一种可变放大系数光杠杆光电测量器

1.本实用新型涉及光电测量器件技术领域，具体涉及一种可变放大系数光杠杆光电测量器。


背景技术：

2.目前，微型冷气推进系统、微型化学推进系统和微型电推进系统因具有突出的特点、优异的性能，而成为能源系统以及推进动力研究的新兴技术领域。
3.在进行地面实验过程中，需要利用真空舱为推进系统提供模拟太空工作环境，并将推进系统安装在扭摆式、倒摆式等类型微推力微冲量测量设备上对其输出推力或冲量进行测量。在使用过程中，将测量设备配平、调校好后需要关闭真空舱、抽空；，抽出空气时气流会对测量设备的零部件产生一定的扰动，且由于空气浮力的消失，使得测量设备结构部件发生动作，从而造成测量设备配平失去平衡，测量光路出现一定偏移；如果完成抽真空后发现光路偏移较大需要重新调校光路，则需要反复开舱，调校、抽空过程，由于现有微冲量测量系统光路设计固定，且不具备光路自动调整的能力，极大增加了研究者使用的麻烦。
4.为解决上述技术问题，在中国专利号为202122244859.5，公告日为2022.02.18，该专利文献公开了一种微推力测量装置的激光光路调节装置，该技术方案提供的微推力测量装置的激光光路调节装置，通过所述激光器微调台和所述位置传感器微调台，可以对激光光斑和光电位置传感器psd进行微米级校准，并且二者均通过电机驱动实现调节，因此可在真空舱外远程遥控操作。
5.根据该专利文献公开的技术方案，虽然能够解决反复打开真空舱来校准管路的问题，但是量程不可变。而且，该技术方案中的激光光程固定不变，不可调节，因而只能满足一定量级范围微冲量的测量，而现有扭摆的测量量程一般能满足跨2个数量级冲量的测量，而对于最小纳微牛秒量级，最大毫牛秒量级的航天微推力器冲量测量而言，量程不够，并且最小分辨能力不高，测量精度偏低，对于微牛秒及以下量级微小冲量，在该量级冲量作用下测量台架机械响应输出极为微小（扭转角度极小），而在大数量级冲量（如毫牛秒量级冲量）作用下，测量平台力学响应输出大（此时扭转角度相对较大），受所使用传感器测量范围的限制，很难满足不同数量级冲量作用下测量平台力学跨大范围的力学响应输出能测、测的准的测量要求，现有技术需要针对不同数量级冲量的测量对所采用的测量光学器件或者设备结构进行调整或更换，从而成本较高且使用复杂。


技术实现要素：

6.本实用新型提供一种可变放大系数光杠杆光电测量器，利用本实用新型的结构，冲量测量装置能够实现跨越多个数量级的大范围微冲量的测量，并且能够通过调节光路来调节冲量测量装置的量程，结构简单。
7.为达到上述目的，本实用新型的技术方案是：一种可变放大系数光杠杆光电测量器，用于测量推力器工作时产生的冲量，包括光学平台；光学平台上设有激光器、安装支架、
用于检测微型动力装置冲量的冲量测量装置、第一平面反射镜、转动支架、平面反射镜组、第一光电位置传感器、第二光电位置传感器、信号处理电路和控制器。
8.激光器用于发出光信号，激光器通过安装支架设置在光学平台上。
9.第一平面反射镜用于反射并调整激光器发出的光信号的反射角度，将激光器射出的光信号反射进入平面反射镜组，第一平面反射镜转动耦合在冲量测量装置上，且第一平面反射镜和冲量测量装置通过转动支架转动设置在光学平台上，第一平面反射镜的转动轴线与第一平面反射镜的反射面平行，且第一平面反射镜位于激光器的照射范围内；推力器耦合在冲量测量装置的摆臂上，在推力器作用下摆臂绕摆臂的转动轴线转动，同时带动第一平面反射镜绕第一平面反射镜的转动轴线进行转动，摆臂转动角度与第一平面反射镜转动角度相同。
10.平面反射镜组用于接收并放大第一平面反射镜反射出的光信号的光程，平面反射镜组设置在光学平台上，且平面反射镜组的入光端位于第一平面反射镜相对于激光器的另一侧。
