[发明专利]基于激光干涉的位移测量误差标定装置

说明书

本发明公开了一种基于激光干涉的位移测量误差标定装置，包括：测量对象模拟部件，包括棱镜，棱镜设置于测量对象模拟部件上并随测量对象模拟部件运动；激光干涉组件，与棱镜光路连接，并随测量对象模拟部件的运动产生激光干涉输出；待标定传感器探头，待标定传感器探头正对棱镜设置，测量待标定传感器探头到测量对象模拟对象的线性距离；拟合传感器输出和激光干涉输出得到传感器的非线性误差和非平行误差；测量对象模拟部件的运动为测量对象模拟部件绕转轴转动和测量对象模拟部件靠近或远离待标定传感器探头。该装置能够同时实现微推力微冲量测量中微小位移测量装置的非线性误差和非平行误差标定，具有较好的通用性。

技术领域

本发明涉及一种基于激光干涉的位移测量误差标定装置，属于航天器微推进领域。

背景技术

在星载推力器的微推力和微冲量测量中，通常采用直接测量方式，即将推力器的推力输出转化为测量台架的振动幅值或转动角度。微推力和微冲量引起的转动角度通常小于5度，利用位移传感器测量台架转动部件的线位移代替即可。考虑到电磁干扰、真空测量环境等因素，通常采用电容式位移传感器。

电容式位移传感器属于非接触测量传感器，工作时探头作为一个电极，被测导电对象作为另一个相对电极，被测导电对象移动造成极板间距变化，该间距变化会引起电容值大小的变化，从而可以测量探头到被测导电对象的距离。在使用传感器之前，需要对其的非线性进行标定。同时，测量台架转动部件转动时会造成电容极板之间的不平行，会对测量结果有影响，也需要对其的非平行误差进行标定。微推力和微冲量中，测量台架的转动位移测量至关重要，直接决定微推力和微冲量的测量精度。而现有测量装置中，缺乏对台架的转动位移测量装置。

发明内容

根据本申请的一个方面，提供了一种基于激光干涉的位移测量误差标定装置，该装置能标定微推力和微冲量测量中，电容式位移传感器的非线性误差和非平行性误差。

所述基于激光干涉的位移测量误差标定装置，包括：

测量对象模拟部件，包括反透射棱镜，所述反透射棱镜设置于测量对象模拟部件上并随所述测量对象模拟部件运动；

激光干涉组件，与所述反透射棱镜光路连接，并随所述测量对象模拟部件的运动产生激光干涉输出；

待标定传感器探头，所述待标定传感器探头正对所述反透射棱镜设置，测量所述待标定传感器探头与所述测量对象模拟部件之间的线性距离；

拟合所述传感器输出和所述激光干涉输出得到所述传感器的非线性误差和非平行误差；

所述测量对象模拟部件的运动为所述测量对象模拟部件绕转轴转动和所述测量对象模拟部件靠近或远离所述待标定传感器探头。

优选的，入射所述反透射棱镜的激光束的入射点与所述待标定传感器探头对所述测量对象模拟部件的测量点在同一铅垂线上，且所述入射点和所述测量点均远离所述测量对象模拟块的转轴。

优选的，所述基于激光干涉的位移测量误差标定装置还包括光电处理组件，所述光电处理组件与所述激光干涉组件光路连接，所述光电处理组件获取所述激光干涉输出。

优选的，所述光电处理组件包括光电探测器和示波器，所述示波器与所述光电探测器数据连接，所述光电探测器与所述激光干涉组件光路连接并获取所述激光干涉输出。

优选的，所述激光干涉组件包括：激光器、分光器；所述反透射棱镜包括第一棱镜和第二棱镜；所述激光器、所述第一棱镜和所述第二棱镜分别与所述分光器光路连接；所述第二棱镜设置于所述测量对象模拟部件上；所述分光器的入射面与所述激光器光路连接，所述分光器的出光端输出所述激光干涉输出。

优选的，所述基于激光干涉的位移测量误差标定装置还包括光电处理组件，所述分光器的出光端与所述光电处理组件光路连接。