第二光電探測器的測量值，將該兩個測量值之和作為測量激光功率P₁；

將第一光電探測器的測量值乘以測量修正系數P₁/P₀后，代入權利要求1中所得的第一光電探測器的位移-光強表達式中，計算得到第一位移值，將第二光電探測器的測量值乘以測量修正系數P₁/P₀后，代入權利要求1中所得的第二光電探測器的位移-光強表達式中，計算得到第二位移值，第二位移值與第一位移值的差值即為待測工件的直徑；P₀為標定功率。

3.根據權利要求2所述的測量方法，其特征在于，在所述控制平行激光源按照恒定的輸出功率輸出平行激光步驟之前，所述方法還包括步驟：

調整平行激光源與對稱角反射鏡的相對位置，使得對稱角反射鏡將入射的平行激光平均分為兩部分，且對稱角反射鏡的兩個反射面與入射的平行激光的夾角相等。