CN112629429B - 一种真空和变温环境下整星热变形测量装置、系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种真空和变温环境下整星热变形测量装置、系统及方法，涉及卫星热变形测量技术领域。本发明所述的真空和变温环境下整星热变形测量装置，包括真空罐以及设置在所述真空罐内的石英测试件和激光位移传感器，所述石英测试件适于安装在载荷安装基板上，所述激光位移传感器安装在所述石英测试件上，所述激光位移传感器用于测量所述载荷安装基板的变形量。本发明所述的技术方案，通过在地面模拟真空环境，修正由压力差效应导致的激光测量光路的偏移、由温差引起的惠斯通桥电路平衡点的偏移以及时间漂移，调试出具备真空和变温环境下使用条件的激光位移传感器，提高了激光位移传感器的测量精度，进而有效提高了高分辨率卫星的分辨率。
Description
技术领域
本发明涉及卫星热变形测量技术领域，具体而言，涉及一种真空和变温环境下整星热变形测量装置、系统及方法。
背景技术
高分辨卫星需要对整星结构体变形量进行精准的设计、测量和有效控制，然而在真空和变温环境下还无法对大间距内的微小热变形进行高精度测量，这是由于用于测量热变形的激光位移传感器存在的测量误差导致的，一是在真空环境下由于真空度带来的压力差效应，可导致激光测量光路发生偏移，二是在变温环境下由温差引起的惠斯通桥电路平衡点的偏移以及时间漂移，均会影响激光位移传感器对卫星热变形的测量，因而制约了高分辨卫星分辨率的进一步提高。
发明内容
本发明解决的问题是如何提高高分辨卫星的分辨率。
为解决上述问题，本发明提供一种真空和变温环境下整星热变形测量装置，包括真空罐以及设置在所述真空罐内的石英测试件和激光位移传感器，所述石英测试件适于安装在载荷安装基板上，所述激光位移传感器安装在所述石英测试件上，所述激光位移传感器用于测量所述载荷安装基板的变形量。
本发明所述的真空和变温环境下整星热变形测量装置，通过在地面模拟真空环境，修正由压力差效应导致的激光测量光路的偏移、由温差引起的惠斯通桥电路平衡点的偏移以及时间漂移，调试出具备真空和变温环境下使用条件的激光位移传感器，提高了激光位移传感器对卫星热变形的测量精度，进而有效提高了高分辨率卫星的分辨率。
可选地，所述石英测试件包括石英底座、石英杆、石英安装架和石英靶标，所述石英底座和所述石英靶标安装在所述载荷安装基板上，所述石英杆安装在所述石英底座上且与所述载荷安装基板平行设置，所述激光位移传感器通过所述石英安装架安装在所述石英杆的两端。
本发明所述的真空和变温环境下整星热变形测量装置，通过调试修正出具备真空和变温环境下使用条件的激光位移传感器，实现了对两个石英靶标间距的精确测量，提高了激光位移传感器对卫星热变形的测量精度，进而有效提高了高分辨率卫星的分辨率。
可选地，所述激光位移传感器包括相对设置的第一激光头和第二激光头，以及相对设置的第三激光头和第四激光头，所述第一激光头和所述第二激光头相对所述第三激光头和所述第四激光头远离所述载荷安装基板设置，所述第一激光头、所述第二激光头、所述第三激光头和所述第四激光头与所述载荷安装基板平行设置。
本发明所述的真空和变温环境下整星热变形测量装置，通过两组测量系统对载荷安装基板的变形量进行测量以及对测量进行校核，提高了激光位移传感器对卫星热变形的测量精度，进而有效提高了高分辨率卫星的分辨率。
可选地，所述第三激光头和所述第四激光头与所述载荷安装基板的距离大于或等于115mm。
本发明所述的真空和变温环境下整星热变形测量装置，通过设置强制检验点以提高激光位移传感器和真空和变温环境下整星热变形测量装置的整体质量，提高了激光位移传感器对卫星热变形的测量精度，进而有效提高了高分辨率卫星的分辨率。