11.第一光电位置传感器和第二光电位置传感器用于接收平面反射镜组反射出的光信号，第一光电位置传感器和第二光电位置传感器分别设置在光学平台位于平面反射镜组出光端的一侧，且第二光电位置传感器位于在第一光电位置传感器远离平面反射镜组的一侧。
12.平面反射镜组，包括用于调整光程大小的位移机构和两组相对设置的第二平面反射镜，两组第二平面反射镜相对设置在位移机构上，位移机构用于调整第二平面反射镜之间在x轴方向的距离和y轴方向上的距离。
13.信号处理电路一端分别与第一光电位置传感器和第二光电位置传感器电性连接，信号处理电路的另一端和控制器电性连接；控制器与位移机构电性连接。
14.以上设置，通过激光器发出光信号，光信号依次经过第一平面反射镜、两个以上的第二平面反射镜反射后照射到第一光电位置传感器或第二光电位置传感器上；当进行冲量测量时，冲量测量装置在微型动力装置的作用下发生转动，由于冲量测量装置与第一平面反射镜固定连接且同一转动轴线转动设置，第一平面反射镜随冲量测量装置转动而转动，第一平面反射镜与冲量测量装置转动的角度相同，第一平面反射镜转动后，改变了反射的角度，光信号通过改变角度后的第一平面反射镜反射进入平面反射镜组，随后光信号依次经过第一平面反射镜、两个以上的第二平面反射镜反射后照射到第一光电位置传感器或第二光电位置传感器的检测范围内；信号处理电路将前后两次照射在第一光电位置传感器或第二光电位置传感器的感应到的光信号经过处理后输送到控制器，根据控制器反馈的信息，使用者可以利用控制器控制位移机构控制位移机构调整第二平面反射镜之间的位置关系，改变多个第二平面反射镜之间反射形成的光路，进而放大或缩小光信号的光程大小，从而实现通过调整光路来调节光程。由于微型动力装置由于类型及初始能量级别不同，当其输出冲量处于100nn
•
s～1n
•
s跨多数量级范围，当微型动力装置输出冲量很小，此时微冲量测量台架力学相应输出极为微弱，转动角度极为微小，对如此小量级的微小冲量极难实现高精度的精准测量，而通过位移机构增大光路从而放大光程，实现在冲量很小时提高测量精度，直至使得光信号光斑在第一光电位置传感器位移最大，此时第一光电位置传感器输出最大电压信号，同时第二光电位置传感器未接受到光信号照射，也就是说没有信号输出，
此时可以达到该量级冲量作用下，既能测，同时测量分辨率又最好。而当微型动力装置产生输出冲量较大，光信号位移过大，超出了第一光电位置传感器的检测范围，此时在第二光电位置传感器上会有信号输出，使用者可以利用控制器控制位移机构控制位移机构调整第二平面反射镜之间的位置关系，改变多个第二平面反射镜之间反射形成的光路，缩小光信号的光程大小，直至激光光斑在第一光电位置传感器位移最大，此时第一光电位置传感器输出最大电压信号，同时第二光电位置传感器未接受到光信号照射，此时可以达到该量级冲量作用下，既能测，同时测量分辨率又最好。通过上述方式，能够使得冲量测量装置能够实现跨越多个数量级的大范围微冲量的测量，且通过根据实际需要调整合适的量程，减小测量误差的影响，提高测量精度，进而提高分辨率；另一方面，平面反射镜组调节光路的结构组成简单，通过平面反射镜组调节光路的光程，克服了现有技术中测量设备光路设置复杂、系统造价成本高的问题。
15.进一步地，位移机构包括两个以上的x轴移动机构、两个以上的x轴驱动机构、两个y轴移动机构和两个以上的y轴驱动机构，控制器分别与x轴驱动机构和y轴驱动机构电性连接；两个y轴移动机构平行设置在光学平台上，每一y轴移动机构上活动设有一个以上的x轴移动机构；每一x轴移动机构对应设有一个x轴驱动机构和y轴驱动机构；y轴驱动机构用于驱动x轴移动机构沿y轴移动机构长度方向上移动；x轴驱动机构用于驱动第二平面反射镜在x轴方向上移动，从而调节第二平面反射镜之间在x轴方向上的距离；以上设置，当进行x轴方向上的调整时，可通过驱动x轴驱动机构带动x轴移动机构，从而x轴方向上调整第二平面反射镜之间的距离；当进行y轴方向上的调整时，可通过驱动y轴驱动机构带动y轴移动机构，从而y轴方向上调整第二平面反射镜之间的距离；这样，控制器可通过控制x轴驱动机构和y轴驱动机构来调整第二平面反射镜之间的相对距离。
