專利名稱：位移傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光學(xué)地計測與對象物的距離的位移傳感器，本發(fā)明特別涉及通過與另一位移傳感器組合使用，可計測對象物的臺階差或厚度等的位移傳感器。
背景技術(shù)：
作為現(xiàn)有的位移傳感器，已知圖10所示的結(jié)構(gòu)。該圖的位移傳感器50由檢測部60和信號處理部70構(gòu)成，在所述檢測部60中組裝投光光學(xué)系統(tǒng)61和受光光學(xué)系統(tǒng)62。投光光學(xué)系統(tǒng)61包括通過驅(qū)動電路63脈沖驅(qū)動來產(chǎn)生檢測光f的激光二極管那樣的光源64、以及將所述檢測光f進行聚光照射到對象物80的投光透鏡65。受光光學(xué)系統(tǒng)62包括將對象物80的檢測光f的反射光進行投光的受光透鏡66、以及將受光透鏡66投光的光進行成像的PSD或CCD那樣的一維位置檢測元件67。該位置檢測元件67輸出相對于基準位置的與成像位置的位移量對應(yīng)的信號(以下稱為‘檢測信號’)i。由于與對象物80之間的距離和所述位移量之間的關(guān)系是非線性的，所以在信號處理部70中執(zhí)行非線性校正處理。
信號處理部70包括采樣保持電路71，從所述位置檢測元件67輸入檢測信號并進行采樣保持；以及A/D變換器72，將采樣保持的信號電平變換成數(shù)字量。A/D變換器72的變換輸出被裝入到微計算機的CPU73中。CPU73執(zhí)行所述的非線性校正等的規(guī)定處理，計算與對象物80之間的距離D。距離的計算數(shù)據(jù)d經(jīng)D/A變換器74和輸出電路75作為模擬信號來輸出。CPU73將距離的計算數(shù)據(jù)d和規(guī)定的閾值進行比較，生成并輸出基于該比較結(jié)果的判定結(jié)果數(shù)據(jù)。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)的位移傳感器50，可容易地計測與對象物80之間的距離D，但難以單獨計測物體的臺階差或厚度。
圖11表示將兩臺位移傳感器50A、50B和運算控制器51組合構(gòu)成的計測裝置。根據(jù)該計測裝置，還可以計測物體表面的臺階差或物體的厚度等。
在通過該圖的計測裝置來計測物體表面的臺階差的情況下，使第1位移傳感器50A、第2位移傳感器50B的檢測部60A、60B處于對象物80上方的同一高度位置。第1位移傳感器50A的檢測部60A向臺階差H的高位置81投光并獲得其檢測信號iA，第2位移傳感器50B的檢測部60B向臺階差H的低位置82投光并獲得其檢測信號iB。各位移傳感器50A、50B的信號處理部70A、70B分別計算與臺階差H的高位置81之間的距離D1和與低位置82之間的距離D2。各距離D1、D2的計算數(shù)據(jù)d1、d2被裝入到運算控制器51中。運算控制器51計算距離的計算數(shù)據(jù)d1、d2的差分來作為臺階差H，并輸出該計算數(shù)據(jù)h。
根據(jù)上述的計測裝置的結(jié)構(gòu)，可進行物體厚度的計測。圖12表示計測物體的厚度的狀態(tài)。第1位移傳感器50A的檢測部60A、第2位移傳感器50B的檢測部60B處于夾置對象物80并對置的位置。第1位移傳感器50A的檢測部60A向?qū)ο笪?0的一個表面投光并獲得檢測信號iA，第2位移傳感器50B的檢測部60B向?qū)ο笪?0的另一個表面投光并獲得檢測信號iB。各位移傳感器50A、50B的信號處理部(未圖示)分別計算與對象物80的各表面之間的距離D1、D2。將各距離D1、D2的計算數(shù)據(jù)d1、d2裝入到所述的運算控制器中。運算控制器將從檢測部60A、60B間的距離K(常數(shù))中減去所述距離的計算數(shù)據(jù)d1、d2之和所得的結(jié)果計算為對象物的厚度T，輸出該計算數(shù)據(jù)。