本发明还提供一种真空和变温环境下整星热变形测量系统，包括依次连接的计算机、数据采集器、放大器、测试电缆以及如上所述的真空和变温环境下整星热变形测量装置。所述真空和变温环境下整星热变形测量系统与上述真空和变温环境下整星热变形测量装置相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
可选地，所述真空和变温环境下整星热变形测量系统还包括与所述真空和变温环境下整星热变形测量装置的真空罐密封连接的穿舱法兰，所述穿舱法兰用于连接所述真空罐与所述放大器。
本发明所述的真空和变温环境下整星热变形测量系统，通过设置与真空罐密封连接的穿舱法兰，既保证了真空罐的密封性，同时实现了真空罐与放大器的电连接，因而有利于在地面模拟真空和恒温条件，对激光位移传感器进行校准，提高了激光位移传感器对卫星热变形的测量精度，进而有效提高了高分辨率卫星的分辨率。
可选地，所述测试电缆包括设置在所述真空罐内的罐内电缆以及设置在所述真空罐外的罐外电缆，所述穿舱法兰包括设置在所述真空罐内的罐内插头以及设置在所述真空罐外的罐外插头，所述罐内电缆通过所述罐内插头与所述穿舱法兰连接，所述罐外电缆通过所述罐外插头与所述穿舱法兰连接。
本发明所述的真空和变温环境下整星热变形测量系统，通过设置罐内电缆和罐外电缆与穿舱法兰电连接，既保证了真空罐的密封性，同时实现了真空罐与放大器的电连接，因而有利于在地面模拟真空和恒温条件，对激光位移传感器进行校准，提高了激光位移传感器对卫星热变形的测量精度，进而有效提高了高分辨率卫星的分辨率。
可选地，所述测试电缆还包括设置在所述真空罐内的激光头电缆，所述激光头电缆和所述罐内电缆通过公母头连接，以连接所述穿舱法兰与所述真空和变温环境下整星热变形测量装置的激光位移传感器。
本发明所述的真空和变温环境下整星热变形测量系统，通过设置激光头电缆和罐内电缆通过公母头连接，实现了激光位移传感器与外部信号传输电路的连接，实现了测量数据的传输，进而有利于修正激光位移传感器的时间漂移，以实现激光位移传感器的校准，提高了激光位移传感器对卫星热变形的测量精度，进而有效提高了高分辨率卫星的分辨率。
本发明还提供一种真空和变温环境下整星热变形测量方法，包括：在地面模拟真空和恒温条件，对激光位移传感器进行校准，其中，所述激光位移传感器为如上所述的真空和变温环境下整星热变形测量装置的激光位移传感器；根据校准后的所述激光位移传感器测量载荷安装基板的第一变形量；根据所述真空和变温环境下整星热变形测量装置的石英杆的热膨胀系数确定所述载荷安装基板的第二变形量；根据所述第一变形量和所述第二变形量确定所述载荷安装基板的变形量。
本发明所述的真空和变温环境下整星热变形测量方法，通过激光头与石英靶标间隙的第一变形量和石英杆自身的第二变形量确定载荷安装基板的变形量，实现了对载荷安装基板的变形量的精确测量，进而有效提高了高分辨率卫星的分辨率。
可选地，所述在地面模拟真空和恒温条件，对激光位移传感器进行校准包括：在真空室内测试平台内，启动真空泵和控温装置以达到所需真空度和恒定温度；修正由压力差效应导致的激光测量光路的偏移，修正由温差引起的惠斯通桥电路平衡点的偏移，修正所述激光位移传感器的时间漂移，以实现所述激光位移传感器的校准。所述真空和变温环境下整星热变形测量方法与上述真空和变温环境下整星热变形测量装置相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
附图说明
图1为本发明实施例所述的真空和变温环境下整星热变形测量装置的示意图；
图2为本发明实施例所述的载荷安装基板变形量的示意图；
