控制器

:

包含電源、編碼器和干涉儀用計數器、電動機放大器、跟蹤處理器和網卡跟蹤處理器將跟蹤

內的信號轉化成角度和距離觀測值，通過局域網卡將數據傳送到應用計算機上，常州激光儀器，同理從計算機中發出的指

令也可以通過跟蹤處理器進行轉換再傳送給跟蹤，完成測量操作。

(3)

電纜：傳感器電纜和電動機電纜分別用來完成傳感器和電動機與控制器之間的連接。

LAN

電纜則用于

跟蹤處理器和應用計算機之間的連接。

(4)

應用計算機：加載了工業用的專業配套軟件，用來發出測量指令和接收測量數據。

(5)

反射器（靶標）

：是激光跟蹤測量系統的關鍵部件之一

。

作為光學逆反射器，它把所有沿光軸方向入射

的光線沿原路反射回去，激光儀器計量，進入干涉系統，與參考光發生干涉實現對位移的高精度測量；作為測量系統的測

頭，它直接與被測物體接觸，用目標反射鏡中心的坐標值來描述被測對象的形狀和尺寸

。

靶標有

3

種不同

型號（見表一）。本系統中采用玻璃菱鏡反射器。

(6)

氣象站：記錄空氣壓力和溫度。這些數據需要用來在計算激光反射時是必需的，并通過串行接口被傳

送給聯機的計算機應用程序。

7)

測量附件：包括三角支架、手推服務小車等。支架用來固定激光跟蹤儀，調整高度，**各種測量模式

的穩定性，且三角支架底座帶輪子，可方便地移動激光跟蹤儀。手推服務小車則可裝載控制器等設備，運

送方便快捷。

1.3

激光跟蹤儀系統的原理

要介紹激光跟蹤儀系統的原理就要從兩部分進行介紹：激光跟蹤的原理和激光跟蹤儀系統坐標測量的

原理。

首先以跟蹤頭中心為原點，yag激光儀器，建立球坐標系，

α、β

的值由安裝在跟蹤頭中的兩個編碼器給出，

L

的值通過安裝在激光頭中的激光干涉儀獲得

。

角度測量部分：其工作原理類似于電子經緯儀、馬達驅動式全站儀的角度測量裝置，包括水平度盤、

垂直度盤、步進馬達及讀數系統，由于具有跟蹤測量技術，它的動態性能較好。

激光干涉法測距原理為：由激光器發射的激光經分光鏡分成反射光束

S1

和透射光束

S2

，其中

S1

作為干

涉參考光，

S2

作為測量光

。

當

S2

經目標反射鏡反射回來時，與

S1

匯合成相干光束

。

若兩列光

S1

和

S2

的光程

差為

n

λ

（

λ

為波長，

n

為零或正整數），實際合成光的振幅是兩個分振幅之和，光強大，出現明條紋

。

若

S1

和

S2

的光程差為

λ

/2

（或半波長的奇數倍）

時，

合成光的振幅和為零，c6激光儀器，

此時光強小，

出現暗條紋

。

所以當目標反射鏡在空間運動時，由于

S1

和

S2

光程差的變化，明暗相間的條紋也會發生變化

。

激光干涉

儀就是利用這一原理使激光束產生明暗相間的干涉條紋，由光電轉換元件接收并轉換為電信號，經處理后

由計數器計數，實現對位移變化量的檢測

。

由以上原理可知激光干涉儀為增量碼測量系統，因此測量前必須預設初值

。

跟蹤頭上有一個固**叫

鳥巢，測量開始時，首先將目標反射鏡置于該固**上，該點與跟蹤頭中心的距離是固定的，計算機自動

將初值置為該距離值，然后即可移動目標反射鏡進行空間點的測量

。

由于激光干涉儀是增量碼儀器，所以

在測量過程中一旦發生丟光，干涉儀就會停止計數，測量就無法繼續，整個測量過程就必須重新開始

。

此

外，測量系統給出的三維坐標值是目標反射鏡的中心位置，理論上目標反射鏡的中心均與其外面的球形外

殼中心重合，所以要獲得被測點的實際坐標值還要對直接測量值進行半徑補償

。

sin

sin

sin

sin

cos

x

L

y

L

z

L

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