圖13表示除了與物體之間的距離以外還計測物體的臺階差或厚度等的另一計測裝置。該圖的計測裝置由一對檢測部60A、60B和運算處理部90構(gòu)成。在該運算處理部90中，將與圖11的計測裝置中的各信號處理部70A、70B相當?shù)男盘柼幚黼娐凡?1a、91b和與運算控制器51相當?shù)倪\算電路部92一體地組裝。
在通過該計測裝置來計測對象物80的臺階差H的情況下，各信號處理電路部91a、91b對來自各檢測部60A、60B的檢測信號iA、iB進行處理，分別計算與臺階差H的高位置81之間的距離D1和與低位置82之間的距離D2。運算電路92計算各距離D1、D2的計算數(shù)據(jù)d1、d2的差分來作為臺階差H，并輸出該計算數(shù)據(jù)h。
根據(jù)圖11和圖12的計測裝置，除了計測與物體之間的距離之外，還可以計測物體的臺階差或厚度，但由于需要兩臺位移傳感器50A、50B和運算控制器51，所以存在裝置成本升高，在裝置的設(shè)置上需要大的空間的問題。
根據(jù)圖13的計測裝置，由于在一個運算處理部90上裝載輸入來自一對檢測部60A、60B的檢測信號來計算距離的功能和根據(jù)兩個距離的計算數(shù)據(jù)來計算臺階差或厚度的功能，所以在裝置的設(shè)置上需要大的空間，但對于僅以計測距離為目的的用戶來說，不需要兩個檢測部60A、60B，運算處理部90裝載的多余的功能被浪費，裝置昂貴。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是著眼于上述問題的發(fā)明，目的在于通過使信號處理部除了用于距離計算的原來的運算功能以外，使其還具有計算物體的臺階差或厚度等的其他運算功能，提供一種相對于用戶的使用目的來說成本低并且沒有功能浪費的位移傳感器。
本發(fā)明的位移傳感器包括檢測部，受光于向?qū)ο笪锿豆馑玫姆瓷涔猓膳c對象物的距離對應(yīng)的檢測信號；以及信號處理部，通過從檢測部輸入所述檢測信號并進行信號處理來計算與對象物的距離。所述信號處理部可裝入另一位移傳感器的距離計算數(shù)據(jù)，根據(jù)該裝入的距離的計算數(shù)據(jù)和自身的距離計算數(shù)據(jù)來執(zhí)行規(guī)定的運算并輸出運算結(jié)果。
本發(fā)明的位移傳感器至少能夠進行光學(xué)地計測與對象物之間的距離，將用于向另一位移傳感器傳送信號的第1插座和用于從另一位移傳感器接收信號的傳送的第2插座組裝在機體中。在該機體的不同表面上分別形成開口部，各開口部面向所述第1、第2的各插座而使得前端不向外部突出，并且通過可開閉的蓋來分別擋住各開口部。
通過第1、第2插座在另一位移傳感器之間傳送的信號例如是距離的計算數(shù)據(jù)或決定投光定時的定時信號等，第1、第2插座根據(jù)使用的目的和使用方法來傳送距離的計算數(shù)據(jù)或定時信號、或其兩者。在組合使用多個位移傳感器的情況下，如果接近投光位置，那么產(chǎn)生光的相互干擾，在防止這些干擾中，需要使各位移傳感器的投光定時挪動，因此，在位移傳感器間需要傳送定時信號。
在單獨使用上述結(jié)構(gòu)的位移傳感器的情況下，由于在機體的表面上沒有突出部，所以沒有計測的麻煩，使用的方法簡單。由于沒有主機和子機的區(qū)別，所以用戶在位移傳感器的購入時不必選定主機或子機。而且，在將位移傳感器組合多臺使用的情況下，可以將多個位移傳感器自由地組合使用，即使有設(shè)備或應(yīng)用的變更，也可以容易應(yīng)對該變更。而且，銷售商庫存一種位移傳感器就可以，庫存管理容易。
在將本發(fā)明的位移傳感器多臺組合使用時，使用專用的中繼組件將兩個位移傳感器進行電連接。
本發(fā)明的中繼組件被突出設(shè)置在用于支撐相互導(dǎo)通的兩個插座的支撐體的不同表面上，使得各插座可插入到位移傳感器的各開口部?？梢詫⒁粋€插座連接到位移傳感器的第1插座，而將另一個插座連接到位移傳感器的第2插座。