图3为本发明实施例所述的强制检验点的示意图；
图4为本发明实施例所述的真空和变温环境下整星热变形测量系统的示意图；
图5为本发明实施例所述的真空室内测试平台的示意图；
图6为本发明实施例所述的真空环境第一激光头的电压与时间关系曲线；
图7为本发明实施例所述的真空环境第一激光头的电压与位移关系曲线；
图8为本发明实施例所述的真空环境第二激光头的电压与时间关系曲线；
图9为本发明实施例所述的真空环境第二激光头的电压与位移关系曲线；
图10为本发明实施例所述的真空环境第三激光头的电压与时间关系曲线；
图11为本发明实施例所述的真空环境第三激光头的电压与位移关系曲线；
图12为本发明实施例所述的真空环境第四激光头的电压与时间关系曲线；
图13为本发明实施例所述的真空环境第四激光头的电压与位移关系曲线；
图14为本发明实施例所述的真空度引发的温度和激光位移传感器测量值的变化曲线；
图15为本发明实施例所述的常压常温下激光位移传感器的时间漂移曲线；
图16为本发明实施例所述的-20至80℃范围某批次石英管的热膨胀曲线；
图17为本发明实施例所述的载荷安装基板的热变形曲线。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
如图1所示，本发明实施例提供一种真空和变温环境下整星热变形测量装置，包括真空罐以及设置在所述真空罐内的石英测试件和激光位移传感器，所述石英测试件适于安装在载荷安装基板上，所述激光位移传感器安装在所述石英测试件上，所述激光位移传感器用于测量所述载荷安装基板的变形量。
具体地，在本实施例中，真空和变温环境下整星热变形测量装置包括真空罐以及设置在真空罐内的石英测试件和激光位移传感器，石英测试件安装在载荷安装基板上，载荷安装基板即为卫星主体结构的基板，由于上天后卫星需要在真空和变温环境下运行，因此需要在地面模拟真空环境测量载荷安装基板的变形量，通过安装在石英测试件上的激光位移传感器实现，然而激光位移传感器在真空和变温环境下的测量受到影响，因此需要进行修正。
由于激光位移传感器通常有较高的分辨率，然而量程很小，通常分辨率达到0.02微米时量程只有1毫米，而真空环境对测量结果影响较大，在高分辨率测量中已无法忽略，真空度压力差效应会导致激光测量光路的偏移，因此需要在地面模拟时就予以消除。
另外，温度环境对激光位移传感器测量结果影响较大，在变温环境下由于温差引起的惠斯通桥电路平衡点的偏移，通过温度补偿电路消除，即信号传输电路采用惠斯通全桥温度补偿电路，电缆外部采用绝热的聚酰亚胺包覆，以修正激光头在经受测量温度在-80℃至+90℃范围变温引起的偏差，同时也保证了激光头的时漂处于极低水平。
其中，激光位移传感器的具体参数可为：型号：LK-G10型，光源655nm，光斑尺寸Ф20-90um，测量参考距离10mm，量程±1000um，分辨率0.02um，常压温飘0.01％of F.S./℃,(F.S.＝±1000um)。
在本实施例中，通过在地面模拟真空环境，修正由压力差效应导致的激光测量光路的偏移、由温差引起的惠斯通桥电路平衡点的偏移以及时间漂移，调试出具备真空和变温环境下使用条件的激光位移传感器，提高了激光位移传感器对卫星热变形的测量精度，进而有效提高了高分辨率卫星的分辨率。
可选地，所述石英测试件包括石英底座、石英杆、石英安装架和石英靶标，所述石英底座和所述石英靶标安装在所述载荷安装基板上，所述石英杆安装在所述石英底座上且与所述载荷安装基板平行设置，所述激光位移传感器通过所述石英安装架安装在所述石英杆的两端。