16.进一步地，每一y轴移动机构上设有两个以上的x轴移动机构，每一x轴移动机构对应设有一个x轴驱动机构；每组第二平面反射镜包括两个以上第二平面反射镜，每个x轴移动机构上设有一个第二平面反射镜；y轴移动机构在光学平台上沿y轴方向设置，每一个y轴移动机构上设有两个x轴移动机构，x轴移动机构沿光学平台的x轴方向设置；一y轴移动机构上的x轴移动机构与另一y轴移动机构上的x轴移动机构相对设置；通过调节第二平面反射镜之间的距离，使得光信号在每一第二平面反射镜上反射一次；以上设置，由于光信号再同一第二平面反射镜上只反射一次，可通过控制单独控制每一个第二平面反射镜的位置，从而控制光信号每一次反射的位置，这样，可根据实际需要控制并调整光路，使得光路的设计更加灵活可控，可使得光路的设计更加精细。
17.进一步的，每一y轴移动机构上设有一个的x轴移动机构，每一x轴移动机构对应设有一个x轴驱动机构；每组第二平面反射镜包括一个第二平面反射镜，每个x轴移动机构上设有一个第二平面反射镜；y轴移动机构在光学平台上沿y轴方向设置，每一个y轴移动机构上设有一个x轴移动机构，x轴移动机构沿光学平台的x轴方向设置；一y轴移动机构上的x轴移动机构与另一y轴移动机构上的x轴移动机构相对设置；通过调节第二平面反射镜之间的距离，使得光信号在每一第二平面反射镜上反射两次以上；以上设置，由于光信号再同一第二平面反射镜上反射两次以上，控制一侧的第二平面反射镜移动即可完成多个反射点的调整，能够快速调节光程，从而快速完成量程的调节，该设置，只需要使用两个第二平面反射镜即可实现多次反射，结构简单。
18.进一步地，第二平面反射镜固定设置在x轴移动机构的一端上，x轴驱动机构驱动x轴移动机构在x轴方向上相对于y移动机构上移动实现调节第二平面反射镜之间在x轴方向上的距离；以上设置，通过第二平面反射镜固定在x轴移动机构的一端上，然后x移动机构相对y移动机构实现调整第二平面反射镜的移动，结构简单。
19.进一步的，所述x轴移动机构上设有镜片夹具，第二平面反射镜通过镜片夹具安装在x轴移动机构上，通过镜片夹具可调节第二平面反射镜与光学平台之间的距离，以上设置，通过镜片夹具调节第二平面反射镜在z轴方向上的调整，进一步满足激光在第二平面反射镜之间的反射要求。
20.进一步地，所述第二平面反射镜之间相互平行设置，以上设置，使得第二平面反射镜能更好地接收到反射光线。
附图说明
21.图1为本实用新型实施例1的原理框图。
22.图2为本实用新型实施例2的原理框图。
23.图3为本实用新型中光杠杆测量原理图。
24.图4为现有技术中光杠杆测量原理图。
25.附图标记：1、光学平台；2、激光器；21、安装支架；3、冲量测量装置；31、第一平面反射镜；4、平面反射镜组；411、x轴移动机构；412、x轴驱动机构；421、y轴移动机构；422、y轴驱动机构；43、第二平面反射镜；51、第一光电位置传感器；52、第二光电位置传感器；61、信号处理电路；62、控制器；7、光路。
具体实施方式
26.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细说明。