所述支撐體有各種形態(tài)，例如，可以使用在空心的板狀體的內(nèi)部埋設(shè)基板的形態(tài)。在所述基板的兩面上使各個插座的前端部比板狀體的表面突出來進行支撐。根據(jù)該實施形態(tài)的支撐體，如果將一個插座連接到一個位移傳感器的第1插座，將另一個插座連接到另一個位移傳感器的第2插座，那么兩個位移傳感器以夾置在支撐體中間的形態(tài)來進行穩(wěn)定保持。
作為所述支撐體，使用帶有透明部的空心體，在其內(nèi)部，可以配置插座和位移傳感器的插座導(dǎo)通時進行點亮操作的發(fā)光體，以便通過透明部來目視確認。所述空心體也可以是整體透明。
如果從另一觀點來規(guī)定本發(fā)明的位移傳感器和中繼組件的組合，那么可以規(guī)定由至少可以光學(xué)地計測與對象物之間的距離的至少兩個位移傳感器、和將兩個位移傳感器進行電連接的至少一個用于位移傳感器連接的中繼組件來構(gòu)成位移計測裝置。
各位移傳感器將用于向另一位移傳感器傳送信號的第1插座和用于從另一位移傳感器接收信號的傳送的第2插座組裝在機體中。在該機體的不同表面上分別形成開口部，在各開口部面向所述第1、第2的各插座而使得前端不向外部突出，并且通過可開閉的蓋來分別擋住各開口部，而且，中繼組件在用于支撐相互導(dǎo)通的兩個插座的支撐體的不同表面上，以各插座可嵌入位移傳感器的各開口部來突出設(shè)置，形成將一個插座連接到位移傳感器的第1插座，將另一個插座連接到位移傳感器的第2插座的結(jié)構(gòu)。
在上述的位移計測裝置中，在將位移傳感器組合兩臺時使用一個中繼組件。在將位移傳感器組合三臺時使用兩個中繼組件。于是，在將位移傳感器組合n臺(其中，n為2以上)時，需要(n-1)個中繼組件。
由于‘檢測部’是向?qū)ο笪镞M行投光受光的部分，所以與對象物的位置相對應(yīng)的設(shè)置。典型的檢測部包括投光光學(xué)系統(tǒng)和受光光學(xué)系統(tǒng)，受光光學(xué)系統(tǒng)配有PSD或CCD那樣的一維位置檢測元件。由于‘信號處理部’是處理檢測信號并計算與對象物之間的距離的部分，所以在與對象物的關(guān)系中設(shè)置位置不受限制。因此，‘檢測部’和‘信號處理部’在原則上不為一體，通過代碼線等來連接，但也可以將檢測部和信號處理部一體地組裝在一個外殼中。
所述‘信號處理部’可以求各種物理量，其一，計算從另一位移傳感器裝入的至對象物的臺階差的距離的計算數(shù)據(jù)和從自身的裝入的至對象物的臺階差的距離的計算數(shù)據(jù)的差分來求對象物的臺階差。
這種情況下，作為優(yōu)選實施例的信號處理部，使用具有平面的標準基板的另一位移傳感器產(chǎn)生的距離的計算數(shù)據(jù)和自身位移傳感器產(chǎn)生的距離的計算數(shù)據(jù)來校正與對象物之間的距離，并且使用具有臺階差已知的標準臺階差板的另一位移傳感器產(chǎn)生的距離的計算數(shù)據(jù)和自身位移傳感器產(chǎn)生的距離的計算數(shù)據(jù)來校正與對象物之間距離的計算數(shù)據(jù)。
其二，執(zhí)行將從另一位移傳感器裝入的至對象物的一表面的距離的計算數(shù)據(jù)和從自身位移傳感器裝入的至對象物的另一表面的距離的計算數(shù)據(jù)之和從與夾置對象物并且對置位置的另一位移傳感器之間的距離中扣除的運算，來求對象物的厚度。
這種情況下，作為優(yōu)選實施例的信號處理部，使用具有厚度已知的標準板的另一位移傳感器產(chǎn)生的距離的計算數(shù)據(jù)和自身位移傳感器產(chǎn)生的距離的計算數(shù)據(jù)來校正與對象物之間距離的計算數(shù)據(jù)。
‘信號處理部’可以從另一位移傳感器裝入的距離的計算數(shù)據(jù)，另一位移傳感器至少也可以輸出該位移傳感器產(chǎn)生的距離的計算數(shù)據(jù)。優(yōu)選實施例的‘信號處理部’具有從另一位移傳感器裝入的距離的計算數(shù)據(jù)的功能和向另一位移傳感器輸出距離的計算數(shù)據(jù)的功能這兩種功能。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，任何位移傳感器都為相同的結(jié)構(gòu)，沒有主機和子機的區(qū)別。
