专利名称：用于物理参数的光学测量的设备的制作方法
用于物理参数的光学测量的设备本发明涉及光电设备领域。更具体而言，本发明涉及用于目标的位移的光学测量的测量设备。存在多种用于测量目标的位移、振动、距离等的设备，这使得可以执行所谓的非破坏性测量，即，该测量不会对被测量的目标造成破坏。经常使用光学方法，这是因为光学方法的优点在于不与目标接触并且是非侵入性的。它们基于从激光光源向目标发射光束，然后利用适当的检测和测量手段测量被目标返回的光束的光学属性的变化。迈克逊型干涉仪、光纤干涉仪和三角传感器是几种现有的光学设备。然而，这些类型的设备需要利用许多光学部件，这使得难以实现小型的、易于使用的且低成本的传感器。此外，这些设备中的一些设备的测量范围限于几厘米，甚至几毫米。 相比而言，基于光学反馈现象的(通常称作“自混合”)设备提出了一种小型、灵活的且低成本的实现系统。这些设备易于实现并仅需要例如一个激光光源，该激光光源向要被测量位移的目标发射测量光束。测量光束的一部分被目标反射，并被反馈到激光光源的激活腔(activecavity)，它在激光光源的激活腔中产生干涉。当来自激光光源并遇到目标的测量光束所行进的光路发生变化时，例如，当该光路因为目标的位移或目标所在的介质的折射系数的变化而变化时，发生波动，尤其是所发生的光功率发生波动，这是由这些干涉导致的。这些波动或者被位于激光光源后侧的光电检测器(例如，光电二极管)检测到，或者直接地经由激光光源的结张力(junctiontension)检测到。来自光电二极管或激光光源的结张力的信号经过适当的处理装置的处理，由此推导出关于目标的位移的信息或者关于介质的折射系数的变化的信息。以该方式，激光光源既扮演光源的角色又扮演微干涉仪的角色，而不需要外部的光学部件。然而，当目标位于几厘米之外时，可能在激光光源和目标之间放置透镜。相比于利用传统的干涉测量法，以该方式，这些光学反馈设备具有自对准、小型且成本更低的优点。然而，这些设备对寄生振动非常敏感。因此，它们需要被放置在相对于目标而稳定并固定的安装物(以光学桌为例)上，以保证所执行的测量的准确度。该条件首先导致附加成本，其次不适合于在现实世界的条件(以安装在工业站上为例)中利用这些设备。因此，本发明的目标是提出一种基于光学反馈现象的测量设备，该测量设备解决了尺寸、性能和成本限制，因此使得该测量设备用于实际的工业情形。为此，本发明的目的是用于物理参数的光学测量的测量设备。测量设备包括-激光光源，用于在目标的方向上产生测量光束并用于接收所述目标反射的测量光束，所述测量光束沿着随所要确定的物理参数而变化的光路行进，所述激光光源包括光学腔；-针对所述激光光源的运动传感器；-计算装置，用于根据在所述激光光源处测量到的信号和所述运动传感器测量到的信号来计算所述物理参数。光路被定义为光束所行进的、按照光束穿过的介质的折射属性而缩放的几何距离，即，通过将该几何距离乘以介质的折射系数。要被确定的、改变了测量光束的光路的物理参数例如是目标所在的介质的折射系数的改变；施加于位于激光光源前方的光纤的应力(机械的、热的等等)；以及优选地，沿着激光光源的光轴线的移动目标的位移。激光光源在目标的方向 上发射测量光束，目标反射测量光束的一部分。所反射的测量光束被完全反馈或部分反馈到激光光源的光学腔中；这与所述腔中的发射测量光束干涉。优选地，激光光源是激光二极管，但是也可以使用任意其他类型的激光光源，例如，气体激光器。当测量光束所行进的光路改变时，所引起的干涉具体产生激光二极管所发生的入射光束的光功率的变化。在激光光源处测量到的信号依赖于测量光束的光功率的变化。该变化依赖于光路的变化。所测量的信号例如是电压、电流或数字信号。运动传感器有利地使得可以测量与工作中的激光光源的运动有关的位移。