【正文】 射鏡，且使反射鏡和四象限探測器在同一個半徑上。凸臺在加工時精度要求和 回轉(zhuǎn)體構(gòu)件 軸線垂直，反射鏡軸線與 回轉(zhuǎn)體構(gòu)件 軸線平行，此時從激光器發(fā)射的激光束射到反射鏡上，利用自激光準(zhǔn)直原理，當(dāng)激光器的入射光與反射光重合時，射到反射鏡的激光束就與 回轉(zhuǎn)體構(gòu)件 的軸線平行。則測量時射到探測器上的激光束與 回轉(zhuǎn)體構(gòu)件 的軸線平行。 4. 上面三步完成了對發(fā)射裝置的調(diào)節(jié)，在安裝四象限探測器前先對探測器的性能 進行檢測，給四象限探測器 QP50— 6SD 的 PAD1 加偏置電壓，實驗時選擇 +5V。 PAD2 為（ V3+V4）－（ V1+V2）的輸出， PAD3 為（ V2+V3）－（ V1+V4）的輸出， PAD4 為（ V1+V2+V3+V4）的輸出。此三路信號與數(shù)據(jù)采集卡 [29]。 PMD1208LS 連接。 PAD5加 +15V， PAD6 接地， PAD7 加－ 15V。把 PMD1208LS 通過數(shù)據(jù)線與計算機相連，把激光束射向四象限探測器，三路信號的輸出通過計算機軟件的實現(xiàn)能從顯示器上直接讀出，當(dāng)無激光照射時，理想情況是 PAD2 和 PAD3 輸出 為 0，但由于制作工藝和背景光的影響， PAD2 的輸出為 ， PAD3 的輸出為 。 5. 檢測后把四象限探測器安裝在理想 回轉(zhuǎn)體構(gòu)件 的 兩點 處，把精密轉(zhuǎn)臺和步進電機控制器連接，此時就可以進行測量了。用 SC100 控制器啟動步進電機，此時顯示 PAD2 的輸出為 ， PAD3 的輸出為 ， PAD4 為（ V1+V2+V3+V4）的輸出，由 PAD4判斷是否激光束照射到四象限探測器的中心，對于四象限探測器， PAD4 顯示為 0 有兩種可能。此時可以讀出電機轉(zhuǎn)過的精確角度。 5 誤差因素分析 本設(shè)計中的誤差主要包括四象限探測器誤差，激光束是否垂直與精密轉(zhuǎn)臺所造成的誤差，以及機械裝配所造成的誤差。其中四象限探測器的誤差影響 因素主要有背景光、探測器的暗電流及噪聲、放大器的噪聲等 [28]。 1. 背景光的影響 。 背景光對探測器的影響是非常大的。背景光中含有各種波長的光，探測器不僅對某一波長的光有響應(yīng)，而且對附近波長的光也有響應(yīng)。由于激光比較弱，相應(yīng)的放大器的放大倍數(shù)就比較大，探測器的探測到有用光的同時也探測到無用的背景光，送入放大器一起放大。這對目標(biāo)方位調(diào)整有一定的影響。實驗證明， 晚上比白天工作效果好。解決背景光的一個有效措施是對激光進行調(diào)制。我們在白天做實驗時采取了一些光學(xué)措施，較好地解決了問題。在實驗中得出：當(dāng)激光束照射到探測器的中心時，探測器的輸出信號并不為 0， PAD2 的輸出為 ， PAD3 的輸出為 。由于系統(tǒng)中精密轉(zhuǎn)臺的旋轉(zhuǎn)起停就是又 PAD2 及 PAD3 的輸出來判斷的，所以此誤差因素可以通過軟件來消除，只要把兩路信號的判斷條件分別由 0 修正為 和 即可 [29]。 2. 四象限探測器 。 四象限探測器是在一個光敏面上用十字溝道隔成四個象限的。十字溝道是 盲區(qū)，其聚焦太小時，就可能落在盲點上造成錯誤判斷。四象限算得的位置偏移和光斑中心位置的線性程度受光斑大小和形狀的影響，束斑半徑取 r=R/2， R 為四象限光敏面的半徑 [30]。 3. 激光束的同軸度誤差 。 測試過程中要求激光束垂直于精密轉(zhuǎn)臺，激光束的同軸度可以有實驗測出。把激光束的長度 L 和旋轉(zhuǎn)的半徑 R 可以測出，則同軸度 α可得出 [31]。 如圖所示： 圖 同軸度誤差 LRa /tan ? （ 10） 激光束的同軸度誤差主要在沿 理想 回轉(zhuǎn)構(gòu)件 的切線方向上引起誤差，當(dāng)激光束有一α 的偏差時，對測試轉(zhuǎn)角引起的誤差由以下公式得到： ??ral /tan （ 11） 其中： l 為理想 回轉(zhuǎn)體構(gòu)件 的長度， r 為 理想 回轉(zhuǎn)構(gòu)件 的半徑， ? 為同軸度引起的誤差 [32]。 4. 精密轉(zhuǎn)臺的誤差 精密轉(zhuǎn)臺是一機械裝置，在運轉(zhuǎn)時急停有慣性。照在探測器上的光點比較小，探測器對位置的偏差很敏感，這就造成精密轉(zhuǎn)臺有時來回振動，測量系統(tǒng)探測的光斑也就來回擺動，影響了測量。本設(shè)計選用的是北京光學(xué)儀器廠的 MRS102，其重復(fù)定位精度小于 [33]。 6 結(jié)論與展望 本課題用光電測試法解決了空間角度測試問 題，精度高、響應(yīng)速度快，并且激光信號抗干擾能力強。在設(shè)計中選用的四象限探測器于后級處理電路集成在一塊板子上，使用方便，整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，易于操作。