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High-Precision Angle Sensor Based on Angle Amplification via Double-Layer Regular Prism Structure

delete2025-09-04
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OA
AI
张白 封面图
张白 (Bai Zhang)
X
Xixi Cao
L
Lihan Su
Z
Z X Yin
周春艳 封面图
周春艳 (Chunyan Zhou)
X
X. L. Kang
Y
Yiwei Liu *
DOI:10.3390/photonics12090890delete
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摘要

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本文设计了一种基于双层正棱镜结构的具有角度放大的高精度角度测量传感器。角度放大是通过测量激光在双层正棱镜结构的内、外表面之间多次反射实现的。研究了测量激光在双层正棱镜结构中的光路轨迹,并建立了相应的数学模型。位置敏感探测器(PSD)测量测量激光的位移变化,并通过应用基于反射轨迹模型分析得到的位移-角度转换关系,最终实现角度测量。该传感器样机达到了±0.5''的测量精度。此外,通过实验验证了使用多个测量单元的替代测量方法的可行性,其测量精度与单单元相当。通过合理布置多个PSD,可以实现360度角度测量,其可行性已进行讨论。
Keyword:
angle measurement
PSD
double-layer regular prism
multiple reflection
alternate measurement
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