CN204347280U - 光电探测系统稳定平台的稳定精度测试设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光电探测系统稳定平台的稳定精度测试设备，包括平行光管，平行光管的光学系统包括光源，该光源用于将正对其设置的十字丝分划板上的十字丝照明，被照明的十字丝依次经分光棱镜b和分光棱镜a反射后，再经由望远物镜到达反光镜，由反射镜反射回的像经分光棱镜a反射并透过转像物镜a后，到达大视场CCD探测器；同时由反射镜反射回的像经分光棱镜a透射后，再经分光棱镜b和转像物镜b透射后，到达小视场CCD探测器。该测试设备采用双视场平行光管利用大视场对准反射目标，再切换到小视场，判读目标的偏移量，以此完成稳定精度测试。测试设备的大小视场可自动切换，可发射平行光束实现自准直，测试精度高、操作简便、功能完备。

Description

光电探测系统稳定平台的稳定精度测试设备

技术领域

本实用新型属于仿真测试技术，具体涉及一种用于光电探测系统稳定平台的稳定精度测试的通用测试设备。

背景技术

现有的光电探测系统稳定精度测试的平行光管是单视场，光管支架也不能调整，寻找反射目标非常困难。即使有些增加了激光寻像器，但寻像器的拆装困难，而且拆装时对平行光管的轻微晃动都会影响寻找反射目标。因此以往的此类设备不便于使用。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种光电探测系统稳定平台的稳定精度测试设备，以解决现有测试系统不便于使用的问题。

为了实现以上目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种光电探测系统稳定平台的稳定精度测试设备，包括平行光管，所述平行光管的光学系统包括光源，该光源用于将正对其设置的十字丝分划板上的十字丝照明，被照明的十字丝依次经分光棱镜b和分光棱镜a反射后，再经由望远物镜到达反光镜，由反射镜反射回的像经分光棱镜a反射并透过转像物镜a后，到达大视场CCD探测器；同时由反射镜反射回的像经分光棱镜a透射后，再经分光棱镜b和转像物镜b透射后，到达小视场CCD探测器。

所述光源与十字丝分划板之间还设置有照明聚光物镜。

所述望远物镜焦距为500mm，通光口径为Φ100mm。

所述转像物镜a的倍率为1/3，转像物镜b的倍率为2。

该测试设备还包括用于测量数据和对图像实时处理的控制器，所述大视场CCD探测器和小视场CCD探测器均与该控制器通讯连接。

所述平行光管安放于三维精密调整台上。

所述三维精密调整台由升降推车支撑。

本实用新型光电探测系统稳定平台的稳定精度测试设备采用双视场平行光管提供被测产品的检测基准，利用大视场对准反射目标，再切换到小视场，通过软件判读目标的偏移量，以此完成稳定精度测试。测试设备的大小视场可自动切换，测试结果可自动判读，可发射平行光束实现自准直，测试精度高、操作简便、功能完备。

附图说明

图1为平行光管的光学系统图；

图2为大视场寻像功能模式示意图；

图3为小视场测量模式主操作界面示意图；

图4为静态测量模式图；

图5为十字丝晃动曲线记录图。

具体实施方式

下面结合附图及具体的实施例对本实用新型进行进一步介绍。

本实用新型提供了一种光电探测系统稳定平台的稳定精度测试设备，包括平行光管，如图1所示，该平行光管的光学系统包括LED光源1，开启LED光源1，该LED光源1将正对其设置的十字丝分划板3上的十字丝照明，被照明的十字丝依次经分光棱镜b(标号4)和分光棱镜a(标号5)反射后，再经由望远物镜6到达反光镜7，由反射镜7反射回的像经分光棱镜a反射并透过转像物镜a(标号8)后，到达大视场CCD探测器9；同时由反射镜反射回的像经分光棱镜a(标号5)透射后，再经分光棱镜b(标号4)和转像物镜b(标号10)透射后，到达小视场CCD探测器11，与控制器软件产生的电十字丝进行比对，实现小角度精确测量。

