[發(fā)明專利]基于激光干涉的位移測(cè)量誤差標(biāo)定裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810456435.5
• 申請(qǐng)日: 2018-05-14
• 公開（公告）號(hào): CN108917611A
• 公開（公告）日: 2018-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周偉靜;洪延姬;常浩;金星;葉繼飛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍戰(zhàn)略支援部隊(duì)航天工程大學(xué)
• 主分類號(hào): G01B11/02
• 分類號(hào): G01B11/02;G01B7/02
• 代理公司: 北京元周律知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11540
• 代理人: 李花

本發(fā)明公開了一種基于激光干涉的位移測(cè)量誤差標(biāo)定裝置，包括：測(cè)量對(duì)象模擬部件，包括棱鏡，棱鏡設(shè)置于測(cè)量對(duì)象模擬部件上并隨測(cè)量對(duì)象模擬部件運(yùn)動(dòng)；激光干涉組件，與棱鏡光路連接，并隨測(cè)量對(duì)象模擬部件的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生激光干涉輸出；待標(biāo)定傳感器探頭，待標(biāo)定傳感器探頭正對(duì)棱鏡設(shè)置，測(cè)量待標(biāo)定傳感器探頭到測(cè)量對(duì)象模擬對(duì)象的線性距離；擬合傳感器輸出和激光干涉輸出得到傳感器的非線性誤差和非平行誤差；測(cè)量對(duì)象模擬部件的運(yùn)動(dòng)為測(cè)量對(duì)象模擬部件繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)和測(cè)量對(duì)象模擬部件靠近或遠(yuǎn)離待標(biāo)定傳感器探頭。該裝置能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)微推力微沖量測(cè)量中微小位移測(cè)量裝置的非線性誤差和非平行誤差標(biāo)定，具有較好的通用性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于激光干涉的位移測(cè)量誤差標(biāo)定裝置，屬于航天器微推進(jìn)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在星載推力器的微推力和微沖量測(cè)量中，通常采用直接測(cè)量方式，即將推力器的推力輸出轉(zhuǎn)化為測(cè)量臺(tái)架的振動(dòng)幅值或轉(zhuǎn)動(dòng)角度。微推力和微沖量引起的轉(zhuǎn)動(dòng)角度通常小于5度，利用位移傳感器測(cè)量臺(tái)架轉(zhuǎn)動(dòng)部件的線位移代替即可?？紤]到電磁干擾、真空測(cè)量環(huán)境等因素，通常采用電容式位移傳感器。

電容式位移傳感器屬于非接觸測(cè)量傳感器，工作時(shí)探頭作為一個(gè)電極，被測(cè)導(dǎo)電對(duì)象作為另一個(gè)相對(duì)電極，被測(cè)導(dǎo)電對(duì)象移動(dòng)造成極板間距變化，該間距變化會(huì)引起電容值大小的變化，從而可以測(cè)量探頭到被測(cè)導(dǎo)電對(duì)象的距離。在使用傳感器之前，需要對(duì)其的非線性進(jìn)行標(biāo)定。同時(shí)，測(cè)量臺(tái)架轉(zhuǎn)動(dòng)部件轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)會(huì)造成電容極板之間的不平行，會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果有影響，也需要對(duì)其的非平行誤差進(jìn)行標(biāo)定。微推力和微沖量中，測(cè)量臺(tái)架的轉(zhuǎn)動(dòng)位移測(cè)量至關(guān)重要，直接決定微推力和微沖量的測(cè)量精度。而現(xiàn)有測(cè)量裝置中，缺乏對(duì)臺(tái)架的轉(zhuǎn)動(dòng)位移測(cè)量裝置。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)方面，提供了一種基于激光干涉的位移測(cè)量誤差標(biāo)定裝置，該裝置能標(biāo)定微推力和微沖量測(cè)量中，電容式位移傳感器的非線性誤差和非平行性誤差。

所述基于激光干涉的位移測(cè)量誤差標(biāo)定裝置，包括：

測(cè)量對(duì)象模擬部件，包括反透射棱鏡，所述反透射棱鏡設(shè)置于測(cè)量對(duì)象模擬部件上并隨所述測(cè)量對(duì)象模擬部件運(yùn)動(dòng)；

激光干涉組件，與所述反透射棱鏡光路連接，并隨所述測(cè)量對(duì)象模擬部件的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生激光干涉輸出；

待標(biāo)定傳感器探頭，所述待標(biāo)定傳感器探頭正對(duì)所述反透射棱鏡設(shè)置，測(cè)量所述待標(biāo)定傳感器探頭與所述測(cè)量對(duì)象模擬部件之間的線性距離；

擬合所述傳感器輸出和所述激光干涉輸出得到所述傳感器的非線性誤差和非平行誤差；

所述測(cè)量對(duì)象模擬部件的運(yùn)動(dòng)為所述測(cè)量對(duì)象模擬部件繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)和所述測(cè)量對(duì)象模擬部件靠近或遠(yuǎn)離所述待標(biāo)定傳感器探頭。

優(yōu)選的，入射所述反透射棱鏡的激光束的入射點(diǎn)與所述待標(biāo)定傳感器探頭對(duì)所述測(cè)量對(duì)象模擬部件的測(cè)量點(diǎn)在同一鉛垂線上，且所述入射點(diǎn)和所述測(cè)量點(diǎn)均遠(yuǎn)離所述測(cè)量對(duì)象模擬塊的轉(zhuǎn)軸。

優(yōu)選的，所述基于激光干涉的位移測(cè)量誤差標(biāo)定裝置還包括光電處理組件，所述光電處理組件與所述激光干涉組件光路連接，所述光電處理組件獲取所述激光干涉輸出。

優(yōu)選的，所述光電處理組件包括光電探測(cè)器和示波器，所述示波器與所述光電探測(cè)器數(shù)據(jù)連接，所述光電探測(cè)器與所述激光干涉組件光路連接并獲取所述激光干涉輸出。

優(yōu)選的，所述激光干涉組件包括：激光器、分光器；所述反透射棱鏡包括第一棱鏡和第二棱鏡；所述激光器、所述第一棱鏡和所述第二棱鏡分別與所述分光器光路連接；所述第二棱鏡設(shè)置于所述測(cè)量對(duì)象模擬部件上；所述分光器的入射面與所述激光器光路連接，所述分光器的出光端輸出所述激光干涉輸出。

優(yōu)選的，所述基于激光干涉的位移測(cè)量誤差標(biāo)定裝置還包括光電處理組件，所述分光器的出光端與所述光電處理組件光路連接。