‘距離的計算數(shù)據(jù)’是對換算成距離前的位置檢測元件的輸出進行過處理的模擬數(shù)據(jù)，也可以是A/D變換后的數(shù)字數(shù)據(jù)，或是換算成距離的模擬或數(shù)字數(shù)據(jù)。
‘信號處理部’根據(jù)從另一位移傳感器裝入的距離的計算數(shù)據(jù)和自身位移傳感器的距離的計算數(shù)據(jù)來執(zhí)行規(guī)定的運算，這里的‘規(guī)定的運算’具體為用于計算物體的臺階差或厚度等的運算。該運算被預(yù)先設(shè)定，但也可以設(shè)定為用于計算物體的臺階差或厚度以外的物理量(例如，物體表面的平坦狀況或彎曲狀況等)的運算式。例如可以通過在物體上方并排設(shè)置多個位移傳感器，分別計測至物體的距離來求物體表面的平坦狀況或彎曲狀況這樣的物理量。
在本發(fā)明的一實施例，為了防止位移傳感器間的光的相互干擾，所述信號處理部從另一位移傳感器裝入與該位移傳感器的投光的定時信號對應(yīng)的定時信號，生成與該定時信號不同的定時的定時信號，提供給檢測部。
而且，在優(yōu)選的實施例中，信號處理部包括顯示執(zhí)行所述規(guī)定運算的顯示部。該顯示部最好由數(shù)字顯示器構(gòu)成，以便顯示運算結(jié)果或運算式，但并不限于此。
如果單獨使用本發(fā)明的位移傳感器，那么可以計測與物體之間的距離，而在計測物體的臺階差或厚度等的情況下，將本發(fā)明的位移傳感器與至少具有輸出距離的計算數(shù)據(jù)的功能的另一位移傳感器組合使用。例如，通過獲得自身位移傳感器求出的距離的計算數(shù)據(jù)和從另一位移傳感器裝入的距離的計算數(shù)據(jù)的差分，可以計算物體的臺階差。
根據(jù)本發(fā)明，信號處理部除了用于距離計算的原有功能以外，還具有用于計算物體的臺階差或厚度等的其他運算功能，所以不需要使用圖10所示的現(xiàn)有例的運算控制器，成本低、設(shè)置空間也小。由于可以單獨使用本發(fā)明的位移傳感器來進行計測，所以沒有圖12所示的現(xiàn)有例那樣的成本浪費或功能浪費。


圖1是表示本發(fā)明一實施例的位移傳感器的結(jié)構(gòu)方框圖。
圖2是表示位移傳感器的信號處理部的外觀斜視圖。
圖3是表示將兩個位移傳感器的信號處理部進行了連接的狀態(tài)的斜視圖。
圖4是表示將兩個位移傳感器的信號處理部進行連接的另一連接方法的斜視圖。
圖5是表示將兩個位移傳感器進行了連接的狀態(tài)的方框圖。
圖6是表示信號處理部的CPU的控制流程的流程圖。
圖7是表示兩個距離傳感器的投光定時的時序圖。
圖8是表示計測物體的厚度的狀態(tài)的方框圖。
圖9是表示將多個位移傳感器分級連接的狀態(tài)的方框圖。
圖10是表示現(xiàn)有的位移傳感器的結(jié)構(gòu)方框圖。
圖11是表示使用兩個位移傳感器來計測物體的臺階差的現(xiàn)有方法的方框圖。
圖12是表示使用兩個位移傳感器來計測物體的厚度的現(xiàn)有方法的方框圖。
圖13是表示用于計測物體的臺階差的現(xiàn)有計測裝置的結(jié)構(gòu)方框圖。
圖14是表示使用中繼組件來連接兩個位移傳感器的信號處理部的狀態(tài)的分解斜視圖。
圖15是中繼組件的支撐體的剖面圖。
具體實施例方式
圖1是表示本發(fā)明一實施例的位移傳感器1的結(jié)構(gòu)的圖，位移傳感器由檢測部2和信號處理部3構(gòu)成。檢測部2和信號處理部3是分體的，通過電纜進行電連接。檢測部2包括投光光學(xué)系統(tǒng)21，包括驅(qū)動電路23、光源24和投光透鏡25；以及受光光學(xué)系統(tǒng)22，包括受光透鏡26和位置檢測元件27。投光光學(xué)系統(tǒng)21的光源24由驅(qū)動電路23進行脈沖驅(qū)動，產(chǎn)生檢測光f。檢測部2的結(jié)構(gòu)與圖9所示的現(xiàn)有例相同。