为进一步增加照明效果，在光源与十字丝分划板之间还设置有照明聚光物镜2。

本实施例光学系统主要参数如下：望远物镜焦距为500mm，通光口径为Φ100mm；转像物镜a的倍率为1/3，转像物镜b的倍率为2。

CCD探测器的选用：选取大视场CCD探测器器件的主要依据是满足视场范围2ω≥±2°的要求。望远物镜与转像物镜a的组合焦距为180mm，CCD芯片尺寸为δ，则由tanω＝δ/f′可知，选用的CCD芯片尺寸δ≥6.4mm，因此选用Basler公司所研发的A622f型CCD黑白数字相机。其CCD芯片尺寸为2/3英寸，单元像素大小为6.7μm×6.7μm；在8位输出模式时，其最高采样频率为25fps。该相机可满足大视场寻像的要求。

小视场CCD探测器选用韩国Vieworks公司研发的VA-2M67型CCD黑白数字相机，该相机分辨率为1600(H)×1200(V)，单元像素大小为5.5μm×5.5μm，帧频为70.7fps。

根据上述光学系统所设计的平行光管，要使望远物镜、转像物镜和大、小视场CCD可调，以保证CCD靶面与望远物镜的像面重合。该平行光管总长为800mm，总宽为150mm，高度为350mm，最大口径130mm，总重量约为13kg。光管表面喷涂银灰色垂纹漆。

由于所要求的光管几何中心高调整范围较大，该平行光管采用可升降推车和精密调整台组合调整的形式。为保证平行光管中心高能够满足所要求的调整范围，可将平行光管安放在由升降推车支撑的三维精密调整台上。升降推车用于光管几何中心高的大范围调整及设备的搬运，精密调整台用于小范围调整光管的几何中心高和光管俯仰方位的调整。可以外购稳定的可升降推车，配置精密调整台，以保证红外平行光管的几何中心高和方位可调。

可升降推车用于光管几何中心高的大范围调整和总体设备的搬运。由于所要求的光管几何中心高可调范围大，因此升降推车应当具有较大的高度调整范围。该推车型号为TF35，工作台尺寸为905mm×512mm×55mm，自重为103kg，额定载重量为350kg，最低工作高度为345mm，最大工作高度为1300mm，采用脚踏液压泵驱动，并且在可升降推车到货以后，将对其加装定位支脚以满足稳定性要求。

精密调整台用于光管几何中心高的小范围调整及其水平和俯仰方位的调整。该精密调整台由上下两部分组成，上面部分为BT401俯仰旋转台，用于光管的俯仰方位和水平方位的调整；下面部分为BS120-1精密升降台，用于光管几何中心高的小范围精密调整。BT401俯仰旋转台的俯仰角度为±10°，旋转角度为±10°，精度为5μm，分辨率为1μm，自重为4.5kg，额定载重量为50kg。BS120-1精密升降台的工作行程为120mm，分辨率为0.05mm，工作台尺寸为240mm×165mm，自重为7.8kg，额定载重量为100kg。该精密调整完全能够满足光管调整要求。

该测试设备还包括用于测量数据和对图像实时处理的控制器，大视场CCD探测器和小视场CCD探测器均与该控制器通讯连接，该控制器主要由计算机(含显示器)和图像及数据处理软件组成。其中，计算机选用联想扬天A8000R计算机，其基本配置如下：CPU：Intel酷睿i3530；内存：2GB；硬盘：500GB；显卡：独立，AMD Radeon HD5570；显存：1GB；接口及扩展槽：1个RS232输出接口，3个PCI扩展槽；显示器：21.5寸，分辨率：1920×1080；h)光驱：DVD刻录机。图像及数据处理软件主要功能：十字丝显示为暗视场亮线；同时显示十字丝图像及测量数据；可进行大小视场切换；可公差带设置；可输出测量结果文件，含相关图表。

软件主要操作界面及具体设置如下：在大视场模式中，分划板中心刻测量用小十字丝，四角刻找像用直角标识，只要在大视场中出现四角标识中的任意一个，即可在该标识的引导下迅速调整自准直仪，使其与被测目标对准，实现快速寻像功能，如图2所示。