27.如图1-图3所示，一种可变放大系数光杠杆光电测量器，用于测量推力器工作时产生的冲量，包括光学平台1（参照图1-图2）；光学平台1上设有激光器2、安装支架21、用于检测微型动力装置冲量的冲量测量装置3、第一平面反射镜31、转动支架（图中未示出）平面反射镜组4、第一光电位置传感器51、第二光电位置传感器52、信号处理电路61和控制器62。
28.激光器2用于发出光信号，激光器2通过安装支架21设置在光学平台1上；冲量测量装置设置在光学平台上且位于激光器2的一侧。
29.第一平面反射镜31用于反射并调整激光器2发出的光信号的反射角度，将激光器2射出的光信号反射进入平面反射镜组4，第一平面反射镜31转动耦合在冲量测量装置上，第一平面反射镜31的转动轴线与第一平面反射镜31的反射面平行，且第一平面反射镜31位于激光器2的照射范围内；推力器耦合在冲量测量装置3的摆臂上，在推力器作用下摆臂绕摆臂的转动轴线转动，同时带动第一平面反射镜绕第一平面反射镜的转动轴线进行转动，摆臂转动角度与第一平面反射镜转动角度相同。
30.所述冲量测量装置可以是现有技术中的倒摆式、扭摆式、扭丝结构、多摆等多种结构类型的冲量测量装置，本实用新型可将第一平面反射镜安装在现有技术中的各种冲量测量装置中，在推力器作用下摆臂绕摆臂的转动轴线转动，同时带动第一平面反射镜绕第一平面反射镜的转动轴线进行转动，使得第一平面反射镜能够获得与摆臂相同的转动角度，
进而能够通过光斑位移差来计算推力。
31.平面反射镜组4用于接收第一平面反射镜31反射出的光信号，并对光信号的光程（即光在媒质传播经历的路程）进行调节，放大或缩小光信号的光程，平面反射镜组4设置在光学平台1上，且平面反射镜组4的入光端位于第一平面反射镜31相对于激光器2的另一侧。
32.第一光电位置传感器51和第二光电位置传感器52用于接收平面反射镜组4反射出的光信号，第一光电位置传感器51和第二光电位置传感器52分别设置在光学平台1位于平面反射镜组4出光端的一侧，且第二光电位置传感器52位于在第一光电位置传感器51远离平面反射镜组4的一侧。
33.平面反射镜组4，包括用于调整光程大小的位移机构和两组以上相对设置的第二平面反射镜43，第二平面反射镜相对设置在位移机构上，位移机构用于调整第二平面反射镜之间在x轴方向的距离和y轴方向上的距离。
34.信号处理电路61一端分别与第一光电位置传感器51和第二光电位置传感器52电性连接，信号处理电路61的另一端和控制器62电性连接，信号处理电路61用于将第一光电位置传感器51和第二光电位置传感器52接收的模拟信号转化为数字信号传递给控制器62，用于提供微冲量测量装置冲量与位移对应关系的基本数据；控制器62与位移机构电性连接，根据控制器62接收到信号处理电路61的数字信号利用控制器控制位移机构移动，从而调节第二平面反射镜之间在x轴方向的距离和y轴方向上的距离。
35.在本实施例中，在使用前，由于第一平面反射镜31通过转动支架转动设置，第一平面反射镜31为平行四边形，需要预先调整在激光器2的出光角度，使得激光器2发出的光信号照射在第一平面反射镜31的中线上，该第一平面反射镜31的中线与转动支架转动中心轴线平行，同时，需要将第一光电位置传感器51和第二光电位置传感器52的感光面与激光器2平行设置，使得激光器2发出并经过平面反射镜组4反射的光信号垂直照射在第一光电位置传感器51或第二光电位置传感器52的感光面上。
