一种精确测量位置与位置变化的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种精确测量位置与位置变化的装置和方法，所述测量装置包括光源、透明导电层、光敏电阻层、电阻层、电压表和电源。一种基于所述的精确测量位置与位置变化装置的测量方法，当光源照射到透明导电层上时，光源通过透明导电层到达光敏电阻层，光敏电阻层上光照处的阻值急剧减小，使得光照处透明导电层与电阻层导通，此时透明导电层一端与电阻层一端之间的电压即为电阻层上的光照点与其端点之间的电压。通过测量透明导电层一端与电阻层一端之间的电压可计算出电阻层上的光照点与端点之间的距离，进而得到光照的位置。当光照点移动，测得的电压值发生变化，可换算出相应的位置变化。本发明专利技术实现了测量位置与位置变化的方法和装置，测量精度高。

【技术实现步骤摘要】
一种精确测量位置与位置变化的装置和方法
本专利技术涉及测量装置
，特别是涉及一种精确测量位置与位置变化的装置和方法。
技术介绍
位置及位移测量被广泛应用于质量检验、设备维护、流程监控、机械生产自动化以及研发等各个领域，如进行微小零件尺寸的测量、金属薄片厚度的测量等。本专利技术提出一种精确测量位置与位置变化的装置和方法，对精密测量及自动化控制等众多领域有着重要意义。目前的位置测量由传感器，变换电路等来实现。主要被应用于机床加工、检测仪表等领域，用来对检测物的位移、厚度、振动、距离、直径等几何量进行测量。但此类装置和方法具有较复杂的结构，测量范围小，测量距离有限，且成本较高，分辨率较低，所采用的方法和原理较复杂，容易出故障，对应用产生不便。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构简单，成本低廉的测量位置与位置变化的装置及方法，该装置能够精确测量位置与位置的变化。为了达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种精确测量位置与位置变化的装置，包括光源、透明导电层、光敏电阻层、电阻层、电压表和电源；所述的透明导电层、光敏电阻层、电阻层依次层叠设置；所述电压表的两端分别连接透明导电层的一端和电阻层的一端；所述电源的两个接线端分别连接电阻层的两端；所述的光源与透明导电层相对设置；光敏电阻层受到光照射后电阻急剧减小，使得光照处透明导电层通过光敏电阻层与电阻层导通，透明导电层一端与电阻层一端之间的电压即为电阻层上的光照点与其端点之间的电压。所述的光源发出的光为激光、聚焦的可见光、聚焦的紫外光或红外光等各种光源。所述的透明导电层由既透明又导电的材料制成，如ITO、AZO、FTO等；透明导电层的厚度为0～0.5mm。所述的光敏电阻层由化合物半导体或元素半导体这类光电材料制成，化合物半导体如CdS、CdSe、PbS、PbSe、InSb等，元素半导体如Si或Ge等；光敏电阻层的厚度为0～0.1mm。所述的电阻层由电阻材料制成，如镍铬合金或康铜等；电阻层的厚度为0～1mm。所述的电源为直流电源或交流电源。所述的透明导电层、光敏电阻层和电阻层都为长度远大于宽度的一维线状结构。一种基于精确测量位置与位置变化的装置的测量方法，其步骤如下：步骤1：打开电源，为电阻层两端提供恒定的电压；步骤2：打开光源，使光源发射的光照向透明导电层；步骤3：通过电压表测出电阻层上的光照点与电阻层端点之间的电压值；步骤4：通过测得的电压值计算出电阻层上的光照点与端点之间的距离，进而得到光照点的位置；步骤5：当光照点移动，电压表测得的电压值发生变化，根据变化前后电压表的数值，可换算出相应的光照位置变化情况。进一步，步骤3具体包括：步骤101.照射到透明导电层上的光透过透明导电层照射到光敏电阻层；步骤102.被光照射到的光敏电阻层的阻值急剧减小，使得光照处透明导电层与电阻层之间导通，此时透明导电层一端与电阻层一端之间的电压即为电阻层上的光照点与其端点之间的电压；步骤103.通过电压表测得电阻层上的光照点与端点之间的电压。进一步，步骤4具体包括：通过电压表测得电阻层上的光照点与电阻层端点之间的电压为Ux，施加在电阻层两端的电压为U0，电阻层的总长度为L0，则根据Ux/U0＝x/L0，得到电阻层上的光照点到其端点之间的距离x，进一步得到了光照点的位置。相对于现有技术，本专利技术具有以下优点：本专利技术的测量装置包括光源、透明导电层、光敏电阻层、电阻层、电压表和电源。光源照在该装置后，透过透明导电层，照射到光敏电阻层，光敏电阻层阻值急剧减小，使得光照处透明导电层与电阻层之间导通，此时透明导电层一端与电阻层一端之间的电压即为电阻层上的光照点与其端点之间的电压。通过测量透明导电层一端与电阻层一端之间的电压，进而得到光照点的位置。当光照点移动，电压表测得的电压值发生变化，根据变化前后的数值，可换算出相应的光照位置变化情况。该方法和装置具有结构和原理简单、成本低廉的优点，可被用于监测、精密测量及自动化控制等领域。本专利技术通过测量电阻层上的光照点与电阻层端点之间的电压值，计算出电阻层上的光照点与其端点之间的距离，最终得到光照点的位置。当光照点移动，测得的电压值发生变化，可换算出相应的位置变化。该测量装置的结构简单，易于维护，降低了测量位置及位置变化的成本，测量精度较高。