一种新型位移传感器制造技术

本实用新型专利技术提供了一种新型位移传感器，该新型位移传感器包括：反射镜一，用于接收激光束一被三角波反射镜的第一反射面反射的激光束，且使该激光束在激光束一入射至同一个第一反射面的测量过程中，沿同一路径反射至三角波反射镜的第二反射面；分光镜组一，包括分光镜一和反光镜二，且分光镜一和反光镜二呈一定夹角设置，且使得三角波反射镜的第二反射面反射的激光束入射至分光镜一，一部分激光束先后经分光镜一和反光镜二反射后入射至其中一个光电探测器一，另一部分激光束经分光镜一透射后入射至另一个光电探测器一。本实用新型专利技术位移传感器，通过反射镜一和分光镜组一的设置，可以提高位移传感器的测量精度。

【技术实现步骤摘要】
一种新型位移传感器
本技术涉及测量
，特别涉及一种新型位移传感器。
技术介绍
基于光学三角放大法的位移测量新原理，是在光学三角放大法的基础上，结合三角波光学器件与高精度PSD(PositionSensitiveDevice，位置灵敏(敏感)探测器)实现的。三角波光学器件将线性位移等间隔细分，降低光学器件加工精度与尺寸要求的同时，降低高精度PSD的尺寸要求，在小范围内实现高精度位移测量。基于光学三角放大法的位移测量原理与结构如图1所示，由图1可知，在读数头与三角波光学反射部件发生相对位移后，经过光学三角放大，水平小位移t在光电探测器(PSD)上放大至T，可以将长度测量的精度大大提升。然而现有光学三角放大法的位移传感器的测量放大倍数不仅与PSD入射角有关，还与三角波反射镜的反射面角度有关。要保持传感器的放大倍数一致，则要求三角波反射镜的每个反射面的角度一致，然而基于加工工艺的限制，无法保障三角波反射镜的每个反射面的角度一致，而且三角波反射面本身加工过程中也必然存在加工误差，造成测量过程中的PSD的入射光角度发生变化，影响了测量系统的精度。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种可以提高测量精度的新型位移传感器。为了实现上述目的，本技术提供以下技术方案：一种新型位移传感器，包括：三角波反射镜，包括第一反射面和第二反射面；激光束一，入射至三角波反射镜的第一反射面；反射镜一，用于接收激光束一被三角波反射镜的第一反射面反射的激光束，且使该激光束在激光束一入射至同一个第一反射面的测量过程中，沿同一路径反射至三角波反射镜的第二反射面；分光镜组一，包括分光镜一和反光镜二，且分光镜一和反光镜二呈一定夹角设置，且使得三角波反射镜的第二反射面反射的激光束入射至分光镜一，一部分激光束先后经分光镜一和反光镜二反射后入射至其中一个光电探测器一，另一部分激光束经分光镜一透射后入射至另一个光电探测器一；两个所述光电探测器一，用于接收经分光镜组一透射或反射的激光束一，并测量其入射位置；处理系统，用于根据光电探测器一接收到的激光束一的入射位置变化量计算出被测物体的位移变化值。作为一种可实施方式，所述三角波反射镜的第一反射面和第二反射面分别与水平面的夹角为150度，激光束一入射至第一反射面的入射角为30度。与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：本技术新型位移传感器，一方面，通过反射镜的设置，可以使得位移前后的激光沿相同的路径入射至光电探测器，即位移测量的放大倍数与三角波的反射面的角度无关，因此可以不受反射面的角度限制而降低放大倍数影响，换言之可以增大放大倍数；另一方面，通过分光镜组一的设置，当三角波反射镜的反射面角度存在加工误差时，可以使得一个光电探测器一的放大倍数增大，而另一个光电探测器一的放大倍数减小，综合结果可以保持新型位移传感器的整体放大倍数不变，即整个新型位移传感器的放大倍数不受三角波反射镜的反射面的角度加工误差的影响，因此可以提高位移传感器的测量精度。本技术新型位移传感器，通过两个光电探测器及分光镜组的设置，可以消除光学元件角度加工偏差而影响放大倍数，换言之可以保障位移传感器的放大倍数不受三角波反射镜加工偏差的影响，提高测量精度。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简要介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关附图。图1所示为现有技术中位移传感器的位移测量原理示意图。图2所示为实施例1提供的一种结构的新型位移传感器(存在角度加工误差)的测量原理示意图。图3为图2所示结构中理想状态下(不存在角度加工误差)的光路示意图。图4所示为实施例1提供的另一种结构的新型位移传感器的测量原理示意图。图5所示为实施例2提供的一种结构的新型位移传感器的测量原理示意图。图中标号说明：激光源一1，激光源二2，激光束一3，激光束二4，三角波反射镜5，壳体6，光电探测器一7，光电探测器二8，反射镜一9，分光镜组一10，反射镜二11，分光镜组二12，第一反射面51，第二反射面52。具体实施方式下面将结合本技术实施例中附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚完整的描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本技术，并不用于限定本技术。基于本技术的实施例，本领域技术人员在没有创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术的保护范围。实施例1请参阅图2-3，本实施例中提供了一种新型位移传感器，包括激光源一1，三角波反射镜5，反射镜一9，分光镜组一10，光电探测器一7，其中，三角波反射镜5包括多个反射面，为了便于理解，本文中将用于接收激光源一(或二)发射的激光束的反射面定义为第一反射面，将用于接收反射镜一(或二)反射的激光束的反射面定义为第二反射面。另外，本文中所述的反射镜一(二)、反光镜二(四)是指设置于不同位置的光学器件，但是均是指具有反射作用的光学器件，分别命名为反射镜和反光镜，是为了便于区分，避免过多的数字限定引起混淆。反射镜一(二)和反光镜二(四)均可以采用全反射镜。本新型位移传感器中：激光源一1用于发射出激光束一3，并射向三角波反射镜5的第一反射面51；反射镜一9用于接收激光束一3被三角波反射镜5的第一反射面51反射的激光束，且使该激光束在激光束一3入射至同一个第一反射面51的测量过程中，沿同一路径反射至三角波反射镜5的第二反射面52；分光镜组一10，包括分光镜一和反光镜二，且分光镜一和反光镜二呈一定夹角设置，且使得三角波反射镜5的第二反射面52反射的激光束入射至分光镜一，一部分激光束先后经分光镜一和反光镜二反射后入射至其中一个光电探测器一7，如图2中的PSD2，另一部分激光束经分光镜一透射后入射至另一个光电探测器一7，如图2中的PSD1；两个光电探测器一7，用于接收经分光镜组一10透射或反射的激光束一，并测量其入射位置；处理系统，用于根据光电探测器一7接收到的激光束一3的入射位置变化量计算出被测物体的位移变化值。为了保障位移传感器的放大性能，入射至光电探测器一7的激光束与光电探测器一7的夹角宜小于45度。如图2-3所示，光电传感器一7采用PSD，位移前的激光束一3用实线表示，位移后的激光束一3用虚线表示，激光束一3的传输路径如下：位移前，激光源一1发射激光束一3至三角波反射镜5的第一反射面51，三角波反射镜5的第一反射面51将激光束一3反射至反射镜一9，反射镜一9将第一反射面51反射的激光束反射至第二反射面52，第二反射面52再将入射激光束反射至分光镜一，一部分激光束经分光镜一透射后入射至PSD1，PSD1接收经分光镜一透射的激光束，并测量出入射位置，此时记为第一入射位置；另一部分激光束经分光镜一反射后入射至反光镜二，再经反光镜二反射后入射至PSD2，PSD2接收经反光镜二反射的激光束，并测量出入射位置，此时记为第二入射位置。位移后(图2中展示为向左位移，位移时激光源一1、反射镜一9、分光镜组一10和光电探测器一7同步位移)，激光源一1发射激光束一3至三角波反射镜5的第一反射面51，三角波反射本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型位移传感器，其特征在于，包括：三角波反射镜，包括第一反射面和第二反射面；激光束一，入射至三角波反射镜的第一反射面；反射镜一，用于接收激光束一被三角波反射镜的第一反射面反射的激光束，且使该激光束在激光束一入射至同一个第一反射面的测量过程中，沿同一路径反射至三角波反射镜的第二反射面；分光镜组一，包括分光镜一和反光镜二，且分光镜一和反光镜二呈一定夹角设置，且使得三角波反射镜的第二反射面反射的激光束入射至分光镜一，一部分激光束先后经分光镜一和反光镜二反射后入射至其中一个光电探测器一，另一部分激光束经分光镜一透射后入射至另一个光电探测器一；两个所述光电探测器一，用于接收经分光镜组一透射或反射的激光束一，并测量其入射位置；处理系统，用于根据光电探测器一接收到的激光束一的入射位置变化量计算出被测物体的位移变化值。

