光学测角方法历来以其极高的测量准确度受到人们的重视,光学测角法的应用也越来越广泛。目前,光学测角方法除众所周知的光学分度头法和多面棱体法外,常用的还有光学内反射法、激光干涉法、圆光栅法、环形激光法、光电轴角编码器法和光电自准直仪法等。这些方法大多可以应用于小角度的非接触测量中,并达到了很高的测量精度和灵敏度。
1.光学内反射法
内反射法角度测量技术就是利用全反射条件下入射光变化时反射率的变化关系,通过反射率的变化来测量入射角的变化,由P.S.Huang等人提出来的,如图1.1所示。利用光线从光密媒质进入光疏媒质时,当入射角在临界角附近变化,反射率发生急剧变化的物理规律,通过反射率的变化来确定入射角度的变化。
用该方法制成的测角仪体积可以做得很小,因此特别适用于较小空间中小角度的在线测量,可以做成袖珍式测角仪,而且结构简单,成本低,但其测量范围也很小,因此只能用于小角度测量,3弧分范围内分辨率可以达到0.02弧秒。台湾的chin等人在此原理基础上,提出一种全内反射外差干涉测角法,将传感器的测角范围扩大到10度,最佳分辨率可达8×10-5度。
2.激光干涉法
激光干涉法大多是以迈克尔逊干涉仪作为基本原理,
将角度的变化转换为长度的变化来