一种跟踪式位移传感器制造技术

本实用新型专利技术提供了一种跟踪式位移传感器，该跟踪式位移传感器包括：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；驱动器一，用于带动光电探测器一运动，使得第二反射面反射的激光束入射至光电探测器一的位置在激光束一入射至同一个第一反射面的测量过程中保持不变；处理系统，用于根据光电探测器一在驱动器一提供的运动方向上的运动距离，光电探测器一在驱动器一提供的运动方向与入射至光电探测器一的激光束的夹角，及驱动器一提供的运动方向与被测物体移动方向的锐角夹角计算出被测物体的位移变化值。本实用新型专利技术可以提高位移传感器的测量精度。

【技术实现步骤摘要】
一种跟踪式位移传感器
本技术涉及测量
，特别涉及一种跟踪式位移传感器。
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(PositionSeitiveDevice，位置灵敏探测器，也称位置敏感探测器)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。同时激光束在PSD的入射角度越大，光斑越大，而光斑越大，则PSD的测量精度降低，且对PSD的长度要求也增加了。
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跟踪式位移传感器。为了实现上述目的，本技术提供以下技术方案：一种跟踪式位移传感器，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；驱动器一，用于带动光电探测器一运动，使得三角波反射镜的第二反射面反射的激光束入射至光电探测器一的位置，在激光束一入射至同一个第一反射面的测量过程中保持不变；所述光电探测器一，用于接收三角波反射镜的第二反射面反射的激光束，并测量其入射位置；处理系统，用于根据光电探测器一在驱动器一提供的运动方向上的运动距离，光电探测器一在驱动器一提供的运动方向与入射至光电探测器一的激光束的夹角，及驱动器一提供的运动方向与被测物体移动方向的锐角夹角，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，反射镜一平行于第一反射面。优选的，上述一种跟踪式位移传感器还包括：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分别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反射面反射的激光束，且使该激光束在激光束二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；驱动器二，用于带动光电探测器二运动，使得三角波反射镜的第二反射面反射的激光束入射至光电探测器二的位置在激光束二入射至同一个第一反射面的测量过程中保持不变；所述光电探测器二，用于接收三角波反射镜的第二反射面反射的激光束，并测量其入射位置；所述处理系统具体用于，根据所述光电探测器一在驱动器一提供的运动方向上的运动距离，光电探测器一在驱动器一提供的运动方向与入射至光电探测器一的激光束的夹角，及驱动器一提供的运动方向与被测物体移动方向的锐角夹角，处理得到被测物体的位移变化值；或者，根据光电探测器二在驱动器二提供的运动方向上的运动距离，光电探测器二在驱动器二提供的运动方向与入射至光电探测器二的激光束的夹角，及驱动器二提供的运动方向与被测物体移动方向的锐角夹角，处理得到被测物体的位移变化值。与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：本技术一种跟踪式位移传感器，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对放大倍数的影响，换言之可以增大放大倍数，且放大倍数与激光入射光电探测器的角度无关，因此可以提高跟踪式位移传感器的测量精度；另一方面，驱动器一的设置可以使得三角波反射镜的第二反射面反射的激光束入射至光电探测器一的位置一直保持不变，也就是不存在光斑变化的情况，即避免了光斑增大对测量精度及放大倍数的影响，进一步提高了跟踪式位移传感器的测量精度，增大了其放大倍数。本技术提供的一种跟踪式位移传感器，通过两组光电探测系统(即光电探测器、激光束、驱动器、反射镜组成的系统)的设置，可以实现当其中一组光电探测系统不能测量位移时可以转至另一种系统进行测量，即实现位移连续测量。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提供的一种结构的跟踪式位移传感器的测量原理示意图。图3所示为实施例1提供的另一种结构的跟踪式位移传感器的测量原理示意图。图4所示为实施例1提供的又一种结构的跟踪式位移传感器的测量原理示意图。图5所示为实施例2提供的一种结构的跟踪式位移传感器的测量原理示意图。图6、图7分别为图2所示跟踪式位移传感器沿不同方向位移时入射点在第一反射面的临界点时的光路示意图。图8所示为实施例1提供的另一种结构的跟踪式位移传感器的测量原理示意图。图9所示为一种可实现光路一致的各部件布置示意图。图10所示为位移计算公式原理示意图。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，驱动器一10，反射镜二11，驱动器二12，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，本实施例中提供了一种跟踪式位移传感器，包括激光源一1，三角波反射镜5，反射镜一9，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。本实施例中所述跟踪式位移传感器中：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；驱动器一10，用于带动光电探测器一7运动，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光电探测器一7的位置，在激光束一3入射至同一个第一反射面的测量过程中保持不变；光电探测器一7，用于接收三角波反射镜5的第二反射面52反射后的激光束，并测量其入射位置；处理系统，用于根据光电探测器一7在驱动器一10提供的运动方向上的运动距离，光电探测器一7在驱动器一10提供的运动方向与入射至光电探测器一7的激光束的夹角，及驱动器一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种跟踪式位移传感器，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；驱动器一，用于带动光电探测器一运动，使得三角波反射镜的第二反射面反射的激光束入射至光电探测器一的位置，在激光束一入射至同一个第一反射面的测量过程中保持不变；所述光电探测器一，用于接收三角波反射镜的第二反射面反射的激光束，并测量其入射位置；处理系统，用于根据光电探测器一在驱动器一提供的运动方向上的运动距离，光电探测器一在驱动器一提供的运动方向与入射至光电探测器一的激光束的夹角，及驱动器一提供的运动方向与被测物体移动方向的锐角夹角，计算出被测物体的位移变化值。

【技术特征摘要】
1.一种跟踪式位移传感器，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；驱动器一，用于带动光电探测器一运动，使得三角波反射镜的第二反射面反射的激光束入射至光电探测器一的位置，在激光束一入射至同一个第一反射面的测量过程中保持不变；所述光电探测器一，用于接收三角波反射镜的第二反射面反射的激光束，并测量其入射位置；处理系统，用于根据光电探测器一在驱动器一提供的运动方向上的运动距离，光电探测器一在驱动器一提供的运动方向与入射至光电探测器一的激光束的夹角，及驱动器一提供的运动方向与被测物体移动方向的锐角夹角，计算出被测物体的位移变化值。2.根据权利要求1所述的一种跟踪式位移传感器，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所述的一种跟踪式位移传感器，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所述的一种跟踪式位移传感器，其特征在于，所述光电探测器一为两个，驱动器一带动两个光电探测器一同时运动，且两个光电探测器一其中一个用于进行向左移动时的位移测量，另一个光电探测器一用于进行向右移动时的位移测量。5.根据权利要求1所述的一种跟踪式位移传感器，其特征在于，还包括壳体，激光束一由激光源一发射得到，激光源一、反射镜一、驱动器一和光电探测器一均固定设置于壳体内，组成读数头。6.根据权利要求1-3任一所述的跟踪式位移传感器，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分...

【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