【附图说明】图1为本专利技术的结构示意图；图中：1为光源；2为透明导电层；3为光敏电阻层；4为电阻层；5为电压表；6为电源。【具体实施方式】下面结合附图，对本专利技术的具体实施方式进行详细阐述，但本专利技术不限于该实施例。为了使公众对本专利技术有彻底的了解，在以下本专利技术优选实施例中详细说明具体的细节。如图1所示为本专利技术的一种位置与位置变化精确测量的装置，包括光源1、透明导电层2、光敏电阻层3、电阻层4、电压表5和电源6。所述光敏电阻层3位于电阻层4之上，透明导电层2位于光敏电阻层3之上，即光敏电阻层3位于透明导电层2与电阻层4之间，且这三种功能层均位于同一竖直平面上。所述电压表5的两端分别接到透明导电层2的一端和电阻层4的一端。所述电源6的两个接线端分别接到电阻层4的两端，为电阻层4提供恒定的电压。光源1发出的光照射到透明导电层2上的一点。光源1发出的光照射在该装置后，光透过透明导电层2，照射到光敏电阻层3上，光敏电阻层3的阻值急剧减小，使得光照处透明导电层2与电阻层4之间导通，落在电阻层4上的光照点对应位置的电压通过导通位置反映在透明导电层2上，此时透明导电层2一端与电阻层4一端之间的电压即为电阻层4上的光照点与其端点之间的电压。通过测透明导电层2一端和电阻层4一端之间的电压，进而计算出电阻层4上光照点的位置。当光照点移动，测得的电压值发生变化，可换算出相应的位置变化。该方法和装置具有结构和原理简单，成本低廉的优点，可被应用于监测、精密测量及自动化控制等领域。所述光源1发出的光可为激光，聚焦的可见光，聚焦的紫外光或红外光等各种光源；透明导电层2由既透明又导电的材料制成，如ITO、AZO、FTO等；透明导电层2的厚度为纳米级到微米级。光敏电阻层3由化合物半导体或元素半导体这类光电材料制成，化合物半导体如CdS、CdSe、PbS、PbSe、InSb等，元素半导体如Si或Ge等；光敏电阻层3的厚度为纳米级到微米级。电阻层4由电阻材料制成，如镍铬合金或康铜等；电阻层4的厚度为纳米级到毫米级。透明导电层2、光敏电阻层3和电阻层4都为长度远大于宽度的一维线状结构。电压表5可以为电压表等可以指示电压电流的仪表。电源6可以为直流电源、交流电源等各类电源。透明导电层2、光敏电阻层3、电阻层4等可以通过真空蒸镀、磁控溅射、旋涂、等离子镀膜、化学气相沉积等各类镀膜方式实现。一种基于所述的位置与位置变化测量装置的精确测量方法，其步骤如下：步骤1：打开电源6，为电阻层4两端提供恒定的电压；步骤2：打开光源1，使光源1发出的光照向透明导电层2；步骤3：通过电压表5测出电阻层4上的光照点与端点之间的电压值；步骤4：通过测得的电压值换算出电阻层4上的光照点与端点之间的距离，得到光照点的位置。步骤5：当光照点移动，电压表5测得的电压值发生变化，根据变化前后电压表5的数值，可换算出相应的光照位置变化情况。进一步的，步骤3所述的通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种精确测量位置与位置变化的装置，其特征在于，包括光源(1)、透明导电层(2)、光敏电阻层(3)、电阻层(4)、电压表(5)和电源(6)；所述的透明导电层(2)、光敏电阻层(3)、电阻层(4)依次层叠设置；所述电压表(5)的两端分别连接透明导电层(2)的一端和电阻层(4)的一端；所述电源(6)的两个接线端分别连接电阻层(4)的两端；所述的光源(1)与透明导电层(2)相对设置。

【技术特征摘要】
1.一种精确测量位置与位置变化的装置，其特征在于，包括光源(1)、透明导电层(2)、光敏电阻层(3)、电阻层(4)、电压表(5)和电源(6)；所述的透明导电层(2)、光敏电阻层(3)、电阻层(4)依次层叠设置；所述电压表(5)的两端分别连接透明导电层(2)的一端和电阻层(4)的一端；所述电源(6)的两个接线端分别连接电阻层(4)的两端；所述的光源(1)与透明导电层(2)相对设置。2.根据权利要求1所述的一种精确测量位置与位置变化的装置，其特征在于：所述的光源(1)发出的光为激光、聚焦的可见光、聚焦的紫外光或红外光。3.根据权利要求1所述的一种精确测量位置与位置变化的装置，其特征在于：所述的透明导电层(2)由透明且导电的材料制成。4.根据权利要求1所述的一种精确测量位置与位置变化的装置，其特征在于，所述的光敏电阻层(3)由化合物半导体或元素半导体类光敏电阻材料制成。5.根据权利要求1所述的一种精确测量位置与位置变化的装置，其特征在于，所述的电阻层(4)由电阻材料制成。6.根据权利要求1所述的一种精确测量位置与位置变化的装置，其特征在于，所述的电源(6)为直流电源或交流电源。7.根据权利要求1所述的一种精确测量位置与位置变化的装置，其特征在于，所述的透明导电层(2)、光敏电阻层(3)和电阻层(4)都为长度远大于宽度的一维线状结构。8.一种基于权利要求1-7中任意一项所述的精确测量位置与位置变化的装置的测量方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：宁舒雅，李亭亭，孙立蓉，牟强，王江南，聂屈洋，刘晋红，张婵婵，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61