高速旋转平面反射镜镜面变形测量
第40卷第4期 光电工程V ol.40, No.4 2013年4月Opto-Electronic Engineering April, 2013 文章编号：1003-501X(2013)04-0059-06
高速旋转平面反射镜镜面变形测量
杜佳明1，邓召义1，黄迪山1，姜紫庆2，贾建军2
( 1. 上海大学机电工程与自动化学院，上海 200072；
2. 中国科学院上海技术物理所，上海 200083 )
摘要：本文将介绍高速旋转平面反射镜镜面变形测量。平面反射镜在高速旋转时由于镜体倾斜引起的惯性力矩会使镜体产生弯曲变形，影响成像质量。利用应变电测法，通过导电滑环把镜体旋转时镜面应变片电阻变化信号连接到应变仪。从变形与应变之间的关系，用仿真方法估计镜体等效厚度，数值积分重构镜体弯曲变形。并与有限元计算结果进行对比，验证测量的正确性。研究表明：该方法有效可行，为旋转镜面变形测量提供一种新的思路。
关键词：平面反射镜；应变电测法；弯曲变形；重构
中图分类号：V416.8；TH115 文献标志码：A doi：10.3969/j.issn.1003-501X.2013.04.009
Deformation Measurement of Rotating Plane
Reflective Mirror with High Speed
DU Jiaming1，DENG Zhaoyi1，HUANG Dishan1，JIANG Ziqing2，JIA Jianjun2
( 1. School of Mechatronic Engineering and Automation, Shanghai University, Shanghai 200072, China,
2. Shanghai Institute of Technical Physics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 200083, China )
Abstract: A method of deformation measurement is introduced for a rotating plane reflective mirror with high speed.
Since the inertia moment is added by mirror rotating, a bend deflection will appear on the body of plane reflective mirror, which will influence the quality of laser beam capture. With regards to this, strains are measured in the mirror body by strain gauges, and the signals are transferred for data acquisition through a slip ring. Based on the relationship between deformation and strain, the corresponding equivalent thickness of mirror body can be estimated by simulation, and the deformation of mirror body can be reconstructed by digital integration. Compared with the finite element calculation results, the correctness of the measurement is verified.Research experiment shows that the proposed method is successful in the result of measurement, and it gives new clue of the deformation estimation of rotating mirror.
Key words: plane reflection mirror; strain gauge; bend deformation; reconstruction
0 引 言
在航天遥感仪器中，为了对空间不同位置目标进行观测，采用二维扫描镜绕轴旋转方法，实现大的扫描视场，以满足大范围光学覆盖的要求。光机扫描器是各种航天航空遥感扫描成像系统的重要组成部分，扫描驱动装置驱动扫描镜实现对目标的扫描成像，以获取目标信息[1]。倾斜45°安装的平面反射镜具有扫描镜尺寸小、转动惯量小、负载轻、扫描方式灵活等特点，是目前比较常用的光机扫描方式之一。
反射镜绕回转轴高速旋转时，由于镜体倾斜安装，产生的惯性力矩会引起镜体的变形，镜体变形直接影响到光束接收精度。镜体的变形比较小，需控制在微米数量级，现有的变形监测技术难以达到如此高精度的动态测量。根据反射镜旋转时镜面应变的测量方法及镜体弯曲变形重构的数学处理方法，可估计旋转
收稿日期：2012-12-26；收到修改稿日期：2013-03-04
作者简介：杜佳明(1989-)，男(汉族)，山东临沂人。硕士研究生，主要从事机械设计、有限元分析等方面的研究。
E-mail:dujiaming110@https://www.360docs.net/doc/3a18822943.html,。
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