大视场寻像过程完成以后，即可切换进入小视场测量模式中，如图3所示。静态测量：在静态测量过程中，即使视场中能检测到多个自准直像，若要测量其中一个自准十字丝像的角度偏移量，可用鼠标点击该十字丝，主界面中右边的测量数据栏中即可给出指定十字丝(用选择框选定)相对于标准电十字丝中心的角度偏移量，如图4所示。

动态测量：可绘出振动周期内目标十字丝的角晃动曲线(图像采样频率为50帧/秒)。具体操作为：在振动周期设置完成以后，鼠标点击主菜单中“操作”栏中“采样计算”子菜单即可完成此项操作，如图5所示。若要察看晃动周期内各个时刻点目标角偏的数据，可点击“保存”选项将目标十字丝的晃动曲线数据储存在指定Excel表格中，从而进一步给出该振动周期内目标晃动的最大误差、最小误差以及均方差。

本实用新型的测试设备还配置有用于提供标准楔角，作为平行光管的调校基准的标准反射镜和用于电源的集中控制的电源控制盒。标准反射镜的规格与参数如下：镜面通光孔径：Φ80mm，中心反射面直径：Φ50mm；楔形镜角值：10′±10″(指内外反射像的夹角)；楔角标定精度：1″；楔形镜面形误差：＜1/10光圈；全反射面对底面垂直度：＜1′；n)全反射面全反射面对侧面垂直度：＜1′(做可调镜用时)；外形尺寸：126mm×105mm×182mm。

电源控制盒用于对大、小视场CCD、计算机以及其他用电设备的集中供电，以便于系统的操作，其总体指标如下：通光口径：Φ100mm；最大工作距离：≥10m；小视场：≥±11′(水平)×±11′(垂直)；大视场：≥±2°(水平)×±2°(垂直)；视场切换：到位精度30″，重复精度15″；测量范围：≥±3′(水平)×±3′(垂直)；示值误差：测量范围内≤0.5″；示值稳定性：≤0.5″；设备供电：AC220V，50Hz。

以上实施例仅用于帮助理解本实用新型的核心思想，不能以此限制本实用新型，对于本领域的技术人员，凡是依据本实用新型的思想，对本实用新型进行修改或者等同替换，在具体实施方式及应用范围上所做的任何改动，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种光电探测系统稳定平台的稳定精度测试设备，其特征在于：包括平行光管，所述平行光管的光学系统包括光源，该光源用于将正对其设置的十字丝分划板上的十字丝照明，被照明的十字丝依次经分光棱镜b和分光棱镜a反射后，再经由望远物镜到达反光镜，由反射镜反射回的像经分光棱镜a反射并透过转像物镜a后，到达大视场CCD探测器；同时由反射镜反射回的像经分光棱镜a透射后，再经分光棱镜b和转像物镜b透射后，到达小视场CCD探测器。

2.根据权利要求1所述的光电探测系统稳定平台的稳定精度测试设备，其特征在于：所述光源与十字丝分划板之间还设置有照明聚光物镜。

3.根据权利要求1所述的光电探测系统稳定平台的稳定精度测试设备，其特征在于：所述望远物镜焦距为500mm，通光口径为Φ100mm。

4.根据权利要求1所述的光电探测系统稳定平台的稳定精度测试设备，其特征在于：所述转像物镜a的倍率为1/3，转像物镜b的倍率为2。

5.根据权利要求1～4任意一项所述的光电探测系统稳定平台的稳定精度测试设备，其特征在于：该测试设备还包括用于测量数据和对图像实时处理的控制器，所述大视场CCD探测器和小视场CCD探测器均与该控制器通讯连接。

6.根据权利要求1所述的光电探测系统稳定平台的稳定精度测试设备，其特征在于：所述平行光管安放于三维精密调整台上。

7.根据权利要求6所述的光电探测系统稳定平台的稳定精度测试设备，其特征在于：所述三维精密调整台由升降推车支撑。