这些移动可以例如是激光光源随应用情形的需要而固有的位移、或者受到振动的激光光源所导致的寄生位移。运动传感器是能够测量工作中的激光光源的位移的设备，例如，加速度计、回转仪或光学传感器。当运动传感器是加速度计时，例如，它被优选地放置得尽可能靠近激光光源并紧固于激光光源。当运动传感器是非接触型传感器时，例如，光学的，则它可以被放置在一定距离处，并且其光束指向激光光源的方向。运动传感器所测量的信号依赖于激光光源的位移。所测量的信号例如是电压、电流和数字信号。计算装置使得可以根据在激光光源处测量到的信号和运动传感器测量到的信号来确定物理参数。计算装置包括-第一转换装置，所述第一转换装置用于将在所述激光光源处测量到的信号转换为所述光路中的变化的测量值，被称作“光路中的总变化的测量值”；以及-第二转换装置，所述第二转换装置用于将所述运动传感器测量到的信号转换为所述激光光源的位移的测量值，被称作“位移测量值”。光路中的总变化的测量值即考虑了光路中的实际变化的测量值又考虑了位移测量值。在本发明的优选实施例中，计算装置还包括校准装置，用于相对于激光光源来校准运动传感器。在一个实现示例中，校准装置用于补偿运动传感器的增益的误差，并使激光光源的测量链和运动传感器的测量链在时间上同步。在测量设备的一个实施例中，校准装置被放置在运动传感器的测量链中，在第二转换装置的输出端处。在测量设备的一个实施例中，为了改善信噪比，测量设备在激光光源的输出端处在第一转换装置的上游处包括光电二极管，并且在激光光源处测量到的信号是由该光电二极管获取的信号。在测量设备的优选实施例中，当激光光源是激光二极管时，光电二极管与激光二极管被构建到同一壳体中。在测量设备的另一实施例中，当激光光源的激光二极管时，在激光二极管处测量的信号是通过放大所述激光二极管的结张力来获取的。在测量设备的另一实施例中，当目标被放置在距激光光源几厘米之外的距离处时，测量设备包括放置在光轴线XX’上的透镜，该透镜在激光光源和目标之间。该透镜(优选是凸透镜)可以对测量光束进行聚焦/视准。所述透镜可以是用于自动视准/聚焦的自适应透镜。 在测量设备的另一实施例中，为了改善分辨率，所述测量设备在激光光源和目标之间包括电光调制器，其能够调制测量光束的相位。根据另一方面，本发明涉及一种用于利用激光测量来测量物理参数的方法。该方法包括以下步骤-通过所述激光光源在目标的方向上发射测量光束；-在所述激光光源处测量表示光束中的总变化的信号；-通过运动传感器在所述激光光源处测量表示所述激光光源在测量期间的位移的
信号;-根据在所述激光光源处测量到的信号，通过所述第一转换装置确定所述光路中的总变化；-根据在所述运动传感器处测量到的信号，通过所述第二转换装置确定所述激光光源的位移；-根据所述光路中的总变化并根据所述激光光源的位移，确定所述物理参数。以单个源(origin)按照同步的方式实现在激光光源处对表示光路中的总变化的信号进行的测量、以及通过运动传感器对表示激光光源的位移的信号进行的测量。通过第一转换装置根据在激光光源处测量到的信号来确定光路中的总变化的步骤与通过第二转换装置根据运动传感器测量到的信号来确定激光光源的位移的步骤的实施顺序不是强制的，取决于方法，可以按照与之前描述的顺序相反的顺序来执行，或者优选地同步实施，而不会改变所述步骤的结果。本发明还涉及光学测量设备用于以非破坏性方式对材料和所加工部件进行检查和控制以及用于其形态分析的用途。本发明还涉及光学测量设备用于测量目标的位移和振动的用途。本发明还涉及光学测量设备用于检测气态和/或液态混合物中的变化的用途。在该光学测量设备的其他用途中，例如测量目标的随机位移；检测接合/焊接；冲击检测；高速机械加工的优化；测量材料中的机械应力。其中，该测量设备在上述用途中的实现方式也在本领域技术人员的技能范围内。该光学测量设备还具有甚至能被用在移动的板上系统的优点。
