本技術涉及計量測試領域，尤其涉及一種基于激光干涉及同步觸發(fā)的動態(tài)校準裝置。

背景技術：

1、近年來，以激光跟蹤儀為代表的大尺寸坐標類測量儀器常應用于部件調姿、對接等動態(tài)測量場景。因此，大尺寸坐標類測量儀器的動態(tài)測量性能，特別是瞬時誤差必須進行校準。目前，僅《jjf?1242—2021激光跟蹤三維坐標測量系統(tǒng)校準規(guī)范》中涉及動態(tài)參數(shù)校準，推薦采用標準圓軌跡發(fā)生器作為標準設備，激光跟蹤儀追蹤測量隨標準圓軌跡發(fā)生器運動的球面反射靶標，取一周的測量點集擬合圓周并計算直徑以測試動態(tài)示值誤差及動態(tài)示值變動量。

2、但是，《jjf?1242—2021激光跟蹤三維坐標測量系統(tǒng)校準規(guī)范》中未標明標準圓軌跡發(fā)生器的時間參數(shù)的計量要求，且在動態(tài)示值誤差及動態(tài)示值變動量的計算中圓周擬合忽略時間信息，動態(tài)校準在時間層面的溯源鏈缺失。因此，基于標準圓軌跡發(fā)生器的動態(tài)校準裝置不適用于激光跟蹤儀等大尺寸坐標類測量儀器的瞬時誤差等時變參數(shù)的溯源。

技術實現(xiàn)思路

1、為彌補基于標準圓軌跡發(fā)生器的動態(tài)校準裝置不適用于激光跟蹤儀等大尺寸坐標類測量儀器的瞬時誤差等時變參數(shù)溯源的問題，本實用新型提供一種基于激光干涉及同步觸發(fā)的動態(tài)校準裝置，采用激光干涉儀作為長度標準器，采用同步觸發(fā)器作為時間標準器，在同一時刻觸發(fā)激光干涉儀及被校儀器追蹤測量沿直線運動的反射鏡及測量目標，用于計算被校儀器的瞬時長度示值誤差，完善動態(tài)校準在長度和時間上的溯源鏈。

2、為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種基于激光干涉及同步觸發(fā)的動態(tài)校準裝置，其包括：直線運動導軌、激光干涉儀、同步觸發(fā)器以及上位機；

3、直線運動導軌包括固定工作臺以及在驅動機構的驅動下沿一直線方向滑動的移動工作臺；移動工作臺上承載有被校儀器的測量目標以及激光干涉儀的反射鏡；固定工作臺上固定有激光干涉儀的干涉鏡；

4、同步觸發(fā)器，其具有多個輸出同步脈沖信號的輸出端口，分別與激光干涉儀以及被校儀器連接；

5、反射鏡、干涉鏡以及激光干涉儀構成干涉測量光路，激光干涉儀響應于同步觸發(fā)器的同步脈沖信號測量移動工作臺的位移量；被校儀器響應于同步脈沖信號測量測量目標的位置信息；

6、上位機被配置為接收激光干涉儀測量的移動工作臺的位移量以及被校儀器測量的測量目標的位置信息。

7、本實用新型的進一步改進在于：直線運動導軌包括大理石基底，移動工作臺通過金屬直線導軌滑動設置在大理石基底上；驅動機構為直線電機，與上位機連接；在大理石基底以及移動工作臺之間設置有光柵尺；直線電機構與光柵尺構成閉環(huán)控制，以驅動移動工作臺按設定速度及加速度沿導軌運動。

