CN104535018A - 一种测量多面扫描转镜精度的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种测量多面扫描转镜精度的方法，包括以下步骤：以激光器照射多面扫描转镜，激光经过反射后被脉冲测量装置采集；匀速转动所述多面扫描转镜；利用脉冲测量装置采集脉冲并测量时间；分别对扫描的脉冲周期数据组、脉冲周期中高电平占用时间数据组、脉冲周期中低电平占用时间数据组进行数据分析得到多面扫描镜的精度。本发明的测量多面扫描转镜精度的方法，测量精度高、结构简单、成本低廉，测量系统算法简单，能够准确测量出扫描转镜精度，可实现多面扫描转镜非接触精度测量。

Description

一种测量多面扫描转镜精度的方法

技术领域

本发明属于光电测量技术领域，涉及一种测量多面扫描转镜精度的方法。

背景技术

多面扫描镜是正多面体零件，其任意相邻两个面的法线夹角的一致性是决定其扫描镜精度的重要参数之一，由于多面扫描镜为旋转部件，旋转轴心与正多面体的中心的重合度也是影响多面扫描镜扫描精度的原因。实际应用中，如何测量加工好的多面扫描镜的精度是非常重要的。如何快速检测其精度成为实际工作的必须。

现阶段已对如何测量多面扫描镜的精度有一定的研究，误差的检验方法主要有用带度盘的仪器(如测角仪经纬仪等)直接测量角度偏差；用多齿分度盘与自准直仪组成测量系统，自准直仪定位，由分度盘读取角度偏差。此外，也采用相对比较法或组合法进行测量。“激光扫描镜工作角偏差检测新方法”中，该法通过两个激光扫描转镜相应面相互比较和检测，仅用一台自准直仪,可同时检测两个扫描转镜。这种测量方法需在机器处于静态情况下测量，方法繁琐，结构复杂。

发明内容

为了克服已有技术存在的缺陷，本发明的目的在于能在扫描转镜正常工作时实施测量，提供一种采用非接触的测量多面扫描转镜精度的方法。

本发明的技术方案如下：

一种测量多面扫描转镜精度的方法，包括以下步骤：

以激光器照射多面扫描转镜，激光经过反射后被脉冲测量装置采集；匀速转动所述多面扫描转镜；

利用脉冲测量装置采集脉冲并测量时间；当脉冲上升沿来临时，将定时器打开，紧接着的下降沿来临时，读取定时器的值；下一个上升沿来临时关闭定时器，读取定时器的值；如此循环往复采集多个脉冲中高电平占有时间和脉冲的周期得出多组数据；

分别对扫描的脉冲周期数据组、脉冲周期中高电平占用时间数据组、脉冲周期中低电平占用时间数据组进行数据分析，得到多面扫描镜的精度。

在上述技术方案中，所述数据分析具体为对各组数据求方差，以方差的大小来显示多面扫描镜的精度。

在上述技术方案中，求方差时的方差公式为(1)式

${\mathrm{\σ}}^2=\frac{1}{n}\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{(x_i-\stackrel{\‾}{x})}^2---\left(1\right).$

本发明积极效果：

本发明的测量多面扫描转镜精度的方法，测量精度高、结构简单、成本低廉，测量系统算法简单，能够准确测量出扫描转镜精度，可实现多面扫描转镜非接触精度测量。

附图说明

图1是采集的脉冲及测量的脉冲时间示意图。

图2是本发明的测量多面扫描转镜精度的方法的测量装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做以详细说明。

本发明按图2所示的结构实施，由于单色性好，制造方便、较价格低廉、可靠性高、相干长度可达数十米以致数百米故激光器采用He-Ne激光器。脉冲测量装置包括光电传感器和数据处理系统。在数据处理系统中，数据采集硬件选用8051芯片以及六位LED数码管。在单片机应用系统中，为了便于对LED显示器进行管理，需要建立一个显示缓冲区。显示缓冲区DISBUF是片内RAM的一个区域，占用片内RAM的70H至75H单元，它的作用是存放要显示的字符，其长度与LED的位数相同。显示程序的任务是把显示缓冲区中待显示的字符送往LED显示器显示。本发明是设计频率/脉冲宽度的测量与显示的硬件电路与程序的编制。它可以测量脉冲信号的脉冲宽度，频率等参数。采集好的数据通过串口送入电脑进行处理，并显示精度。

工作原理说明：以激光器照射多面扫描转镜，激光经过反射后被脉冲测量装置采集；匀速转动所述多面扫描转镜；利用脉冲测量装置采集脉冲并测量时间。如图1所示，当脉冲上升沿来临时，将定时器打开，紧接着的下降沿来临时，读取定时器的值，假定时间是t₁。下一个上升沿来临时关闭定时器，读取定时器的值，假定时间是T₁。所以t₁为一个周期内高电平的时间，T₁为脉冲的周期。T₁-t₁为一个周期内低电平的时间，t₁/T₁即为占空比，1/T₁即为频率。如此循环往复采集多个脉冲中高电平占有时间和脉冲的周期得出多组数据。如表1所示。

表1

脉冲序列	1	2	3	……	n
						脉冲周期	T1	T2	T3	……	Tn
高电平时间	t1	t2	t3	……	tn
						低电平时间	T1-t1	T2-t2	T3-t3	……	Tn-tn
占空比	t1/T1	t2/T2	t3/T3	……	tn/Tn

频率

1/T1

1/T2

1/T3

……

1/Tn

系统将上述数据采集好以后，分别对扫描的脉冲周期数据组、脉冲周期中高电平占用时间数据组、脉冲周期中低电平占用时间数据组进行数据分析。采用统计学思想对各组数据求方差，方差公式如(1)式，方差的大小能精确将多面扫描镜的精度显示出来，从而实现快速检测多面扫描转镜精度。

${\mathrm{\σ}}^2=\frac{1}{n}\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{(x_i-\stackrel{\‾}{x})}^2---\left(1\right)$

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (3)

1.一种测量多面扫描转镜精度的方法，其特征在于，包括以下步骤：

以激光器照射多面扫描转镜，激光经过反射后被脉冲测量装置采集；匀速转动所述多面扫描转镜；

利用脉冲测量装置采集脉冲并测量时间；当脉冲上升沿来临时，将定时器打开，紧接着的下降沿来临时，读取定时器的值；下一个上升沿来临时关闭定时器，读取定时器的值；如此循环往复采集多个脉冲中高电平占有时间和脉冲的周期得出多组数据；

分别对扫描的脉冲周期数据组、脉冲周期中高电平占用时间数据组、脉冲周期中低电平占用时间数据组进行数据分析，得到多面扫描镜的精度。

2.根据权利要求1所述的测量多面扫描转镜精度的方法，其特征在于，所述数据分析具体为对各组数据求方差，以方差的大小来显示多面扫描镜的精度。

3.根据权利要求2所述的测量多面扫描转镜精度的方法，其特征在于，求方差时的方差公式为(1)式

${\mathrm{\σ}}^2=\frac{1}{n}\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{(x_i-\stackrel{\‾}{x})}^2---\left(1\right).$