【技术特征摘要】
1.一种新型位移传感器，其特征在于，包括：三角波反射镜，包括第一反射面和第二反射面；激光束一，入射至三角波反射镜的第一反射面；反射镜一，用于接收激光束一被三角波反射镜的第一反射面反射的激光束，且使该激光束在激光束一入射至同一个第一反射面的测量过程中，沿同一路径反射至三角波反射镜的第二反射面；分光镜组一，包括分光镜一和反光镜二，且分光镜一和反光镜二呈一定夹角设置，且使得三角波反射镜的第二反射面反射的激光束入射至分光镜一，一部分激光束先后经分光镜一和反光镜二反射后入射至其中一个光电探测器一，另一部分激光束经分光镜一透射后入射至另一个光电探测器一；两个所述光电探测器一，用于接收经分光镜组一透射或反射的激光束一，并测量其入射位置；处理系统，用于根据光电探测器一接收到的激光束一的入射位置变化量计算出被测物体的位移变化值。2.根据权利要求1所述的新型位移传感器，其特征在于，反射镜一平行于第一反射面，同时平行于第二反射面，激光束一与第一反射面的锐角夹角等于两倍第一反射面与水平面的夹角。3.根据权利要求2所述的新型位移传感器，其特征在于，所述三角波反射镜的第一反射面和第二反射面分别与水平面的夹角为150度，激光束一入射至第一反射面的入射角为30度。4.根据权利要求1所述的新型位移传感器，其特征在于，两个光电探测器一和分光镜组一之间的设置位置满足关系：激光束一经分光镜组一后分别入射至两个光电探测器一的入射角相同。5.根据权利要求4所述的新型位移传感器，其特征在于，分光镜一和反光镜二呈90度夹角设置，且两个光电探测器一平行设置。6.根据权利要求1-5任一所述的新型位移传感器，其特征在于，还包括：激光束二，入射至三角波反射镜的第一反射面，且激光束一与激光束二在第一反射面的初始入射点位置不同；反射镜二，用于接收激光束二被三角波反射镜的第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：张白，
申请(专利权)人：北方民族大学，
类型：新型
国别省市：宁夏,64