信號處理部3除了包括采樣保持電路31、A/D變換器32、CPU33、D/A變換器34、以及輸出電路35以外，還包括顯示部36和設(shè)定部37。
所述顯示部36顯示物體的臺階差或厚度等的計算數(shù)據(jù)或運算式等，所述設(shè)定部37進行用于設(shè)定閾值等的操作。
所述CPU33對檢測部2裝入的檢測信號進行處理，計算與對象物80之間的距離D。該計算數(shù)據(jù)d被變換成模擬信號從輸出電路35輸出。CPU33比較距離的計算數(shù)據(jù)d和所述設(shè)定部37設(shè)定的規(guī)定的閾值，如果所述計算數(shù)據(jù)d在閾值以上，那么輸出例如表示‘遠’的‘1’的判定結(jié)果，而如果比閾值小，那么輸出表示‘近’的‘0’的判定結(jié)果。
除了與上述現(xiàn)有例相同的功能以外，該CPU33還具有以下功能將自身算出的距離的計算數(shù)據(jù)d輸出到另一位移傳感器的信號處理部的功能，輸入另一位移傳感器的信號處理部算出的距離的計算數(shù)據(jù)d的功能，根據(jù)從另一位移傳感器的信號處理部裝入的距離的計算數(shù)據(jù)和自身算出的距離的計算數(shù)據(jù)來執(zhí)行計算物體的臺階差或厚度的運算并輸出該運算結(jié)果的功能。
此外，該CPU33還具有以下功能從另一位移傳感器裝入與該位移傳感器的投光定時對應(yīng)的定時信號p，生成與該裝入的定時信號p定時不同的定時信號q的功能，將自身生成的定時信號q輸出到檢測部2或另一位移傳感器的功能。
圖2表示位移傳感器1中的信號處理部3的外觀。圖示例的信號處理部3在機體4的內(nèi)部裝入安裝了上述各電路的基板(未圖示)。在機體4的上面配置構(gòu)成所述顯示部36的多個顯示器38和構(gòu)成所述設(shè)定部37的多個按鈕39。在顯示部36和設(shè)定部37上覆蓋可開閉的蓋40。從機體4的端面引出代碼線7，在該代碼線7的前端安裝與檢測部2電連接的插座8。
在機體4的兩側(cè)面上，形成面向用于各個信號傳送的插座5、6的開口部41。各開口部41由可開閉的蓋44擋住，以便不進入灰塵。在各開口部41的上下位置形成導(dǎo)向槽42、43，在該導(dǎo)向槽42、43中可以使蓋44的時序邊緣滑動連接。蓋44不可從機體44中拆卸，以便不丟失。
為了將另一位移傳感器的信號處理部算出的距離的計算數(shù)據(jù)d和與該位移傳感器的投光定時對應(yīng)的定時信號p裝入到CPU33中，將一個插座5與另一位移傳感器的信號處理部進行電連接。
為了將自身算出的距離的計算數(shù)據(jù)d和自身生成的定時信號q輸出到另一位移傳感器的信號處理部，將另一插座6與另一位移傳感器的信號處理部進行電連接。
如圖3所示，各插座5、6將板狀的中繼組件9插入在中間，與另一位移傳感器1的插座6、5進行電連接。兩個位移傳感器1、1還通過所述中繼組件9進行結(jié)構(gòu)上的連結(jié)。在圖示的中繼組件9的兩個側(cè)面上，雖在該圖中未示出，但將相互導(dǎo)通的一對用于信號傳送的插座反向突出設(shè)置，使各插座與連接對方的位移傳感器1的插座5、6結(jié)合。
為了使兩個位移傳感器1、1進行電連接，如圖4所示，也可以使用中繼電纜10來代替上述的中繼組件9。
圖5表示使用兩個位移傳感器1A、1B來計測物體的臺階差H的狀態(tài)。
各位移傳感器1A、1B的檢測部2A、2B被固定于對象部80上方的同一高度位置。一個位移傳感器1A的檢測部2A向臺階差H的高位置81投光并獲得其檢測信號iA，另一個位移傳感器1B的檢測部2B向臺階差H的低位置82投光并獲得其檢測信號iB。在各位移傳感器1A、1B的信號處理部3A、3B中，各自的CPU33A、33B計算與臺階差的高位置81和低位置82之間的距離D1、D2。
