一种光电式位移传感器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种光电式位移传感器。属于传感器技术领域。它主要是为了克服现有技术中的常见的位移传感器存在的缺点。它的主要特征是：包括底座、盖板、遮光板、狭缝光源、第一光电元件和第二光电元件；底座与盖板连接，在底座上、盖板上或底座与盖板之间设有与遮光板配合的滑槽；第一光电元件和第二光电元件位于滑槽中心线的两侧；狭缝光源位于第一光电元件和第二光电元件上方的盖板凹槽中；遮光板上设有一对角线与遮光板中心线重合的非菱形的平行四边形开孔。本传感器是一种结构简单、非接触式、响应速度快、线性度好的光电式位移传感器，采用差分式输出信号，可以克服因工作电压变化、光源和光电元件老化而引起位移测量结果的误差。的误差。的误差。

【技术实现步骤摘要】
一种光电式位移传感器


[0001]本技术涉及传感器
，具体为光电结构的非接触式位移传感器。

技术介绍

[0002]在工业自动化控制、测量仪器等领域，位移传感器有着广泛的应用。现有的位移传感器种类繁多，常见的有基于滑动电阻器式的位移传感器，俗称电子尺；有差动变压器式位移传感器；有涡流式位移传感器；有磁致伸缩位移传感器；有激光/光纤式位移传感器。他们各有优缺点，例如滑动变阻器式位移传感器结构简单、成本低，但其线性度不高，而且由于其属于接触式工作，电阻片和触头的摩损导致使用寿命较短；差动变压器式和涡流式位移传感器有效测量范围较小，磁致伸缩式位移传感器的分辨率和响应速度在有些情况下不能满足要求；激光/光纤式位移传感器结构复杂，成本高。