在优选实施例中，光学测量设备使得可以测量目标沿着轴线XX’的位移。所述测量设备包括-激光光源，用于在目标的方向上产生测量光束并用于接收所述目标反射的测量光束，所述测量光束沿着随所述目标的所述位移变化的光路行进，以及所述激光光源包括光学腔；-针对所述激光光源的运动传感器；-计算装置，用于根据在所述激光光源处测量到的信号和所述运动传感器测量到的信号来计算所述物理参数。本发明还涉及用于测量目标沿着N个轴线的位移的系统，其中N大于等于2，所述系统包括N个光学测量设备，沿着一个轴线放置一个设备。


将参照附图来进行以下描述，该描述仅作为本发明的实施例的示例，在附图中图I示意性地示出了根据本发明的基于光学反馈现象的用于测量目标的位移的设备的示例；图2示出了测量设备的信号处理的示例；图3示出了第一操作示例的测量到的并重构的位移的曲线；图4示出了第二操作示例的测量到的并重构的位移的曲线；图5示出了第三操作示例的测量到的并重构的位移的曲线；图6示出了第四操作示例的测量到的并重构的位移的曲线。
具体实施例方式详细描述应用于目标的位移的测量的测量设备的实现示例。该选择是非限制性的，并且本发明也适用于其他物理参数，例如，由于施加到位于激光前方的光纤的应力或者激光和目标之间的气体混合物的变化而导致的介质的光学折射系数的变化。图I示意性地示出了根据本发明的特定实施例的基于光学反馈现象的用于测量目标20的位移的光学设备10。该设备包括激光光源11、透镜12、检测器13、运动传感器14和用于计算目标的位移的计算装置15。激光光源11、透镜12和目标20被放置在公共光轴线XX’中。激光光源11对光学反馈敏感；它包括光学腔111并被设计为在目标20的方向上沿着光轴线XX’发射波长为λ的光学测量光束，并接收反射的测量光束。优选地，激光光源11是激光二极管，但是也可以使用任意其他类型的激光光源，例如，气体激光器。在优选实施例中，提供至激光二极管11的电流的值是基本上随着时间恒定的(continuous)。在另一实施例中，激光二极管11被提供有可随时间变化的电流，诸如周期性电流，例如正弦曲线或三角类型的周期性电流。不同于传统的干涉仪，不需要利用伺服控制系统来使激光二极管的波长稳定，伺服系统会产生额外成本；对于许多需要低成本设备的应用情形来说，在不用伺服控制的情况下能够获得的准确度是足够的。激光二极管11被放置在距目标Lext的距离处。透镜12被放置在光学测量光束所行进的光路上，并被设置在激光光源和目标之间。优选地，透镜12被用于测量位于大于几厘米的距离Lrart处的目标的位移。一般而言，不一定是低于几厘米的距离Lext。透镜12首先被选择以接收来自激光二极管11的测量光束并在目标的方向上视准/聚焦所述测量光束，然后接收目标反射的测量光束的一部分，并将朝着激光二极管11的 内部腔111视准/聚焦该部分。 目标20沿着光轴线XX’，如作为示例示意性示出的那样沿着箭头21，移动。根据本发明的测量设备10因此适合于测量目标20沿着光轴线XX’的方向的位移。目标20被设计为接收来自激光二极管的测量光束的至少一部分，并具有用于反射所述测量光束的表面区域21。优选地，目标20的表面区域21基本上平坦，并基本上垂直于光轴线XX’，以实现最高的可能准确度。然而，根据本发明，对于获得目标的位移的测量，平坦的表面区域或垂直于光轴线都不是关键的。能够使用表面区域的其他形状，只要它们向激光二极管的光学腔反射测量光束的至少一部分就行。在位移不是垂直的情况下，将根据沿着光轴线XX’的投影来执行目标的位移的测量。在一个实现示例中，目标20可以是要被测量位移的对象的一部分。或者，目标20可以与对象分离，但是附接到该对象，以使得测量该目标的位移等价于测量该对象的位移。