各位移傳感器1A、1B的信號處理部3A、3B將一個位移傳感器1A的插座5電連接在另一個位移傳感器1B的插座6上。通過該電連接，將一個位移傳感器1A的CPU33A算出的距離D1的計算數(shù)據(jù)d1和與該位移傳感器1A的投光定時對應(yīng)的定時信號p裝入到另一位移傳感器1B的CPU33B。
圖6表示位移傳感器1B的CPU33B的控制流程。該圖中，‘ST’是‘STEP’(步驟)的簡略形式，表示一連串流程中的各步驟。
首先，CPU33B裝入對檢測部2B的檢測信號iB進行采樣保持并且進行A/D變換所得的檢測數(shù)據(jù)，執(zhí)行非線性校正等規(guī)定的處理，計算與對象物80之間的距離D2(ST1、2)。接著，CPU33B裝入另一位移傳感器1A的CPU33A算出的距離D1的計算數(shù)據(jù)d1(ST3-1)，同時裝入與該位移傳感器1A的投光定時對應(yīng)的定時信號p(ST3-2)。
接著，CPU33B通過從自身算出的距離D2的計算數(shù)據(jù)d2中減去位移傳感器1A裝入的距離D1的計算數(shù)據(jù)d1來計算臺階差H(ST4-1)，同時生成與裝入的定時信號p不同定時的定時信號q，并輸出到檢測部2B。
圖7表示CPU33B中裝入的另一位移傳感器1A的定時信號p和CPU33B生成的定時信號q，通過使兩個定時信號p、q的定時不同，來防止投光的干擾。
接著，CPU33B使臺階差H的計算數(shù)據(jù)h和計算式顯示在顯示部36上(ST5)。將所述計算數(shù)據(jù)h與設(shè)定部37設(shè)定的閾值進行比較，如果在閾值以上，那么輸出‘臺階差大’的判定結(jié)果，而如果比閾值小，那么將‘臺階差小’的判定結(jié)果與所述計算數(shù)據(jù)h一起輸出(ST6、7)。
在上述實施例的臺階差計測處理中，期望在計測之前實施以下的教示。
例如，在具有平面的標準基板的上方固定了兩個位移傳感器1A、1B的檢測部2A、2B后，求各位移傳感器1A、1B與標準基板的平面之間的距離，將兩者的距離的計算數(shù)據(jù)d01、d02存儲在位移傳感器1B的信號處理部3B中。在該距離的計算數(shù)據(jù)d01、d02不一致時，由于兩者的差與各檢測部2A、2B的設(shè)置高度的誤差相當，所以在位移傳感器1B的信號處理部3B中計算臺階差H時，對與對象物80之間的距離的計算數(shù)據(jù)d1、d2或臺階差H的計算數(shù)據(jù)h僅校正所述誤差部分。
教示不限于上述的使用標準基板的方法，例如也可以使用臺階差已知的標準臺階差板來進行。在這種標準臺階差板的情況下，通過兩個位移傳感器來計測標準臺階差板中的臺階差的高位置和低位置的距離，根據(jù)該距離的計算數(shù)據(jù)來計算標準臺階差板的臺階差，使用該計算數(shù)據(jù)和臺階差的正確值的差分來校正對象物80的臺階差的計算數(shù)據(jù)。
在上述實施例中，使用兩個位移傳感器1A、1B來計測物體80的表面臺階差H，但如圖8所示，也可以用兩個位移傳感器1A、1B來計測物體的厚度，此外，如圖9所示，通過將兩個以上的位移傳感器1A～1D的信號處理部3A～3D多級連接使用，可以計測各檢測部2A～2D和物體80之間的距離D1～D4的平均值、最大值、最小值等。
下面說明圖8所示的計測方法，在板厚度等的厚度計測中，使各位移傳感器1A、1B的檢測部2A、2B夾置對象物80并處于對置位置。一個位移傳感器1A的檢測部2A向?qū)ο笪?0的一個表面80a投光來獲得檢測信號iA，另一個位移傳感器1B的檢測部2B向?qū)ο笪?0的另一個表面80b投光來獲得檢測信號iB。在各位移傳感器1A、1B的信號處理部3A、3B中，各自的CPU33A、33B計算與對象物80的各表面80a、80b之間的距離D1、D2。
各位移傳感器1A、1B的信號處理部3A、3B間的連接和數(shù)據(jù)或信號的傳送與圖5所示的實施例相同，而且位移傳感器1B的CPU33B的控制步驟也是圖6所示的步驟，僅運算式有所不同，因而這里省略說明。
通過將位移傳感器1B算出的距離D2的計算數(shù)據(jù)d2和位移傳感器1A裝入的距離D1的計算數(shù)據(jù)d1之和從檢測部2A、2B間的距離(常數(shù))中扣除來求對象物80的厚度。