具体地，在本实施例中，石英测试件包括石英底座、石英杆、石英安装架和石英靶标，石英底座和石英靶标安装在载荷安装基板上，其中，两个石英靶标固定在载荷安装基板上，其间距为待测两点间的距离，石英杆位于两个石英靶标间，通过石英底座固定在载荷安装基板上，石英杆与载荷安装基板平行设置，激光位移传感器通过石英安装架安装在石英杆的两端，且激光位移传感器的激光头对准石英靶标设置。
结合图2所示，靶标之间的相对变形ΔL即为载荷安装基板替代点的相对变形，载荷安装基板的变形量为ΔL＝Δl0+Δl1+Δl2。
其中，Δl0为石英杆变形量，试验温度变化时，石英杆长度随之发生变化，对于微米级别的变形测量，该变化不可忽略。试验时，石英杆两端及中间贴有测温点T，且石英杆的热膨胀系数α已知，可以折算获得该变形分量，计算过程如下：Δl0＝α(T-25)L0,其中L0是石英杆在25℃时的初始长度。
其中，Δl1及Δl2为激光头与石英靶标间隙的变化量，由激光位移传感器直接测量所得。考虑激光位移传感器为常压封装，真空下使用光路会发生变化，同时真空罐穿舱所用的长电缆会影响信号传输，需要对测量值重新标定，实际值为测量值乘以修正系数。
另外，卫星主体结构还可能有侧板、隔板以及其它的有效载荷(如仪器等)，这可能和测量系统位置相干涉，因此需要根据实际结构避开干涉，明确石英靶标和石英底座的具体位置。
在本实施例中，通过调试修正出具备真空和变温环境下使用条件的激光位移传感器，实现了对两个石英靶标间距的精确测量，提高了激光位移传感器对卫星热变形的测量精度，进而有效提高了高分辨率卫星的分辨率。
可选地，所述激光位移传感器包括相对设置的第一激光头和第二激光头，以及相对设置的第三激光头和第四激光头，所述第一激光头和所述第二激光头相对所述第三激光头和所述第四激光头远离所述载荷安装基板设置，所述第一激光头、所述第二激光头、所述第三激光头和所述第四激光头与所述载荷安装基板平行设置。
具体地，在本实施例中，结合图1所示，激光位移传感器包括相对设置的第一激光头和第二激光头，以及相对设置的第三激光头和第四激光头，第一激光头和第二激光头相对第三激光头和第四激光头远离载荷安装基板设置，第一激光头、第二激光头、第三激光头和第四激光头与载荷安装基板平行设置，第一激光头和第二激光头这组测量系统的测量数据用于校核载荷安装基板变形影响，载荷安装基板的实际变形情况以第三激光头和第四激光头这组测量系统所测结果为准。通过两组测量系统对载荷安装基板的变形量进行测量，提高了激光位移传感器的测量精度，进而有效提高了高分辨率卫星的分辨率。
在本实施例中，通过两组测量系统对载荷安装基板的变形量进行测量以及对测量进行校核，提高了激光位移传感器对卫星热变形的测量精度，进而有效提高了高分辨率卫星的分辨率。
可选地，所述第三激光头和所述第四激光头与所述载荷安装基板的距离大于或等于115mm。
具体地，在本实施例中，结合图3所示，第三激光头和第四激光头与载荷安装基板的距离大于或等于115mm，与载荷安装基板的距离115mm处为强制检验点。
其中，作为航天产品，卫星的质量必须可靠以及万无一失。为了保证航天复合材料产品质量的高可靠性要求,量化质量过程管理,强化产品验收把关作用,需要设置强制检验点以提高激光位移传感器和真空和变温环境下整星热变形测量装置的整体质量，进而有效提高了高分辨率卫星的分辨率。
关于强制检验点的设置目的和具体内容，现有技术已有详细介绍，在此不再赘述。
在本实施例中，通过设置强制检验点以提高激光位移传感器和真空和变温环境下整星热变形测量装置的整体质量，提高了激光位移传感器对卫星热变形的测量精度，进而有效提高了高分辨率卫星的分辨率。
本发明另一实施例提供一种真空和变温环境下整星热变形测量系统，包括依次连接的计算机、数据采集器、放大器、测试电缆以及如上所述的真空和变温环境下整星热变形测量装置。