8、本實用新型的進一步改進在于：直線運動導軌包括大理石導軌，移動工作臺為滑動設置在大理石導軌上的氣浮工作臺；驅動機構為伺服電機驅動的摩擦輪。

9、本實用新型的進一步改進在于：反射鏡、干涉鏡以及激光干涉儀的三者共線，且經過三者中心的直線與移動工作臺的運動方向平行。

10、本實用新型的進一步改進在于：同步觸發(fā)器包括gnss天線、gnss馴服時鐘、微處理器、信號分配器；

11、gnss天線接收來自gnss星載原子鐘的標準時間信號；

12、gnss馴服時鐘作為同步觸發(fā)器的時鐘源，利用標準時間信號馴服自身內部恒溫晶振，為同步觸發(fā)器提供時鐘信號；

13、微處理器對時鐘信號進行分頻，產生預定頻率的脈沖信號；

14、信號分配器將脈沖信號復制成多路同步脈沖信號，分別通過各輸出端口發(fā)送到激光干涉儀以及被校儀器。

15、本實用新型的進一步改進在于：微處理器通過串行通信模塊與上位機通信連接；同步觸發(fā)器還包括電源模塊，為同步觸發(fā)器中的各有源器件供電。

16、本實用新型的進一步改進在于：被校儀器包括激光跟蹤儀；測量目標包括球面反射靶標。

17、本實用新型提供的方案具有以下技術效果：基于激光干涉及同步觸發(fā)的動態(tài)校準裝置采用激光干涉儀作為長度標準器，采用同步觸發(fā)器作為時間標準器，通過同步觸發(fā)標準器與被校儀器測量，完善動態(tài)校準在長度和時間上的溯源鏈。

18、以下將結合附圖對本實用新型的構思、具體結構及產生的技術效果作進一步說明，以充分地了解本實用新型的目的、特征和效果。

技術特征：

1.一種基于激光干涉及同步觸發(fā)的動態(tài)校準裝置，其特征在于包括：直線運動導軌(1)、激光干涉儀(2)、同步觸發(fā)器(3)以及上位機(4)；

2.根據(jù)權利要求1所述的一種基于激光干涉及同步觸發(fā)的動態(tài)校準裝置，其特征在于：直線運動導軌(1)包括大理石基底，所述移動工作臺(101)通過金屬直線導軌滑動設置在大理石基底上；所述驅動機構為直線電機，與所述上位機連接；在大理石基底以及所述移動工作臺(101)之間設置有光柵尺；所述直線電機構與所述光柵尺構成閉環(huán)控制，驅動移動工作臺(101)按設定速度及加速度沿導軌運動。

3.根據(jù)權利要求1所述的一種基于激光干涉及同步觸發(fā)的動態(tài)校準裝置，其特征在于：直線運動導軌(1)包括大理石導軌，所述移動工作臺(101)為滑動設置在所述大理石導軌上的氣浮工作臺；所述驅動機構為伺服電機驅動的摩擦輪。

4.根據(jù)權利要求1所述的一種基于激光干涉及同步觸發(fā)的動態(tài)校準裝置，其特征在于：所述反射鏡(201)、干涉鏡以及所述激光干涉儀(2)的三者共線，且經過三者中心的直線與所述移動工作臺(101)的運動方向平行。

5.根據(jù)權利要求1所述的一種基于激光干涉及同步觸發(fā)的動態(tài)校準裝置，其特征在于：所述同步觸發(fā)器(3)包括gnss天線、gnss馴服時鐘、微處理器、信號分配器；

6.根據(jù)權利要求5所述的一種基于激光干涉及同步觸發(fā)的動態(tài)校準裝置，其特征在于：所述微處理器通過串行通信模塊與上位機通信連接；所述同步觸發(fā)器還包括電源模塊，為所述同步觸發(fā)器中的各有源器件供電。

7.根據(jù)權利要求1所述的一種基于激光干涉及同步觸發(fā)的動態(tài)校準裝置，其特征在于：所述被校儀器包括激光跟蹤儀(5)；所述測量目標包括球面反射靶標(501)。

技術總結
本技術公開了一種基于激光干涉及同步觸發(fā)的動態(tài)校準裝置，該裝置包括：直線運動導軌，包括固定工作臺以及移動工作臺；移動工作臺上承載有被校儀器的測量目標以及激光干涉儀的反射鏡；固定工作臺上固定有激光干涉儀的干涉鏡；同步觸發(fā)器，具有多個輸出同步脈沖信號的輸出端口，分別與激光干涉儀以及被校儀器連接；激光干涉儀響應于同步脈沖信號測量移動工作臺的位移量；被校儀器響應于同步脈沖信號測量測量目標的位置信息；上位機用于接收移動工作臺的位移量以及測量目標的位置信息。采用激光干涉儀作為長度標準器，采用同步觸發(fā)器作為時間標準器，通過同步觸發(fā)標準器與被校儀器測量，完善動態(tài)校準在長度和時間上的溯源鏈。

技術研發(fā)人員：任瑜,張豐,胡曉磊,郭志敏,傅云霞
受保護的技術使用者：上海市計量測試技術研究院（中國上海測試中心、華東國家計量測試中心、上海市計量器具強制檢定中心）
技術研發(fā)日：20240131
技術公布日：2024/12/19