技术实现思路

[0003]本技术的目的在于提供一种结构简单、非接触式，响应速度快、线性度好的光电式位移传感器，以克服上述
技术介绍
中提出的现有技术中的常见的位移传感器存在的缺点。
[0004]为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：包括底座、盖板、遮光板、狭缝光源、第一光电元件和第二光电元件；所述底座与盖板连接，在底座上、盖板上或底座与盖板之间设有与遮光板配合的滑槽；所述第一光电元件和第二光电元件位于底座的凹槽中，且位于滑槽中心线的两侧；所述狭缝光源位于第一光电元件和第二光电元件上方的盖板凹槽中；所述遮光板上设有一对角线与遮光板中心线重合的非菱形的平行四边形开孔。
[0005]上述方案中，所述狭缝光源由光源、光源下方的狭缝板和狭缝板下方的磨砂玻璃片构成，所述狭缝板上开有狭缝，所述狭缝与所述滑槽中心线垂直。
[0006]上述方案中，所述平行四边形开孔的两对边与遮光板中心线垂直。
[0007]上述方案中，所述第一光电元件和第二光电元件紧挨地对称分布于所述滑槽中心线的两侧。
[0008]上述方案中，所述第一光电元件和第二光电元件在与滑槽中心线垂直方向上的宽度与平行四边形开孔的两对边的长度相等。
[0009]上述方案中，所述狭缝板的狭缝的长度不小于所述平行四边形开孔的两对边长度之和。
[0010]上述方案中，所述滑槽的长度不小于所述平行四边形开孔的对角线的长度。
[0011]上述方案中，所述第一光电元件和第二光电元件为同一种光电元件，光电元件为光电池、光敏电阻、光敏二极管或光敏三极管。
[0012]上述方案中，所述光源为白炽灯或LED灯。
[0013]上述方案中，所述遮光板为不透明材料制成的遮光板，所述盖板通过螺栓螺母组件与底座固定连接。
[0014]本技术提供了一种结构简单、非接触式、响应速度快、线性度好的光电式位移传感器，本光电式位移传感器采用差分式输出信号，可以有效克服因工作电压变化、光源和光电元件老化而引起位移测量结果的误差。
附图说明
[0015]图1为本技术的侧视图。
[0016]图2为本技术遮光板的结构示意图。
[0017]图3为本技术狭缝板的结构示意图。
[0018]图4为本技术的主视图。
[0019]图5为本技术第一光电元件和第二光电元件的结构示意图。
[0020]图中：1、底座；2、盖板；3、遮光板；4、光源；5、第一光电元件；6、第二光电元件；7、磨砂玻璃片；8、狭缝板；9、平行四边形开孔。
具体实施方式
[0021]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0022]请参阅图1-5，本技术提供一种技术方案：一种光电式位移传感器，包括底座1、盖板2、不透明材料制成的遮光板3、光源4、第一光电元件5、第二光电元件6、磨砂玻璃片7和狭缝板8，狭缝板8上开有狭缝，狭缝与滑槽中心线垂直。底座1与盖板2通过螺栓螺母组件连接，底座1与盖板2之间设有与遮光板3配合的滑槽，遮光板3可在滑槽内来回滑动。第一光电元件5和第二光电元件6位于底座1的凹槽中，且紧挨地对称分布于滑槽中心线的两侧，第一光电元件5和第二光电元件6为同一种光电元件，光电元件为光电池、光敏电阻、光敏二极管或光敏三极管。光源4为白炽灯或LED灯，光源4位于第一光电元件5和第二光电元件6上方的盖板2凹槽中，狭缝板8位于光源4的下方，磨砂玻璃片7位于狭缝板8的下方。
[0023]遮光板3上设有一对角线与遮光板3中心线重合的非菱形的平行四边形开孔9，滑槽的长度不小于平行四边形开孔9的对角线的长度。平行四边形开孔9的两对边与遮光板3中心线垂直，第一光电元件5和第二光电元件6在与滑槽中心线垂直方向上的宽度与平行四边形开孔9的两对边的长度相等。狭缝板8的狭缝的长度等于平行四边形开孔9的两对边的长度之和。
[0024]遮光板3在滑槽内沿着遮光板3中心线方向移动时，光源4透过狭缝板8的狭缝、磨砂玻璃板7和遮光板3的平行四边形开孔9照射在第一光电元件5和第二光电元件6上，随着遮光板3的移动，第一光电元件5和第二光电元件6上光斑的面积发生变化，因而第一光电元件5的输出电压V1、第二光电元件6的输出电压V2和其差值ΔV=V1-V2也发生变化，换句话说，ΔV即反映了移动遮光板的位置，连续测量ΔV就可测量出移动遮光板的位移，当第一光电元件5和第二光电元件6处于如图2中所示位置时，第二光电元件6的输出电压为零，而第一光电元件5的输出电压为最大值，差值ΔV为正的最大值。随着遮光板3向右移动，第二光电元件6的输出电压逐渐增大，而第一光电元件5的输出电压逐渐减小，当移动到最右端时，
第二光电元件6的输出电压达到最大值，第一光电元件5的输出电压为零，此时差值ΔV为负的最大值。在实际工作中根据情况不同，ΔV可能需要使用运算放大器放大，运算放大器为现有技术，不在这里进一步描述。上述结构中没有给出具体的机械尺寸，可以根据使用场合、量程等要求具体设计，但需要注意的是第一对角线的长度决定了该位移传感器测量位移的量程，这就是该光电式位移传感器的工作原理。
[0025]尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光电式位移传感器，其特征在于：包括底座（1）、盖板（2）、遮光板（3）、狭缝光源、第一光电元件（5）和第二光电元件（6）；所述底座（1）与盖板（2）连接，在底座（1）上、盖板（2）上或底座（1）与盖板（2）之间设有与遮光板（3）配合的滑槽；所述第一光电元件（5）和第二光电元件（6）位于底座（1）的凹槽中，且位于滑槽中心线的两侧；所述狭缝光源位于第一光电元件（5）和第二光电元件（6）上方的盖板（2）凹槽中；所述遮光板（3）上设有一对角线与遮光板（3）中心线重合的非菱形的平行四边形开孔（9）。2.根据权利要求1所述的一种光电式位移传感器，其特征在于：所述狭缝光源由光源（4）、光源（4）下方的狭缝板（8）和狭缝板（8）下方的磨砂玻璃片（7）构成，所述狭缝板（8）上开有狭缝，所述狭缝与所述滑槽中心线垂直。3.根据权利要求2所述的一种光电式位移传感器，其特征在于：所述平行四边形开孔（9）的两对边与遮光板（3）中心线垂直。4.根据权利要求3所述的一种光电式位移传感器，其特征在于：所述第一光电元件（5）和第二光电元件（6）紧挨...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕治安，
申请(专利权)人：襄阳联杰机电有限公司，
类型：新型
国别省市：