具体地，在本实施例中，结合图4所示，真空和变温环境下整星热变形测量系统包括依次连接的计算机、数据采集器、放大器、测试电缆以及真空和变温环境下整星热变形测量装置，即在模拟环境下测量时，将真空和变温环境下整星热变形测量装置的测量数据通过测试电缆、放大器和数据采集器发送至计算机，以完成对测量数据的分析，进而实现对激光位移传感器的调整，提高了激光位移传感器的测量精度，进而有效提高了高分辨率卫星的分辨率。
可选地，所述真空和变温环境下整星热变形测量系统还包括与所述真空和变温环境下整星热变形测量装置的真空罐密封连接的穿舱法兰，所述穿舱法兰用于连接所述真空罐与所述放大器。
具体地，在本实施例中，真空和变温环境下整星热变形测量系统还包括与真空罐密封连接的穿舱法兰，穿舱法兰用于连接真空罐与放大器。通过设置与真空罐密封连接的穿舱法兰，既保证了真空罐的密封性，同时实现了真空罐与放大器的电连接。
其中，穿舱法兰可以是37芯穿墙真空插头。
在本实施例中，通过设置与真空罐密封连接的穿舱法兰，既保证了真空罐的密封性，同时实现了真空罐与放大器的电连接，因而有利于在地面模拟真空和恒温条件，对激光位移传感器进行校准，提高了激光位移传感器对卫星热变形的测量精度，进而有效提高了高分辨率卫星的分辨率。
可选地，所述测试电缆包括设置在所述真空罐内的罐内电缆以及设置在所述真空罐外的罐外电缆，所述穿舱法兰包括设置在所述真空罐内的罐内插头以及设置在所述真空罐外的罐外插头，所述罐内电缆通过所述罐内插头与所述穿舱法兰连接，所述罐外电缆通过所述罐外插头与所述穿舱法兰连接。
具体地，在本实施例中，测试电缆包括设置在真空罐内的罐内电缆以及设置在真空罐外的罐外电缆，穿舱法兰包括设置在真空罐内的罐内插头以及设置在真空罐外的罐外插头，罐内电缆通过罐内插头与穿舱法兰连接，罐外电缆通过罐外插头与穿舱法兰连接。通过设置罐内电缆和罐外电缆与穿舱法兰电连接，既保证了真空罐的密封性，同时实现了真空罐与放大器的电连接。
在本实施例中，通过设置罐内电缆和罐外电缆与穿舱法兰电连接，既保证了真空罐的密封性，同时实现了真空罐与放大器的电连接，因而有利于在地面模拟真空和恒温条件，对激光位移传感器进行校准，提高了激光位移传感器对卫星热变形的测量精度，进而有效提高了高分辨率卫星的分辨率。
可选地，所述测试电缆还包括设置在所述真空罐内的激光头电缆，所述激光头电缆和所述罐内电缆通过公母头连接，以连接所述穿舱法兰与所述真空和变温环境下整星热变形测量装置的激光位移传感器。
具体地，在本实施例中，测试电缆还包括设置在真空罐内的激光头电缆，激光头电缆和罐内电缆通过公母头连接，以连接穿舱法兰与激光位移传感器。通过设置激光头电缆和罐内电缆通过公母头连接，实现了激光位移传感器与外部信号传输电路的连接，实现了测量数据的传输。
在本实施例中，通过设置激光头电缆和罐内电缆通过公母头连接，实现了激光位移传感器与外部信号传输电路的连接，实现了测量数据的传输，进而有利于修正激光位移传感器的时间漂移，以实现激光位移传感器的校准，提高了激光位移传感器对卫星热变形的测量精度，进而有效提高了高分辨率卫星的分辨率。
本发明另一实施例提供一种真空和变温环境下整星热变形测量方法，包括：在地面模拟真空和恒温条件，对激光位移传感器进行校准，其中，所述激光位移传感器为如上所述的真空和变温环境下整星热变形测量装置的激光位移传感器；根据校准后的所述激光位移传感器测量载荷安装基板的第一变形量；根据所述真空和变温环境下整星热变形测量装置的石英杆的热膨胀系数确定所述载荷安装基板的第二变形量；根据所述第一变形量和所述第二变形量确定所述载荷安装基板的变形量。
