光电自准直仪自适应光源设计方法研究

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1、2014年12月宇航计测技术Dec.,2014第34卷第6期JournalofAstronauticMetrologyandMeasurementVol.34,No.6＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝文章编号:1000-7202(2014)06-0001-03中图分类号:TH741文献标识码:A光电自准直仪自适应光源设计方法研究周军王锴磊沙春哲王春喜王占涛(北京航天计量测试技术研究所,北京100076)摘要介绍了一种自适应光源设计方法。

2、利用反馈原理自动校正自准直光源参数,调节发光强度,降低了自准直仪对反光面、使用环境的苛刻要求,提高了仪器的环境通用性及测量精度。关键词自准直自适应光源PID运算StudyofAdaptiveLightSourceforPhotoelectricAutocollimatorZHOUJunWANGKai—leiSHAChun—zheWANGChun—xiWANGZhan—tao(BeijingAerospaceInstituteforMetrologyandMeasurementTechnology,

3、Beijing100076)AbstractTheMethodofadaptivelightsourcedesignhasbeenintroduced.Theconditionoftheusingenvironmentandreflect—planeisreduced,byusingtheprincipleoffeedbackrevisedadaptivelightsourceautomatically.Thecommonnessandprecisioninmeasurementhavebeeni

4、mprovedbyusingthismethod.KeywordsAuto—collimatorAdaptivelightsourcePIDoperation1引言光源强度,这种方法操作简单,但是在实际应用中,由于不同的反射率而造成了CCD采集到的信号强弱的光电自准直仪广泛用于精密角度测量、导轨的平差异,将会造成很大的测量误差。手动调节光源法在行度或平直度测量、台面的平整度测量等方面[1~2],很大程度上提高了自准直系统的测量精度。但是,由是机械制造、船舶、航空航天、计量测试等部门的必备于工作中造

5、成光信号变化的因素很多,通过手动调节设备。作为自准直技术和光电技术相结合的产物,它很难保证CCD实时采集到一致的光强信号,且不能利用光学自准直原理,由内部准直光源发射一束平行满足高速、高精度测量的应用。基于此,本文提出了光,经反射面反射由线阵或面阵CCD接收[2]。准直一种自准直光源的自适应调节方法。光源的好坏直接影响了成像质量,进而影响了设备的通用性及测试精度。目前,国内对自准直光源的调节2自适应关键技术及其实现方法还不成熟,主要有固定光源、手动调节光源等方法。固定光源法是在自准直系统工作过程中

6、不调节LED冷光源是一种固态的半导体器件,它可以收稿日期:2013-12-18,修回日期:2014-02-20作者简介:周军(1984-),男,硕士,工程师,主要研究方向:光电瞄准设备测试及研发。·2·宇航计测技术2014年直接把电能转化为光能,具有直流驱动以及低功耗等特点被广泛应用于各种自准直系统中。本系统采等特点。基于光输出和工作电流成正比的特点,光用LED冷光源作为光电自准直系统的测量光源。电自准直仪出射的平行光照射在不同的反射面,通分光系统为双胶合直角棱镜,按照所使用的波段镀过光学系统反馈

7、回来的光强有所差别。较大的光强分光膜,实现光束的1：1分离,分别用于光源的发差异对最终的解算测角结果有较大的影响。设定光出和光敏器件的接收。物镜系统为常规的双胶合透电自准直系统在工作状态时接收的光强始终为一恒镜。光敏器采用光电耦合器件CCD完成光学信号定值Q。反射面形较差,平面度不好时,接收器件到电信号的转换。处理器为一微型计算机,完成对i接收的光强Q

8、统,反射回来的反射光强保持在恒流电路部分的实现原理如图2所示。该电路一恒定的值Q。反射面的面形较好,接收器件接收采用了可调恒流源结构,当输入电压在一定范围内i的光强Q>Q,控制系统减小输出PWM波,调节脉变化时,流过LED的电流随之变化,LED光源的亮ai冲宽度,输出电流变小,使得LED的出射光强变弱,度也随之变化。因此,自适应光源的亮度调节只需同样使得到达接收器的光强为Q。从而达到不同要调节输入电压的大小即可。i反射面下光源自适应调节的目的。原理如图1所示,光电自准直仪自适应光源