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了解激光跟踪干涉仪的基本原理

更新时间:2023-10-13      点击次数:1226
  国产激光干涉仪作为一种高精度测量仪器,在科学研究、工业生产和医疗诊断等领域有着广泛的应用。以光波为载体,利用激光作为长度基准,建立在激光和自动控制技术基础上的一种高精度三维测量系统,主要用于大尺寸空间坐标测量领域。它集中了激光干涉测距、角度测量等先进技术,基于球坐标法测量原理,通过测角、测距实现三维坐标的精密测量。
 
  仪器主要采用光栅度盘测角(相对增量式测角)。度盘转动时,光信号通过莫尔条纹落在光电接收管上,每转动一条光栅,接收管上就相应移动一个条纹宽度,接收管中输出电流变化一周期(光栅夹角已知,利用计数器所计电流周期即可计算角度值)。
 
  基本原理:
 
  激光跟踪仪由干涉仪/测距仪与两个互相垂直的测角系统构成。通过双轴旋转驱动机构控制光线跟踪反射靶的移动,同时测得反射靶球的距离及旋转轴的角坐标,确定目标点三维坐标。测量时在目标点P处放置一个棱镜反射球,激光头发射并接收反射球返回的激光,仪器便可同时获取目标点P的仪转角α、仪顶角β和斜距D,即可求得目标点P的三维坐标。
 
  激光束通过分光镜后,分成两束激光(参考光束和测量),分别经两个角锥反射镜反射后平行于出射光返回,通过分光镜后进行叠加(两束激光频率相同、振动方向相同且相位差恒定,即满足干涉条件),产生相长或相消。反射镜每移动半个激光波长,将产生一次完整的明暗干涉现象,通过接收到的明暗条纹变化及电子细分,即可求得距离变化(距离=干涉条纹数*激光半波长)。
 
  国产激光干涉仪的创新点:
 
  系统集成化:在硬件设计和软件开发上进行了深度集成,使得仪器更加紧凑、便携和易于操作。新颖点:采用嵌入式处理器和操作系统,实现智能化控制和数据处理,提高仪器的性能和用户体验。
 
  自适应测量技术::引入自适应测量技术,可以根据不同的测量对象和环境条件自动调整参数和算法,提高测量的精度和可靠性。新颖点:采用机器学习和人工智能算法,实现自动学习和优化,适应复杂多变的测量场景。
 
  多通道数据采集:;引入多通道数据采集技术,可以同时采集多个点的位移信息,提高测量效率和多点监测能力。新颖点:采用高速ADC和并行信号处理技术,实现高精度、高速率和高密度的数据采集和处理。
 
  国产激光干涉仪在原理、应用和创新方面取得了重要进展。通过充分发挥技术优势,国内厂商不断改进和创新激光干涉仪的性能和功能,提高其在科研、工业和医疗领域的应用价值。
 

国产激光干涉仪

 

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