具体地，在本实施例中，真空和变温环境下整星热变形测量方法包括：在地面模拟真空和恒温条件，对激光位移传感器进行校准；根据校准后的所述激光位移传感器测量载荷安装基板的第一变形量；根据所述真空和变温环境下整星热变形测量装置的石英杆的热膨胀系数确定所述载荷安装基板的第二变形量；根据所述第一变形量和所述第二变形量确定所述载荷安装基板的变形量。
结合图2所示，靶标之间的相对变形ΔL即为载荷安装基板替代点的相对变形，载荷安装基板的变形量为ΔL＝Δl0+Δl1+Δl2。
其中对于第一变形量Δl1+Δl2，Δl1及Δl2为激光头与石英靶标间隙的变化量，由激光位移传感器直接测量所得。考虑激光位移传感器为常压封装，真空下使用光路会发生变化，同时真空罐穿舱所用的长电缆会影响信号传输，需要对测量值重新标定，实际值为测量值乘以修正系数。
其中对于第二变形量Δl0，Δl0为石英杆变形量，试验温度变化时，石英杆长度随之发生变化，对于微米级别的变形测量，该变化不可忽略。试验时，石英杆两端及中间贴有测温点T，且石英杆的热膨胀系数α已知，可以折算获得该变形分量，计算过程如下：Δl0＝α(T-25)L0,其中L0是石英杆在25℃时的初始长度。
在本实施例中，通过激光头与石英靶标间隙的第一变形量和石英杆自身的第二变形量确定载荷安装基板的变形量，实现了对载荷安装基板的变形量的精确测量，进而有效提高了高分辨率卫星的分辨率。
可选地，所述在地面模拟真空和恒温条件，对激光位移传感器进行校准包括：在真空室内测试平台内，启动真空泵和控温装置以达到所需真空度和恒定温度；修正由压力差效应导致的激光测量光路的偏移，修正由温差引起的惠斯通桥电路平衡点的偏移，修正所述激光位移传感器的时间漂移，以实现所述激光位移传感器的校准。
具体地，在本实施例中，在地面模拟真空和恒温条件，对激光位移传感器进行校准包括：在真空室内测试平台内，启动真空泵和控温装置以达到所需真空度和恒定温度；修正由压力差效应导致的激光测量光路的偏移，修正由温差引起的惠斯通桥电路平衡点的偏移，修正激光位移传感器的时间漂移，以实现激光位移传感器的校准。
其中，结合图5所示，在真空室内测试平台内，选用符合国标GB/T6093的厚度分别为500微米、1000微米和1500微米的量块，启动真空泵和控温装置以达到所需真空度和恒定温度，启动机械手往复直线运动，获得激光头输出电压和量块厚度间的定量关系曲线，并进行如下相关修正。
(1)修正由压力差效应导致的激光测量光路的偏移：
结合图6至图13所示，在一次真空环境修正系数中，测试结果如图所示，得出第一激光头的修正系数为1.0293393，第二激光头的修正系数为1.0515844，第三激光头的修正系数为1.0424287，第四激光头的修正系数为1.0239989，进而可以实现对第一变形量的修正。
(2)修正由温差引起的惠斯通桥电路平衡点的偏移：
在变温环境下由于温差引起的惠斯通桥电路平衡点的偏移，通过温度补偿电路消除，即信号传输电路采用惠斯通全桥温度补偿电路，电缆外部采用绝热的聚酰亚胺包覆，以修正激光头在经受测量温度在-80℃至+90℃范围变温引起的偏差，同时也保证了激光头的时漂处于极低水平。
结合图14所示，粗线对应左侧坐标-长度，细线对应右侧温度，可见，在采用惠斯通全桥温度补偿电路后，真空环境会导致激光头位移测量数据产生较大偏移，而温度变化不影响测量结果。
(3)修正激光位移传感器的时间漂移
结合图15所示，采用惠斯通全桥温度补偿电路，同时也保证了激光头的时漂处于极低水平，在一次测试时，24小时内位移变化量小于0.0024um。
另外，上述修正仅对于第一变形量而言，对于第二变形量，结合图16所示，由于石英玻璃批次不同，其纯度略有变化，其热膨胀系数也会略有变化。因此需要对所使用的石英作实际的测量获得具体数据，才能对石英杆的变形进行计算修正。