在上述實施例的厚度計測處理中，期望在計測之前實施教示。
例如，通過兩個位移傳感器來分別計測至厚度已知的標準板兩表面的距離，根據(jù)該距離的計算數(shù)據(jù)來計算標準板的厚度，使用該計算數(shù)據(jù)和厚度的正確值的差分來校正對象物80的厚度計算數(shù)據(jù)。
圖14詳細表示通過板狀的中繼組件9將兩個距離傳感器1A、1B的信號處理部3A、3B進行電氣和機械連接的狀態(tài)。
所述中繼組件9插入在兩個信號處理部3A、3B的中間，使一個信號處理部3A的插座5和另一個信號處理部3B的插座6進行電連接。中繼組件9在用于支撐相互導(dǎo)通的兩個插座91、92的支撐體90的兩個面上，將各插座91、92反向突出設(shè)置。各插座91、92以可插入到各位移傳感器1A、1B的各開口部41內(nèi)來突出設(shè)置，可將一個插座91連接到位移傳感器1A的插座5，而將另一個插座92連接到位移傳感器1B的插座6。
如圖15所示，中繼組件9的支撐體90在空心的板狀體93的內(nèi)部埋設(shè)基板94。在所述基板94的兩面上分別支撐插座91、92，使各插座91、92的前端部比板狀體93的表面突出。再有，用透明的合成樹脂來形成所述板狀體93，將LED那樣的發(fā)光體配置在板狀體93的內(nèi)部，在插座91、92和位移傳感器1A、1B的插座5、6導(dǎo)通時進行點亮操作也可以。
根據(jù)本發(fā)明，可以提供成本便宜、設(shè)置空間小，對于用戶的使用目的來說沒有成本和功能浪費的位移傳感器。
權(quán)利要求
1.一種位移傳感器，包括檢測部，受光于向?qū)ο笪锿豆馑玫姆瓷涔?，生成與對象物的距離對應(yīng)的檢測信號；以及信號處理部，通過從檢測部輸入所述檢測信號并進行信號處理來計算與對象物的距離；其中，所述信號處理部可裝入另一位移傳感器的距離計算數(shù)據(jù)，根據(jù)該裝入的距離計算數(shù)據(jù)和自身的距離計算數(shù)據(jù)來執(zhí)行規(guī)定的運算并輸出運算結(jié)果。
2.如權(quán)利要求1所述的位移傳感器，其中，所述信號處理部計算另一位移傳感器裝入的對象物的臺階差前的距離的計算數(shù)據(jù)和自身的對象物的臺階差前的距離的計算數(shù)據(jù)之差，來求對象物的臺階差。
3.如權(quán)利要求2所述的位移傳感器，其中，所述信號處理部使用具有平面的標準基板的另一位移傳感器的距離的計算數(shù)據(jù)和自身的距離的計算數(shù)據(jù)來校正與對象物的距離的計算數(shù)據(jù)。
4.如權(quán)利要求2所述的位移傳感器，其中，所述信號處理部使用臺階差已知的標準臺階差板的另一位移傳感器的距離的計算數(shù)據(jù)和自身的距離的計算數(shù)據(jù)來校正與對象物的距離的計算數(shù)據(jù)。
5.如權(quán)利要求1所述的位移傳感器，其中，所述信號處理部通過執(zhí)行將從另一位移傳感器裝入的至對象物一表面的距離的計算數(shù)據(jù)和自身的至對象物的另一表面的距離的計算數(shù)據(jù)之和從夾置對象物并處于對置位置的另一位移傳感器的距離中扣除的運算，來求對象物的厚度。
6.如權(quán)利要求5所述的位移傳感器，其中，所述信號處理部使用厚度已知的標準板的另一位移傳感器的距離的計算數(shù)據(jù)和自身的距離的計算數(shù)據(jù)來校正與對象物的距離的計算數(shù)據(jù)。
7.如權(quán)利要求1所述的位移傳感器，其中，所述信號處理部可將距離的計算數(shù)據(jù)輸出到另一位移傳感器的信號處理部。
8.如權(quán)利要求1所述的位移傳感器，其中，所述信號處理部從另一位移傳感器裝入與該位移傳感器的投光定時對應(yīng)的定時信號，產(chǎn)生與該定時信號不同定時的定時信號，提供給檢測部。
