[发明专利]抗径向跳动的合作目标激光转角及速率测量方法与装置

权利要求书

1.抗径向跳动的合作目标激光转角及速率测量方法，其特征在于：

(a)测量前调整光路，使两束频差为f的准直激光同时照射转动体回转表面上光栅尺的同一区域，两束准直激光在光栅尺的表面发生衍射，其中一束准直激光的m级衍射光与另一束准直激光的n级衍射光互相重合，并沿转动体的径向方向出射进入会聚镜，经过会聚镜聚焦在光电传感器表面发生干涉，此时两束准直激光与光栅尺表面法线的夹角α需满足以下公式：

α=arcsinN·λd---(1)]]>

其中N为沿转动体的径向方向出射衍射光的级次、λ为入射准直激光的波长、d为光栅尺的栅距；

(b)测量过程中，当转动体静止时，两束衍射光的频差为f，光电探测器的输出信号的频率值为f，当转动体旋转时，光栅尺沿回转表面的切向方向运动，使两束准直激光的衍射光发生多普勒频移，频移值为Δ_f，两束衍射光的频差为f+2Δ_f，光电探测器的输出信号的频率值为f+2Δ_f；

(c)测量过程中计算转动数据，首先需要记录光电探测器输出信号的波动次数为n(t)，记录光电探测器输出信号的频率为F(t)，而后根据公式(2)(3)(4)可计算转动体的转动角度θ(t)、角速度ω(t)、角加速度ε(t)：

θ(t)=d·(n(t)-f·t)|m-n|r(rad)---(2)]]>

ω(t)=d·(F(t)-f)|m-n|r(rad/s)---(3)]]>

ϵ(t)=dω(t)dt(rad/s2)---(4)]]>

其中r是转动体的回转半径，f为两束准直激光的频差，d为光栅尺的栅距，m、n为沿光栅尺表面法线方向出射的衍射光级次。