因此，来自激光二极管11的非视准的测量光束向透镜12前进，透镜12将该测量光束视准/聚焦到目标20。目标20反射测量光束的一部分。所反射的测量光束在经过透镜12之后，被反馈到激光二极管11的光学腔111中；这与激光二极管所发射的测量光束干涉。当目标20沿着光轴线XX’移动时，光束所行进的光路的长度(即，激光二极管11和目标20之间的往返距离)变化；依赖于目标位移的干涉产生激光二极管11所发射的测量光束的光功率的变化。测量检测器13检测激光二极管所发射的测量光束的光功率的变化，并将其转换为称作“SM信号”的信号，该信号包括依赖于目标位移的干涉。该SM信号例如可以是安培数信号、电压信号、功率信号、数字信号。测量检测器优选是光电二极管13、在一个实现示例中，光电二极管13与激光二极管11被构建到同一壳体中，并位于激光二极管的后侧。该光电二极管通常对激光二极管的输出功率进行伺服控制，被用于检测由光学反馈现象所导致的激光二极管的光功率的变化。在光电二极管的输出端，如图2所示，被称作第一转换装置151的转换装置对来自光电二极管的SM信号进行处理，并将其转换为位移的测量值，该测量值被称作总位移测量
值 Dsm。该总位移测量值Dsm考虑了目标的位移的测量值以及在激光二极管在工作时由于激光二极管11的移动而导致的位移的测量值。在一个实现示例中，第一转换装置151利用条纹计数法根据SM信号来重构总位移Dsmo该方法的准确度与所使用的激光二极管的波长有关。在另一实现示例中，第一转换装置151利用相位解缠法(phase unwrappingmethod)根据SM信号来重构总位移DSM。上述两种方法，条纹计数和相位解缠，本身是已知方法，因此将不再描述。第一转换装置151可以是模拟的，也可以是数字的，这取决于SM信号。
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测量设备10还包括运动传感器14。在一个优选实现示例中，该运动传感器是位于激光二极管11附近的加速度计，并且优选地被紧固至激光二极管。根据本发明，加速度计14有利地被用于测量由于激光二极管11的移动而导致的位移。加速度计14例如可以是光学类型的或者是压电类型的。在一个优选实现示例中，加速度计是基于微电机系统(称作MEMS)的加速度计。基于MEMS的加速度计较小，并且有利地允许所述加速度计被放置得非常靠近激光光源。加速度计通过测量激光光源的加速度来间接测量激光二极管的移动所导致的位移。在加速度计的输出端处，称作第二转换装置152的转换装置处理来自加速度计的信号，该信号称作“加速度信号”，并将其转换为激光二极管的位移的测量值，该测量值称作“位移测量值Dp”。加速度信号如可以是例电压信号、数字信号。在第二转换装置的示例中，如图2所示，所述第二转换装置152对加速度信号用双积分法而根据加速度信号来重构激光二极管的位移。第二转换装置152可以是模拟的，也可以是数字的，这取决于加速度信号。在第二转换装置152的输出端处，用于相对于激光二极管11校准加速度计14的校准装置153对激光二极管11的位移的测量值进行校准。在校准装置153的一个实现示例中，如图2所示，所述校准装置包括可变增益系统154，以允许补偿加速度计自己的增益误差，并且所述校准装置包括相移器155，用于使两条测量链(即，激光二极管测量链和加速度计测量链)同步。然后通过将从受到移动的激光二极管获得的总位移测量值Dsm减去从加速度计获得的校准位移测量值Dacx来确定目标20的重构的实际位移DT。第一转换装置151和第二转换装置152、以及校准装置153构成计算装置15。根据本发明的测量设备10使得可以重构目标的位移的测量值DT。该设备可以有利地用于很宽的测量范围。