36.以上设置，通过激光器2发出光信号，光信号依次经过第一平面反射镜31、两个以上的第二平面反射镜43反射后照射到第一光电位置传感器51或第二光电位置传感器52上，形成光路7；当进行冲量测量时，冲量测量装置在微型动力装置的作用下发生转动，由于冲量测量装置3与第一平面反射镜31固定连接且同一转动轴线转动设置，第一平面反射镜31随冲量测量装置3转动而转动，第一平面反射镜31与冲量测量装置3转动的角度相同，第一平面反射镜31转动后，改变了反射的角度，光信号通过改变角度后的第一平面反射镜31反射进入平面反射镜组4，随后光信号依次经过第一平面反射镜31、两个以上的第二平面反射镜43反射后照射到第一光电位置传感器51或第二光电位置传感器52的检测范围内；信号处理电路61将前后两次照射在第一光电位置传感器51或第二光电位置传感器52的感应到的光信号经过处理后输送到控制器62，根据控制器62反馈的信息，使用者利用控制器62控制位移机构调整第二平面反射镜43之间的位置关系，改变多个第二平面反射镜43之间反射形成的光路7，进而放大或缩小光信号的光程大小，从而实现通过调整光路7来调节光程。由于微型动力装置由于类型及初始能量级别不同，当其输出冲量处于100nn
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s～1n
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s跨多数量级范围，当微型动力装置3输出冲量很小时（如处于微牛秒量级），此时微冲量测量台架力学相应输出极为微弱，转动角度极为微小，对如此小量级的微小冲量极难实现高精度的精准测量，而通过位移机构增大光路从而放大光程，实现在冲量很小时提高测量精度，直至光信
号光斑在第一光电位置传感器51位移最大，此时第一光电位置传感器51输出最大电压信号，同时第二光电位置传感器52未接受到光信号照射，也就是说没有信号输出，此时可以达到该量级冲量作用下，既能测，同时测量分辨率又最好。而当微型动力装置产生输出冲量较大（如处于毫牛秒量级），光信号位移过大，超出了第一光电位置传感器51的检测范围，此时在第二光电位置传感器52上会有信号输出，使用者可以利用控制器62控制位移机构控制位移机构调整第二平面反射镜43之间的位置关系，改变多个第二平面反射镜43之间反射形成的光路，缩小光信号的光程大小，直至激光光斑在第一光电位置传感器位移最大，此时第一光电位置传感器输出最大电压信号，同时第二光电位置传感器52未接受到光信号照射，此时可以达到该量级冲量作用下，既能测，同时测量分辨率又最好。通过上述方式，能够使得冲量测量装置3能够实现跨越多个数量级的大范围微冲量的测量，且通过根据实际需要调整合适的量程，减小测量误差的影响，提高测量精度，提高分辨率；另一方面，平面反射镜组调节光路的结构组成简单，通过平面反射镜组调节光路的光程，克服了现有技术中测量设备光路设置复杂、系统造价成本高的问题。
37.在本实施例中，所述信号处理电路61为现有技术中的数模转换器，第一光电位置传感器51和第二光电位置传感器52为psd（即激光光斑位移敏感器），通过数模转化器将psd获取到的模拟信号转化为数字信号输送到控制器62，控制器62根据获取到的数字信号进行显示并在使用者的控制下驱动位移机构移动；控制器62为plc或mcu。
38.经光学平面反射镜组4的反射光信号照射在第一光电位置传感器51或第二光电位置传感器52感光面上，且第一光电位置传感器51或第二光电位置传感器52感光面与入射光信号垂直；光电位置传感器是一种基于横向光电效应的光电位移传感器，感知光信号光斑位移并输出光电流信号，第一次光信号照射在光电位移传感器时产生的电流信号为i1，第一次光信号照射在光电位移传感器时产生的电流信号为i2，光信号在光电位移传感器的光敏面位移的长度为la（图中未示出），取光电位置传感器感光面中心为原点，则光斑位置差与光电流关系为：xa=la*(i
2-i1)/(i2 i1)；此为现有技术中psd位移信号光电传感器的测量原理，由此关系式可得知，光信号位移量与所输出的电流信号成正比例关系，光斑偏离光电位置传感器的感光面中心越远，输出的电信号幅值越大。
