2D共焦位移传感器制造技术

本发明专利技术公开了一种2D共焦位移传感器，共焦位移传感器的测头的聚焦部和色散部做成两节，聚焦部和色散部交叉安装，在聚焦部和色散部的中间安装MEMS微镜片震动系统。MEMS微镜片震动系统包括MEMS微镜片和控制MEMS微镜片的单片机。本发明专利技术提供的一种2D共焦位移传感器，提升了原单点位移传感器可以测量应用的范围，可以在不要其他运动的机构的前体下实现2D形貌数据的测量，依靠单独一个光路一块光谱仪检测，比用多光、多路光谱检测实现的成本更低，结构更紧凑小巧。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种传感器，尤其涉及一种用于超高精度和超高稳定性的非接触光学位移测量仪器的2D共焦位移传感器。
技术介绍
目前市面上常规的都是单点共焦位移传感器，共焦位移计是一种新型的超高精度和超高稳定性的非接触光学位移测量仪器，由光源射出一束宽光谱的复色光(呈白色)，通过色散镜头发生光谱色散，在一条轴线上形成一系列不同波长的单色光，每一个波长都对应一个到被测物体的距离值。物体表面将照射光反射回来，通过共聚焦小孔过滤，只有满足共焦条件的单色光，可以通过小孔被光谱仪感测到。通过计算被感测到的波长，换算获得距离值。现在全球制造生产共焦位移传感器的主要有法国STILSA公司，德国米铱公司，德国Precitec公司。以上公司主要制造生产的都是单点的共焦位移传感器。其中法国STILSA公司和德国Precitec公司有尝试研制出通过上百个光纤通道同时检测来实现2D共焦位移传感器，但是此种方式设备体积庞大，成本是单点共焦位移传感器的5到10倍。现有的共焦位移传感器主要为单点测量，可以直接满足的应用仅限于物体振动或变形的位移测量、玻璃厚度测量、扫描表面形貌、粗糙度等，应用时候必须要借助二维运动的电动平台才可以实现。测头固定放置在某个位置无法直接测量二维尺寸。自动化在线检测越来越多的需要进行二维形貌扫描后的测量，单点共焦位移传感器无法直接满足应用需要。针对现有技术中存在的上述缺陷，本专利技术提出了一种2D共焦位移传感器。
技术实现思路
本专利技术为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种2D共焦位移传感器，其中具体方案为：共焦位移传感器的测头的聚焦部和色散部做成两节，聚焦部和色散部交叉安装，在聚焦部和色散部的中间安装MEMS微镜片震动系统。上述的一种2D共焦位移传感器，其中，MEMS微镜片震动系统包括MEMS微镜片和控制MEMS微镜片的单片机。上述的一种2D共焦位移传感器，其中，聚焦部和色散部呈90°垂直，在聚焦部和色散部的中间加装一个45°放射式的MEMS微镜片。上述的一种2D共焦位移传感器，其中，用单片机控制MEMS微镜片做往复性的倾斜晃动，速度200-300次/s。一种2D共焦位移传感器的操作方法，具体为：由MEMS微镜片做高速的往复性的倾斜晃动，色散部最后照射在被测物体上的光的位置随着MEMS微镜片的晃动在被测物体上呈一条线的轨迹做高速滑动；2D共焦位移传感器内部的光谱仪在MEMS微镜片晃动的每一个周期反馈出一次被测面的二维形状曲线；将光谱仪每一个周期中的测量值做为2D共焦位移传感器的Z轴测量值，将MEMS微镜片晃动每个周期的在被测物体上的位置做为2D共焦位移传感器的X轴测量值，之后通过系统的单片机计算给出X，Z两维的测量数据。本专利技术相对于现有技术具有如下有益效果：用MEMS微镜片的往复振动改变原单点共焦位移传感器的光路，实现单点位置的光点做高速线轨迹扫描运动。1.此种2D共焦位移传感器提升了原单点位移传感器可以测量应用的范围，可以在不要其他运动的机构的前体下实现2D形貌数据的测量。2.此种2D共焦位移传感器还是依靠单独一个光路一块光谱仪检测，比用多光、多路光谱检测实现的成本更低，结构更紧凑小巧。附图说明图1为现有技术中单点共焦位移传感器的结构图；图2为本专利技术提供的2D共焦位移传感器的结构图。图中：1色散部2聚焦部3MEMS微镜片震动系统4光源5MEMS微镜片具体实施方式本专利技术提供的一种2D共焦位移传感器，将共焦位移传感器的测头的聚焦部2和色散部1做成两节，将聚焦的部分和色散的部分90°垂直安装，在中间加装一个45°放射式的MEMS微镜片5，用单片机控制MEMS微镜片5做高速的往复性的倾斜晃动，速度200-300次/s。MEMS微镜片震动系统3包括MEMS微镜片5和控制MEMS微镜片5的单片机，MEMS微镜片5做高速的往复性的倾斜晃动，色散部1最后照射在被测物体上的光的位置随着MEMS微镜片5的晃动在被测物体上呈一条线的轨迹做高速滑动；2D共焦位移传感器内部的光谱仪在MEMS微镜片5晃动的每一个周期反馈出一次被测面的二维形状曲线；将光谱仪每一个周期中的测量值做为2D共焦位移传感器的Z轴测量值，将MEMS微镜片5晃动每个周期的在被测物体上的位置做为2D共焦位移传感器的X轴测量值，之后通过系统的单片机计算给出X，Z两维的测量数据。虽然本专利技术已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本专利技术，任何本领域技术人员，在不脱离本专利技术的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本专利技术的保护范围当以权利要求书所界定的为准。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种2D共焦位移传感器，其特征在于：共焦位移传感器的测头的聚焦部和色散部做成两节，聚焦部和色散部交叉安装，在聚焦部和色散部的中间安装MEMS微镜片震动系统。

【技术特征摘要】
1.一种2D共焦位移传感器，其特征在于：共焦位移传感器的测头的聚焦部和色散部做成两节，聚焦部和色散部交叉安装，在聚焦部和色散部的中间安装MEMS微镜片震动系统。2.如权利要求1所述的一种2D共焦位移传感器，其特征在于：MEMS微镜片震动系统包括MEMS微镜片和控制MEMS微镜片的单片机。3.如权利要求1所述的一种2D共焦位移传感器，其特征在于：聚焦部和色散部呈90°垂直，在聚焦部和色散部的中间加装一个45°放射式的MEMS微镜片。4.如权利要求2-3所述的一种2D共焦位移传感器，其特征在于：用单片机控制MEMS微镜片做往复性的倾...

【专利技术属性】
技术研发人员：时博洋，
申请(专利权)人：上海思信科学仪器有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31