实际上，该测量范围可能受到激光二极管的相干半波长的限制。测量范围可以达到几米，这取决于所选择的激光光源。重要的是要注意到，在该方法中，加速度计在激光光束的方向上获得的测量位移被减去，以校正激光光源的寄生位移。从加速度信号重构的位移信号的相位和增益都被校准，以考虑通过对自混合和加速度信号进行处理而引起的相移。这些校正使得可以获得高水平的测量准确度。由于对这两个通道(加速度计通道和自混合通道)中的每个通道执行的信号处理步骤本质上是非线性的(滤波、积分、求导等等)，因而这两个通道的最终信号的相位是非零的并随着系统的整个带宽而变化。因此，本领域技术人员将这两个最终信号简单地直接相减不能正确地估计要获得的目标的位移。结果，该方法包括校准和校正信号的相应相位的附加步骤。实际上，相位校正比增益校正更重要；这两个最终信号之间的大的相位差异导致在相减之后获得非常差的信号。
可以通过不同的手段获得这两个最终信号之间的相位校正，其中三种手段被列在下面作为非限制性的示例I)可以使用具有专用相位关系的模拟全通滤波器，被设计用于校正这两个最终信号中的一个信号相对于另一个信号的相位。2)具有专用相位关系的数字滤波器可以用于使一个信号的相位对应于另一信号的相位。这种解决方案可能意味着模数和数模转换的附加成本。然而，利用数字数据能够实现非常准确的相位关系。3)两个最终信号的频谱分析使得可以获得这两个信号之间的关系。通过修改这些频谱以使得所得到的两个信号同相，则能够实现校正。然而，按照该方法现在的样子，如果期望分辨率接近激光传感器的固有分辨率，则该增益和相位校正是不够的。实际上，两种截然不同的现象可能导致误差 来自加速度计的噪声 加速度计的各种轴线之间的耦合首先考虑加速度计的噪声。在根据加速度信号获得位移信号所需要的双积分处理期间，来自加速度传感器的噪声也经过该双积分。这就是为什么以该方式重构的位移信号的噪声增加l/f2，其中f是所考虑的频率。为了避免传感器的低频漂移(随机移动)，该方法包括利用高阶高通滤波器对来自加速度计的信号进行过滤的步骤。一般而言，通过该系统能够忍受的最大误差来设置该滤波器的低截止频率。例如，利用已知类型的ST (注册商标)的品牌名称LIS344ALH (注册商标)的线性加速度计，该频率是20Hz以获得与自混合的分辨率(即，50mm)相等的校正。对于已知类型的Colibrys (注册商标)的品牌名称SF1500 (注册商标)的设备而言，这将是1Hz。关于加速度计的各个轴线之间的耦合该耦合可能是由于对准较差引起的，可能是外在原因(关于激光传感器)，也可能是内在原因(关于加速度计的内部轴线)。一般而言，耦合低于2%。应当注意到，该耦合被观察，无论加速度计具有单轴线、双轴线还是三轴线。因此，如果被施加于激光器的干涉(寄生振动)被主要定向为沿着与激光束的轴线垂直的轴线，则加速度计所提供的信息被折衷。因此，此处被描述为非限制性示例的该方法包括相对于轴线之间的耦合来校准加速度计的步骤，这对于保证期望的分辨率而言是必要的。
为了示出由根据本发明的测量设备重构的目标的位移，进行了许多试验，以四个示例的形式总结如下。在所有试验中-激光光源是已知类型的Hitachi(注册商标)的品牌名称HL 7851G (注册商标)的激光二极管，其利用内置光电二极管发射785nm的波长λ。30mA恒定的注入电流被提供给激光二极管，其具有50mW的最大输出功率；-加速度传感器是已知类型的AnalogDevices (注册商标)的品牌名称ADXL311(注册商标)的加速度计，其具有300 μ g/ V Hz的分辨率和5kHz的带宽；-例如可能作为激光二极管的寄生的振动/位移是由附接有激光二极管和加速度计的振荡器产生的；-目标位于距激光二极管45cm的距离处，并且其位移是由·Physik nstrumente 的压电传感器型P753. 