最后，得到卫星热变形的具体关系曲线，结合图17所示，展示了一次实际测量结果，先降后升的曲线与长度变化对应，先升后降的曲线与温度对应。
虽然本发明公开披露如上，但本发明公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本发明公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种真空和变温环境下整星热变形测量装置，其特征在于，包括真空罐以及设置在所述真空罐内的石英测试件和激光位移传感器，所述石英测试件适于安装在载荷安装基板上，所述激光位移传感器安装在所述石英测试件上，所述激光位移传感器用于测量所述载荷安装基板的变形量；
其中，所述石英测试件包括石英底座、石英杆、石英安装架和石英靶标，所述石英底座和所述石英靶标安装在所述载荷安装基板上，所述石英杆安装在所述石英底座上且与所述载荷安装基板平行设置，所述激光位移传感器通过所述石英安装架安装在所述石英杆的两端；
其中，所述激光位移传感器包括相对设置的第一激光头和第二激光头，以及相对设置的第三激光头和第四激光头，所述第一激光头和所述第二激光头相对所述第三激光头和所述第四激光头远离所述载荷安装基板设置，所述第一激光头、所述第二激光头、所述第三激光头和所述第四激光头与所述载荷安装基板平行设置。
2.根据权利要求1所述的真空和变温环境下整星热变形测量装置，其特征在于，所述第三激光头和所述第四激光头与所述载荷安装基板的距离大于或等于115mm。
3.一种真空和变温环境下整星热变形测量系统，其特征在于，包括依次连接的计算机、数据采集器、放大器、测试电缆以及如权利要求1至2任一项所述的真空和变温环境下整星热变形测量装置。
4.根据权利要求3所述的真空和变温环境下整星热变形测量系统，其特征在于，还包括与所述真空和变温环境下整星热变形测量装置的真空罐密封连接的穿舱法兰，所述穿舱法兰用于连接所述真空罐与所述放大器。
5.根据权利要求4所述的真空和变温环境下整星热变形测量系统，其特征在于，所述测试电缆包括设置在所述真空罐内的罐内电缆以及设置在所述真空罐外的罐外电缆，所述穿舱法兰包括设置在所述真空罐内的罐内插头以及设置在所述真空罐外的罐外插头，所述罐内电缆通过所述罐内插头与所述穿舱法兰连接，所述罐外电缆通过所述罐外插头与所述穿舱法兰连接。
6.根据权利要求5所述的真空和变温环境下整星热变形测量系统，其特征在于，所述测试电缆还包括设置在所述真空罐内的激光头电缆，所述激光头电缆和所述罐内电缆通过公母头连接，以连接所述穿舱法兰与所述真空和变温环境下整星热变形测量装置的激光位移传感器。
7.一种真空和变温环境下整星热变形测量方法，其特征在于，包括：
在地面模拟真空和恒温条件，对激光位移传感器进行校准，其中，所述激光位移传感器为如权利要求1至2任一项所述的真空和变温环境下整星热变形测量装置的激光位移传感器；
根据校准后的所述激光位移传感器测量载荷安装基板的第一变形量；
根据所述真空和变温环境下整星热变形测量装置的石英杆的热膨胀系数确定所述载荷安装基板的第二变形量；
根据所述第一变形量和所述第二变形量确定所述载荷安装基板的变形量。
8.根据权利要求7所述的真空和变温环境下整星热变形测量方法，其特征在于，所述在地面模拟真空和恒温条件，对激光位移传感器进行校准包括：
在真空室内测试平台内，启动真空泵和控温装置以达到所需真空度和恒定温度；
修正由压力差效应导致的激光测量光路的偏移，修正由温差引起的惠斯通桥电路平衡点的偏移，修正所述激光位移传感器的时间漂移，以实现所述激光位移传感器的校准。
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