一种角度测量系统的设计

镜开始位于 A 点，当两个转盘同时开始转动时，传动带会
带动平面镜产生平移，平面镜由 A 点移动到 B 点，从而可
以得出，平面镜平移的距离 AB 应该等于转盘转过的弧
长，即转盘转动过程中外腔长度的改变量：
AB=驻L
（1）
通过弧长公式可知，弧长与转盘的半径和转过的角度
有关：
驻L=r兹
（2）
其中，r 指的是转盘的半径，兹 指的是转盘转过的角
会影响到测量分辨率的大小，半径越大的转盘对应于越大
的测角分辨率。
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内燃机与配件
电动汽车电池的现状及发展趋势
张美迪
（哈尔滨工业大学（威海），威海 264200）
摘要院电动汽车的发展和应用在一定程度上减少了汽车使用对环境的破坏，符合现阶段我国发展理念，为民众提供了良好的生活 环境，促进了民众生活质量的进一步提升。电动汽车电池是电动汽车的重要组成部分，是电动汽车正常运行的关键，因此，对电动汽车 电池的研究是十分必要的。本文从电动汽车电池的发展入手，对电动汽车电池的现状进行了细致的梳理，并研究了电动汽车电池的发 展趋势，希望能够为有关人员开展工作提供些许参考。
Internal Combustion Engine & Parts
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一种角度测量系统的设计
余琼曰刘胜男曰陶志纯曰王菊灵曰杨波
（安徽三联学院，合肥 230601）
摘要院角度测量技术广泛应用于机械制造、工业、光机电一体化等各个领域。为了提高角度测量系统的测量分辨率，扩大角度测量 范围，文中提出一种新型的基于激光自混合的角度测量系统。在该角度测量系统中，旋转圆盘的半径对测量分辨率至关重要，通过选 择合适范围内半径较大的转盘，可以获得较高的测量分辨率。此外，文中所提出的基于激光自混合的角度测量系统还可以为今后高分 辨率自混合干涉技术的研究提供有效的参考。
度。根据几何关系分析可知，光束垂直入射到平面镜上，再
由平面镜垂直反射回激光器腔内，光程差大小为外腔长度
改变量的两倍。因而随着转盘的转动，光程差的大小应当
是弧长的两倍：
驻h=2驻L=2r兹
（3）
2 测量分辨率的影响因素
从公式（3）中可以看出，光程差的大小与转盘转过的
弧长有关，而弧长又受转盘半径大小的影响。在今后的研
的转盘对应的所测角度应该越小。由于具体研究过程中主
要是通过条纹计数法进行角度测量，当外腔长每改变半个
波长时，输出光功率就会改变一个条纹，因而条纹数越多
即光程差改变的越大。因而当所测角度一定时，转盘半径
越大对应的光程差越大，即条纹数越多，条纹越密集，而条
纹越密集就意味着测量分辨率越高，因而转盘半径的大小
该测角系统中的转盘是可替换的，在其他条件相同的前提
下，可以通过更换不同半径的转盘进一步对比分析该测角
系统的测量分辨率与转盘半径之间的关系。
该角度测量系统主要是利用了光束垂直入射到平面
镜，从而可以确保由平面镜反射的光束可以沿原光路返回
激光器腔中的原理。测量过程中，两个大小形状一样的转
盘通过一条传动带相连，平面镜固定于传动带上，若平面
关键词院电动汽车电池；现状；发展趋势
0 引言 现阶段，电动汽车由于自身的独特优势而受到了民众 的追捧，得到了广泛的应用，避免了以石油为燃料的汽车 使用过程中尾气的排放，有效减少了对大气环境的污染， 促进了社会经济的长久稳定发展。目前，电动汽车电池是 电动汽车发展和普及的难点，受到了研究人员的高度关 注。但是由于多方面因素的影响，电动汽车电池的发展过 程中仍旧存在一些问题，电动汽车电池在实际应用多次中 问题出现较为频繁，会导致不必要的麻烦，进而影响民众 的使用体验，不能满足民众现阶段的需求，对电动汽车的 发展和普及造成了一些负面影响。因此，有关人员应正视 电动汽车电池现存问题，明确时代发展的趋势，切实提高 电动汽车电池性能，进而为电动汽车的发展必要的保障。 1 电动汽车电池的发展 电动汽车最早出现于 1837 年，但是由于当时相关技 术不够发达，电动汽车并没有得到了较好的发展，在和传 统汽车的竞争中处于落后地位，逐渐被人们所遗忘。通用 汽车公司在 1996 年和 1999 年利用铅酸电池技术和电动 汽车电池技术进行看电动汽车的研发和生产，但是并没有 得到民众的认可。丰田汽车公司曾尝试将在电动汽车中利 用多种动力装置，但是效果并不理想。在之后的一段时间 要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要
究过程中可以通过更换不同大小的转盘进行角度测量，对
比分析不同转盘的半径对该测角系统的光程差的影响。从
公式（3）中可以看出，光程差大小与所测角度成正比，只受
转盘半径大小的影响，随着所测角度的增大，光程差逐渐
增大。对应于同一个所测角度，半径越大的转盘所对应的
光程差值越大，同时若对应于同一个光程差值，半径越大
基金项目院安徽省大学生创新训练项目（201810959092）；安徽三 联学院教学研究项目（18zlgc016）；安徽省教育厅高校 自然科学重点项目（KJ2019A0893）。
作者简介院余琼（1999-），女，安徽宣城人，本科在读，学生，交通 工程专业。
得该角度测量系统的角度值以及测量分辨率的大小。由于
关键词院角度测量；自混合；半径；分辨率
0 引言 随着生产和科技的发展，角度测量技术的应用越来越 广泛，并在很多领域都具有极其重要的意义和作用。传统 的小角度测量仪器,由于具有系统复杂、对测量环境要求 高、不易实现自动化等特点而使测量受到极大限制。 光学测角法由于有着较高的测量精度，较大的测量范 围，从而被应用在越来越多的场合。常用的光学测角法主 要包括光学内反射测量法、自准直法、圆光栅测角法、激光 干涉测角法等[1，2]。其中激光干涉测角法的测量原理主要是 利用迈克尔逊干涉原理，将角度测量转变成长度测量，从 而实现更高精度的角度测量。然而传统的双光束干涉测角 法的装置相对复杂，光路不易准直，激光自混合干涉技术 却有着结构相对简单、低成本等优点，从而逐渐成为了角 度测量的重要研究方向[3，4]。 目前已有文献提出过在自混合干涉测角原理的基础 上，利用旋转平面镜、直角棱镜等进行角度的测量，虽可以 保证光束在一定范围内返回激光腔中，但是仍然存在测量 范围有限的问题[5，6]。 针对上述问题，文中基于激光自混合干涉原理，提出 了一种新型的角度测量系统，可以在增加测量范围的同 时，也可以提高测量分辨率。 1 测角系统的测量原理 在基于激光自混合的角度测量系统中，由激光器出射 的光束经外界的分束器分成两束光，其中一束光垂直入射 到一个固定于传动带上的平面镜。入射光束再经固定的平 面镜垂直反射后，可以沿原光路重新返回激光器腔内，从 而产生自混合干涉。该平面镜通过传动带与两个完全相同 的转盘相连，随着转盘的转动，平面镜可以随着传动带产 生平移量，导致外腔长度变化，从而改变光程差大小。由于 转盘转动过程中，传动带上的平面镜始终只做平移，不会 发生转动，从而极大地提高了测角系统的测量范围。由分 束器分成的另外一束光经光电探测器接收，最后再通过计 算机处理和分析由数据采集卡采集到的数据，从而可以获 要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要