在設(shè)計中，四象限探測器的輸出信號通過數(shù)據(jù)采集卡與計算機相連接，探測器的輸出信號直接通過軟件由顯示器顯示出來。根據(jù)此信號來控制步進電機的起停。從而測量出旋轉(zhuǎn)角度。 本設(shè)計中的步進電機的起停是由手動操作步進電機控制器來實現(xiàn)的，在以后的設(shè)計中可以直接通過軟件編程，用計算機實現(xiàn)控制全過程，這樣可以更迅速，準(zhǔn)確的測出角度。 參 考 文 獻 [1] 張琢 李鵬生 . 測角技術(shù)國內(nèi)外發(fā)展概況 .宇航計測技術(shù)， 1994 [2] 張東華 .械式測角技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用 .中國計量 ,1990 [3] 王書寶 .內(nèi)外光學(xué)式測角技術(shù) 2021(3) [4] 孫祖寶 .光柵測角儀 機 械工業(yè)出版社， 1988 [5] 花國梁 .精密測量技術(shù) .北京：中國計量出版社， 1990 [6] 葉聲華 .激光在精密計量中的應(yīng)用 .北京：機械工業(yè)出版社， 1984 [7] 強錫富 .傳感器 .北京：機械工業(yè)出版社， 1982 [8] 施涌潮 .多齒分度臺 .宇航計測技術(shù)， 1986（ 2） [9] 呂海寶 . 激光光電檢測 . 長沙： 國防科技大學(xué)出版社 . 2021 ， [10] 中 國激光網(wǎng) .半導(dǎo)體激光器結(jié)構(gòu)及 特點 [11] 張蓉 聶文杰 葉一東等 .激光器的發(fā)展與應(yīng)用 .1996 [12] ALB 系列精密平移臺 . [13] 數(shù)據(jù)采集卡 .PMD1208LS . [14] 張德文 .紅外對抗技術(shù) .紅外與激光工程， 1996（ 5）： [15] 王東生 .四象限探 測器用于小角度測量 .光學(xué)儀表學(xué)報， 2021 [16] QP50— 6SD. [17] 趙廣福 .光電對抗技術(shù)評述 .紅外技術(shù)， 1996（ 2）： [18] 孫小泉 .激光對抗原理與技術(shù) .北京：解放軍出版社， 2021 [19] 戴宏名 .條形碼技術(shù)及應(yīng)用 .重慶：重慶大學(xué)出版社， 1991 [20] 周一 宇 .二維精密微調(diào)平移臺 .北 京：解放軍科學(xué)出版社， 1995 [21] 望譜豐 .信息 戰(zhàn)與軍事革命 .北京：軍事科學(xué)出版社， 1995 [22] 張德文 .紅外對抗技術(shù) .紅外與激光工程， 1996（ 5） [23] 何友金 .光電對抗 .北京：海潮出版社， 2021 [24] 李世祥 .光電對抗技術(shù) .長沙：國防科技大學(xué)出版社 .2021 [25] 張志鵬 .光纖傳感器原理 .北京：中國計量出版社， 1991 [26] 陳宏哲 .激光有源干擾技術(shù)綜述 .光電對抗與無源干擾， 1996（ 3） [27] 覃顯裕 .軍用紅外目標(biāo)探測的特點 .信貸防御技術(shù)， 1995（ 5） [28] 蔡毅 .紅外技術(shù)在未來軍事技術(shù)中的地位和作用 .紅外技術(shù)， 1999（ 3）： [29] 趙梓森 .光纖通信工程 .北京：人民郵電出版社， 1987 [30] 中國激光網(wǎng) .激光器詳解 [31] 錢建強 惠梅 王東生 .四象限探測器用于小角度測量 .光學(xué)儀表學(xué)報， 2021，23（ 3）增刊 [32] 李世祥 .光電對抗技術(shù) .長沙：國防科技大學(xué)出版社 .2021 [33] MRS102 精密電控旋轉(zhuǎn)臺 . 致謝 在 本文 完成之際，謹向所有曾給予我指導(dǎo)和幫助的師長、同學(xué)和親人致以衷心的感謝！ 本文是在導(dǎo)師 劉吉老師 的悉心指導(dǎo)下完成的。從論文選題直到論文定稿自始至終都得到了導(dǎo)師的精心指導(dǎo)，全文凝聚了導(dǎo)師的心血。 在近四個月的畢業(yè)設(shè)計期間， 我得到了老師的諄諄教誨和無微不至的關(guān)懷，他們 對論文的最終完成給予了大量指導(dǎo)和幫助。老師 嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、深厚的專業(yè)知識、活躍并富有啟發(fā)性的思維方式以及平易近人的風(fēng)格深深感染著我、激勵著我 ；同時他們對工作的積極熱情、認真負責(zé)、有條不紊的態(tài)度，給我留下了深刻的印象， 必 將使我受益終身。對導(dǎo)師的感激之情溢于言表，在此我謹向 劉吉老師 表示最由衷的感謝！ 同時，我要感謝本學(xué)院給我們授課的各位老師。正是由于他們的傳道、授業(yè)、解惑，讓我學(xué)到了專業(yè)知識，并從他們身上學(xué)到了如何求知治學(xué)、如何為人處事。我也要感謝我的母校中北大學(xué)，是她提供了良好的學(xué)習(xí)環(huán)境和生活環(huán)境，讓我的大學(xué)生活豐富多姿，為我的人生留下精彩的一筆！ 最后，謹向百忙中抽出寶貴時間評審本文的各位專家、老師致以誠摯的謝意！