39.现有技术中的光杠杆测量原理如图4所示，激光器产生的一束点激光，经由固定在转动支架上（图中未示出）的第一平面反射镜31反射，照射在光电位位置感器8上形成光斑b；当转动支架偏转角为θ后，转动前后对应法线角度相差θ，反射光线也发生了偏转，偏转前和偏转后两次反射的光信号的角度为2θ，且由原来照射在光电位置传感器8形成的光斑b发生了移动，在光电位置传感器8上形成的光斑c，且由于入射角度和反射角度相等，不难看出，θ与光斑移动距离bc存在以下关系：
40.θ=1/2arctan（bc/ab)=1/2 arctan[（bc*cota）/ad]；
[0041]
其中，ad为第一平面反射镜31到光电位置传感器8的垂直距离，a为激光入射光线与法线的夹角；图4中虚线为转动支架偏转后第一平面反射镜31所处的位置，e为转动支架偏转后第一平面反射镜31的法线。
[0042]
由于光斑移动距离bc是可以直接测量的参数，且由光斑位置差与光电流关系可知，光斑移动距离bc越大，第一光电位置传感器所产生的光电流就越大。因此，当转动支架偏转角θ太小时，此时的光斑移动距离bc的值较小，受测量误差影响较大，可通过调节光路
放大光程，将光斑移动距离bc放大，直至bc在第一光电位置传感器能够检测的范围内达到最大值，此时光斑移动距离bc所产生的电压信号最大，受测量误差的影响最小，提供微冲量测量装置冲量换算的基本数据，因此换算得出的冲量收测量误差的影响小，从而提高了测量分辨率。
[0043]
如图3所示，图3为本实用新型应用了上述的光杠杆测量原理（参见图4）的测量系统，包括激光器2、第一平面反射镜31、两个平行相对设置的第二平面反射镜43和光电位置传感器8，假设初始静止时，从第一平面反射镜31到第一光电位置传感器51或第二光电位置传感器52的光路7总长为l0（图中未示出，即从入射点到光电位置传感器上接收点光线的总路程长），冲量测量装置3（参看图1）在微型动力装置（图3中未示出）输出冲量作用下扭转角度θ，图3中虚线为第一平面反射镜31在受到微型动力装置输出冲量作用转动后所处的位置，由于第一平面反射镜31随微型动力装置转动，则第一平面反射镜31转动的角度也为θ，在从静止到运动过程中光电位置传感器8上光信号光斑的位移量为s（相当于图4中的光斑移动距离bc），当第一光电位置传感器51上的光信号光斑的位移量s过小，或第二光电位置传感器52上输出了光电流信号，此时由控制器控制位移机构移动实现调节光程l0，在保证前后两次光信号光斑均落在第一光电位置传感器51上前提下，使得光程l0处于一个较大的值。
[0044]
由图4和光杠杆测量原理可知，图3中的光程l0与光信号光斑位移量s有直接关系，光斑位移量在光电位置传感器的检测范围内的前提下，光斑位移量s越大，光电位置传感器所输出的电信号越大，测量误差产生的影响越小，因此光信号光斑位移量s则是直接影响测量系统分辨率，所以，通过本实用新型的平面反射镜组4，可根据实际需要对光程进行调整，能够调整出在光电位置传感器检测范围内，光斑位移量s较大的光程，此时光斑位移量s较大，测量误差产生的影响小，从而提高了测量系统的分辨率。
[0045]
在本实施例中，光学平台1所在平面为x轴和y轴所形成的平面，图1和图2中标示有x轴和y轴所在的方向。
[0046]