9.如權(quán)利要求2所述的位移傳感器，其中，所述信號處理部從另一位移傳感器裝入與該位移傳感器的投光定時對應(yīng)的定時信號，產(chǎn)生與該定時信號不同定時的定時信號，提供給檢測部。
10.如權(quán)利要求5所述的位移傳感器，其中，所述信號處理部從另一位移傳感器裝入與該位移傳感器的投光定時對應(yīng)的定時信號，產(chǎn)生與該定時信號不同定時的定時信號，提供給檢測部。
11.一種位移傳感器，是權(quán)利要求1所述的位移傳感器，其中，所述信號處理部具有顯示執(zhí)行所述規(guī)定的運算的顯示部。
12.一種位移傳感器，是權(quán)利要求1所述的位移傳感器，其中，將用于向另一位移傳感器傳送信號的第1插座和用于從另一位移傳感器接收信號的傳送的第2插座組裝在機體中，在該機體的不同表面上分別形成開口部，各開口部面對所述第1、第2的各插座而使得前端不向外部突出，并且通過可開閉的蓋來分別擋住各開口部，能夠?qū)⒆陨淼木嚯x的計算數(shù)據(jù)通過所述第1插座傳送到另一位移傳感器，通過所述第2插座可自身裝入另一位移傳感器的距離的計算數(shù)據(jù)。
13.如權(quán)利要求12所述的位移傳感器，其中，第1、第2插座被用于傳送距離的計算數(shù)據(jù)和決定投光定時的定時信號的至少一個。
14.如權(quán)利要求12所述的位移傳感器，其中，通過用于位移傳感器連接的中繼組件，可將自身的距離的計算數(shù)據(jù)傳送到另一位移傳感器，將另一位移傳感器的距離的計算數(shù)據(jù)自身裝入，中繼組件具有在用于支撐相互導(dǎo)通的兩個插座的支撐體的不同表面上，以可插入到位移傳感器的各開口部來突出設(shè)置各插座，將一個插座連接到位移傳感器的第1插座，將另一個插座連接到位移傳感器的第2插座的結(jié)構(gòu)。
15.如權(quán)利要求14所述的位移傳感器，其中，所述中繼組件的支撐體在空心的板狀體的內(nèi)部埋設(shè)基板來構(gòu)成，在所述基板的兩面上，使各個插座的前端部比板狀體的表面突出來支撐。
16.如權(quán)利要求15所述的位移傳感器，其中，所述中繼組件的支撐體被配置在具有透明部的空心體的內(nèi)部，使得在插座和位移傳感器的插座導(dǎo)通時點亮操作的發(fā)光體通過所述透明部可識別。
17.一種移位計測裝置，包括至少兩個位移傳感器，至少能夠光學(xué)計測與對象物的距離；以及至少一個用于位移傳感器連接的中繼組件，用于電連接兩個位移傳感器；其中，各位移傳感器將用于向另一位移傳感器傳送信號的第1插座和用于從另一位移傳感器接收信號的傳送的第2插座組裝在機體中，在該機體的不同表面上分別形成開口部，各開口部面向所述第1、第2的各插座而使得前端不向外部突出，并且通過可開閉的蓋來分別擋住各開口部，所述中繼組件具有在用于支撐相互導(dǎo)通的兩個插座的支撐體的不同表面上，以可插入到位移傳感器的各開口部來突出設(shè)置各插座，將一個插座連接到位移傳感器的第1插座，將另一個插座連接到位移傳感器的第2插座的結(jié)構(gòu)。
全文摘要
提供成本便宜、設(shè)置空間小,對于用戶的使用目的來說沒有成本和功能浪費的位移傳感器。位移傳感器1包括:檢測部2,受光于向?qū)ο笪?0投光所得的反射光,生成與對象物80的距離D對應(yīng)的檢測信號i;以及信號處理部3,通過從檢測部2輸入所述檢測信號i并進行信號處理,來計算與對象物80的距離D。所述信號處理部3可裝入另一位移傳感器的距離計算數(shù)據(jù)d,根據(jù)該裝入的距離計算數(shù)據(jù)d和自身的距離計算數(shù)據(jù)d來執(zhí)行用于計算物體的臺階差或厚度等的規(guī)定的運算,并輸出運算結(jié)果。
文檔編號G01B11/02GK1376894SQ0210731
公開日2002年10月30日 申請日期2002年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月23日
發(fā)明者井上佑一, 井上宏之, 佐藤俊孝 申請人:歐姆龍株式會社