2CD产生的。该压电传感器耦合到电容传感器，从而以2nm的分辨率直接测量压电传感器的位移。为了获得校准装置的增益和相位校准系数，对根据本发明的特定实施例的测量设备进行校准的阶段被用在该实现示例中以实现更好的分辨率。在该校准阶段期间，在该示例中，只有激光二极管在振荡器的协助下移动，而目标是不动的。在20Hz和400Hz之间以20Hz的步长实施四组测量。从加速度计提取的信号和从激光二极管提取的信号被比较，以获得增益和相位校准系数，并被存储在数值表中。在该校准阶段之后，所测量到的相位误差低于2°并且所测量到的增益误差低于3%。现在将给出四个试验。所获得的结果分别在图3、4、5和6中示出。对于每幅图-曲线I示出了从激光二极管获得的信号重构的总位移信号；-曲线2示出了从激光二极管和加速度计获得的信号重构的实际位移信号；-曲线3示出了目标的位移信号它是基准曲线。示例I 目标和振荡器按正弦方式以相同频率振动。在该第一示例中，振荡器和目标以相同的81Hz频率振动，其中信号幅度分别为
3.5 μ m 和 2. 5 μ m。在图3中获得该结果。可以看到，对于曲线1，位移幅度具有5μπι的误差，而曲线2接近于曲线3。该第一示例使得可以示出，甚至在相同频率的振动存在的情况下，根据本发明的测量设备仍能够重构目标的实际位移。这种相同频率的振动可能通常出现在测量设备和振动目标之间存在不期望的机械耦合的情况下。示例2 目标和振荡器按照正弦方式以不同频率振动。在该第二示例中，振荡器以167Hz的频率和2 μ m的信号幅度振动，目标以97Hz的频率和2. 5 μ m的信号幅度振动。在图4中获得该结果。可以看出，在该第二示例中，对于曲线1，位移信号失真，而曲线2接近于曲线3。
示例3 目标和振荡器以随机方式振动。振荡器以46Hz-92Hz-194Hz_276Hz的频率组合振动。目标以26Hz-104Hz_216Hz的频率组合振动。
在图5中获得结果。可以看出，在该第三示例中，对于曲线1，该位移信号严重失真，幅度很大；而曲线2再次接近于基准曲线3。示例4 目标按照正弦方式以固定频率振动，而振荡器以随机方式振动。振荡器以46Hz-92Hz-194Hz_276Hz的频率组合振动。目标以91Hz的频率和2. 3 μ m的幅度振动。在图6中获得结果。可以看出，在该第四示例中，对于曲线1，获得了失真位移信号和大的幅度，而曲线2再次接近于基准曲线3。根据本发明的测量设备使得可以有利地减小利用光学反馈传感器测量目标的位移时由激光二极管的位移导致的误差。根据本发明的测量设备是易于实现的、尺寸小、自对准且强大的设备，对于该实现示例，利用模拟设备ADXL311型加速度计以300nm的准确度测量位移。它还具有低廉和可运输到工业环境中的优点。在本发明的一个实现示例的变形例中，测量系统可以被构想为通过将沿着不同轴线定位的至少两个光学测量设备10联合起来以共同测量目标20的横向位移来构成。在一个实现示例中，当该组件由沿着两个不同轴线定位的两个光学测量设备10构成时，则在两个维度上在由这两个轴线形成的平面内确定目标20的位移。在另一实现示例中，当该组件由沿着三个不同轴线定位的三个光学测量设备10构成时，则在三个维度上确定目标20的位移。
权利要求
1.一种用于物理参数的光学测量的测量设备(10)，其特征在于，所述测量设备包括 激光光源(11)，用于在目标(20)的方向上产生测量光束并用于接收被所述目标反射的测量光束，所述测量光束沿着随所要确定的物理参数而变化的光路行进，所述激光光源包括光学腔(111)； 针对所述激光光源(11)的运动传感器(14)； 计算装置(15)，用于根据在所述激光光源(11)处测量到的信号和所述运动传感器(14)测量到的信号来计算所述物理参数。