位移机构包括两个以上的x轴移动机构411、两个以上的x轴驱动机构412、两个y轴移动机构421和两个以上的y轴驱动机构422，控制器62分别与x轴驱动机构412和y轴驱动机构422电性连接；两个y轴移动机构421平行且相对设置在光学平台1上，每一y轴移动机构421上活动设有一个以上的x轴移动机构411；每一x轴移动机构411对应设有一个x轴驱动机构412和y轴驱动机构422；y轴驱动机构422用于驱动x轴移动机构411沿y轴移动机构421长度方向上移动；x轴驱动机构412用于驱动第二平面反射镜43在x轴方向上移动，从而调节第二平面反射镜43之间在x轴方向上的距离；以上设置，当进行x轴方向上的调整时，可通过驱动x轴驱动机构412带动x轴移动机构411，从而x轴方向上调整第二平面反射镜43之间的距离；当进行y轴方向上的调整时，可通过驱动y轴驱动机构422带动y轴移动机构421，从而y轴方向上调整第二平面反射镜43之间的距离；这样，控制器62可通过控制x轴驱动机构412和y轴驱动机构422来调整第二平面反射镜43之间的相对距离。
[0047]
如图1所示，在实施例1中，每一y轴移动机构421上设有两个以上的x轴移动机构411，每一x轴移动机构411对应设有一个x轴驱动机构412；每组第二平面反射镜43包括两个第二平面反射镜43，每个x轴移动机构411上设有一个第二平面反射镜43；y轴移动机构421在光学平台1上沿y轴方向设置，每一个y轴移动机构421上设有两个x轴移动机构411，x轴移
动机构411沿光学平台1的x轴方向设置；一y轴移动机构421上的x轴移动机构411与另一y轴移动机构421上的x轴移动机构411相对间隔设置；通过调节第二平面反射镜43之间的距离，使得光信号在每一第二平面反射镜43上反射一次；以上设置，由于光信号在同一第二平面反射镜43上只反射一次，可通过控制单独控制每一个第二平面反射镜43的位置，从而控制光信号每一次反射的位置，这样，可根据实际需要控制并调整光路7，使得光路7的设计更加灵活可控，可使得光路7的设计更加精细。
[0048]
在实施例1中，当前后两次的光信号没有同时落在第一光电位置传感器51或第二光电位置传感器52上输出了电信号，此时信号处理电路的数字信号无法正常显示，使用者看到此信息时确定需要缩短光程，通过控制器控制x轴驱动机构412和y轴驱动机构422，调节两组第二平面反射镜43之间的相对位置，使得光信号仅落在每组第二平面反射镜43的一个第二平面反射镜43上，即光信号在每组第二平面反射镜43上仅形成一次反射，同时缩短两组第二平面反射镜43中形成反射的两个第二平面反射镜43在x轴的方向上的距离，这样就可以缩短光程；这样，通过改变了在两组第二平面反射镜43中的光路，缩短了光程，从而缩短了前后两次光信号的位移差，使得前后两次光信号均落在第一光电位置传感器51或第二光电位置传感器52上。
[0049]
若当前后两次的光信号同时落在第一光电位置传感器51，但是信号处理电路的数字信号非常小，使用者看到此信息时，判断光斑位移量在第一光电位置传感器51的检测范围内但光斑位移量过小，确定需要扩大光程，通过控制器控制x轴驱动机构412和y轴驱动机构422，调节两组第二平面反射镜43之间的相对位置，使得光信号落在每组第二平面反射镜43的两个第二平面反射镜43上，即光信号在每组第二平面反射镜43上形成两次反射，同时扩大两组第二平面反射镜43中形成反射的相对的第二平面反射镜43在x轴的方向上的距离这样就可以扩大光程；这样，通过改变了在两组第二平面反射镜43中的光路，扩大了光程，从而扩大了前后两次光信号的位移差，使得前后两次光信号能放大地显示在第一光电位置传感器51或第二光电位置传感器52上，提高测量精度。
[0050]
