基于单个激光干扰探测器的3DOF角度传感器的开发
Liang Yu1, Xingyang Feng1, Pengcheng Hu1
1Ultra-Precision Optoelectronic Instrument Engineering Center, School of Instrument Science and Engineering, Harbin Institute of Technology, Harbin 150080, China.
Micromachines
|December 23, 2023
概括
这项研究引入了一种新的波面干扰方法,用于超精确的三度自由度 (3-DOF) 角度测量. 开发的探测器实现了高分辨率的斜率,曲率和滚角检测,用于卫星结构变形监测.
科学领域:
- 光学和光子学 在光学和光子学.
- 计量学和测量科学 计量学和测量科学
- 航空航天工程和技术
背景情况:
- 高精度卫星的开发需要先进的结构变形检测.
- 超精确的三度自由度 (3-DOF) 角度测量对于监测卫星完整性至关重要.
- 现有的方法往往缺乏从单一点同时测量斜率,曲率和滚动.
研究的目的:
- 提出并验证一种新的3-DOF角度测量方法.
- 开发一个数学模型和解算法,用于精确的角度传感.
- 设计和建造一个简单而高性能的角度感应探头.
主要方法:
- 波面干扰原理用于角度测量.
- 开发一个数学模型和解算法.
- 设计和实验验证一个新的角度感应探头.
主要成果:
- 达到的测量分辨率优于10μrad (滚动),1μrad (距离) 和1μrad (yaw).
- 经过证明的短期稳定性优于22μrad (滚动),1.7μrad (距离) 和2.0μrad (yaw).
- 通过使用单个探头成功提供了高性能3DOF角度测量.
结论:
- 提出的波面干扰方法可用于超精确的3DOF角度测量.
- 开发的角度传感探头为卫星应用提供了卓越的分辨率和稳定性.
- 这种技术可以在高精度卫星开发中精确地检测结构变形.