2.根据权利要求I所述的测量设备，其中所述计算装置(15)包括第一转换装置(151)和第二转换装置(152)，所述第一转换装置(151)用于将在所述激光光源(11)处测量到的信号转换为所述光路中的总变化的测量值，而所述第二转换装置(152)用于将所述运动传感器(14)测量到的信号转换为所述激光光源的位移的测量值。
3.根据前述任一项权利要求所述的测量设备，其中所述计算装置(15)包括用于相对于所述激光光源(11)来校准所述运动传感器(14 )的校准装置(153)。
4.根据前述任一项权利要求所述的测量设备，其中所述运动传感器(14)是加速度计。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的测量设备，包括光电二极管(13)，所述光电二极管(13)位于所述激光光源(11)的输出端处，在所述第一转换装置(151)的上游。
6.根据前述权利要求中任一项所述的测量设备，其中所述激光光源(11)是激光二极管。
7.一种用于由根据权利要求I至6中任一项所述的所述光学测量设备测量物理参数的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤 通过所述激光光源(11)在目标(20)的方向上发射测量光束； 在所述激光光源(11)处测量表示光路中的总变化的信号； 通过运动传感器(14)在所述激光光源(11)处测量表示所述激光光源(11)在测量期间的位移的信号； 根据在所述激光光源(11)处测量到的信号，通过所述第一转换装置(151)确定所述光路中的所述总变化； 根据通过所述运动传感器(14)测量到的信号，通过所述第二转换装置(152)确定所述激光光源的所述位移； 根据所述光路中的所述总变化并根据所述激光光源的所述位移，确定所述物理参数。
8.一种根据权利要求I至6中任一项所述的光学测量设备用于以非破坏性方式对材料和所加工部件进行检查和控制的用途。
9.一种根据权利要求I至6中任一项所述的光学测量设备用于测量目标的位移和振动的用途。
10.一种根据权利要求I至6中任一项所述的光学测量设备用于检测气态和/或液态混合物中的变化的用途。
11.一种包括根据权利要求I至6中任一项所述的设备的板上系统。
12.一种用于沿着目标(20)的位移的轴线XX’进行光学测量的测量设备(10)，其特征在于，所述测量设备包括 激光光源(11)，用于在所述目标的方向上产生测量光束并用于接收被所述目标反射的测量光束，所述测量光束沿着随所述目标的所述位移而变化的光路行进，所述激光光源包括光学腔(111); 针对所述激光光源(11)的运动传感器(14)； 计算装置(15)，用于根据在所述激光光源(11)处测量到的信号和所述运动传感器(14)测量到的信号来计算所述目标的位移。
13.一种用于测量目标沿着N个轴线的位移的系统，其中N大于等于2，所述系统包括N个根据权利要求12所述的光学测量设备。
全文摘要
本发明涉及一种用于物理参数的光学测量的测量设备(10)，该测量设备包括激光光源(11)，用于在目标的方向上产生测量光束并用于接收被所述目标反射的测量光束，所述测量光束沿着光路行进，所述光路的变化是被确定的物理参数的函数，以及所述激光光源包括光学腔(111)；针对所述激光光源(11)的运动传感器(14)；用于根据在所述激光光源(11)处测量到的信号和所述运动传感器(14)测量到的信号来计算所述物理参数的装置(15)。
文档编号G01S17/32GK102906534SQ201180023144
公开日2013年1月30日 申请日期2011年5月10日 优先权日2010年5月11日
发明者奥利维尔·伯纳尔, 弗朗西斯·博尼, 蒂埃里·博施, 奥斯曼·扎比特 申请人:图卢兹国立综合理工学院