如图2所示，在实施例2中，位移机构包括每一y轴移动机构421上设有一个的x轴移动机构411，每一x轴移动机构411对应设有一个x轴驱动机构412；每组第二平面反射镜43包括一个第二平面反射镜43，每个x轴移动机构411上设有一个第二平面反射镜43；y轴移动机构421在光学平台1上沿y轴方向设置，每一个y轴移动机构421上设有一个x轴移动机构411，x轴移动机构411沿光学平台1的x轴方向设置；一y轴移动机构421上的x轴移动机构411与另一y轴移动机构421上的x轴移动机构411相对设置；且一x轴移动机构411上的第二平面反射镜43与另一x轴移动机构411上的第二平面反射镜43具有相互重合的对立区域，通过调节第二平面反射镜43之间的距离，使得光信号在每一第二平面反射镜43上反射两次以上；以上设置，由于光信号再同一第二平面反射镜43上反射两次以上，控制一侧的第二平面反射镜43移动即可完成多个反射点的调整，能够快速调节光程，从而快速完成量程的调节。
[0051]
在实施例2中，当前后两次的光信号没有同时落在第一光电位置传感器51或第二光电位置传感器52上输出了电信号，此时信号处理电路的数字信号无法正常显示，使用者看到此信息时确定需要缩短光程，通过控制器控制x轴驱动机构412和y轴驱动机构422，调节两组第二平面反射镜43之间的相对位置，即减少两组第二平面反射镜43之间重合位置大小，使得光信号在每组第二平面反射镜43上仅形成一次反射，同时缩短两组第二平面反射
镜43中形成反射的两个第二平面反射镜43在x轴的方向上的距离这样就可以缩短光程；这样，通过改变了在两组第二平面反射镜43中的光路，缩短了光程，从而缩短了前后两次光信号的位移差，使得前后两次光信号均落在第一光电位置传感器51或第二光电位置传感器52上。
[0052]
若当前后两次的光信号有同时落在第一光电位置传感器51或第二光电位置传感器52上，但是信号处理电路的数字信号非常小，使用者看到此信息时确定需要扩大光程，通过控制器控制x轴驱动机构412和y轴驱动机构422，调节两组第二平面反射镜43之间的相对位置，即增大两组第二平面镜43的重合区域，使得光信号在每组第二平面反射镜43上形成多次反射，同时扩大两组第二平面反射镜43在x轴的方向上的距离这样就可以扩大光程；这样，通过改变了在两组第二平面反射镜43中的光路，扩大了光程，从而扩大了前后两次光信号的位移差，使得前后两次光信号能放大地显示在第一光电位置传感器51或第二光电位置传感器52上，提高测量精度。所述x轴移动机构411和y轴移动机构421可以为丝杆或滑轨滑槽结构。
[0053]
对于第二平面反射镜43与x轴移动机构411的连接关系，在本实施例中，x轴移动机构411和y轴移动机构421均为滑轨滑槽结构（图中未示出），y轴移动机构421的滑轨固定设置在光学平台1上，y轴移动机构421的滑轨滑动设置在y轴移动机构421的滑槽内，y轴驱动机构422用于驱动y轴移动机构421的滑轨在y轴移动机构421的滑槽内滑动；x轴移动机构411的滑槽固定设置y轴移动机构421的滑轨上，x轴移动机构411的滑轨滑动设置在x轴移动机构411的滑槽内，x轴移动机构411用于驱动x轴移动机构411的滑轨在x轴移动机构411的滑槽内滑动。在第二平面反射镜43设置在x轴移动机构411的滑轨上，通过x轴驱动机构412驱动x轴移动机构411的滑轨在x轴移动机构411的滑槽内滑动，从而在x轴方向上相对于y移动机构上移动，从而实现调节第二平面反射镜43之间在x轴方向上的距离。
[0054]
所述x轴移动机构411上设有镜片夹具，镜片夹具采用现有技术中的夹具即可实现，第二平面反射镜43通过镜片夹具安装在x轴移动机构411上，通过镜片夹具可调节第二平面反射镜43与光学平台1之间的距离，即可以在z轴上调节第二平面反射镜43；以上设置，一方面可通过位移机构对第二平面反射镜43进行x轴和y轴方向上的调整；另一方面可通过镜片夹具调节第二平面反射镜43在z轴方向上的调整，进一步满足激光在第二平面反射镜43之间的反射要求。
[0055]
所述第二平面反射镜43之间相互平行设置。