專利名稱：光學(xué)測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種權(quán)利要求1前序部分所述的測(cè)量裝置。
這種測(cè)量裝置適用于測(cè)量某個(gè)裝置的線位移和/或角位移量。目前已經(jīng)存在多種轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量和線性測(cè)量的裝置。所述測(cè)量可通過電、光或借助于超聲波來實(shí)現(xiàn)。然而使用這些裝置時(shí)會(huì)受到限制。如電的線性測(cè)量?jī)x易受與電場(chǎng)有關(guān)的干擾。帶有開放式光段的光傳感器會(huì)受大氣影響并易受光源影響。超聲波測(cè)量裝置分辨率不夠高而且需要對(duì)測(cè)量位置上的傳感器單元供電。因此目前還沒有測(cè)量裝置能對(duì)由集流器電驅(qū)動(dòng)的運(yùn)輸工具的滑軌彈性進(jìn)行最佳測(cè)量。
本發(fā)明的目的是提供一種上述類型的測(cè)量裝置，其克服了已有技術(shù)中存在的所述缺點(diǎn)，而且顯示出更廣泛的使用可能性。
該目的是通過權(quán)利要求1的特征實(shí)現(xiàn)的。
本發(fā)明所述的測(cè)量裝置是這樣構(gòu)成的，即，將裝置的線性位移和/或角位移機(jī)械轉(zhuǎn)裝在測(cè)量裝置上，然后進(jìn)行光學(xué)測(cè)量并將光學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。信號(hào)的大小直接與位移的大小成正比。本發(fā)明所述測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)使得它能完美地實(shí)現(xiàn)在使用范圍內(nèi)有時(shí)或總是或同時(shí)提出的各種要求和邊界條件。本發(fā)明所述的測(cè)量裝置適用于要求用極小的分辨率對(duì)角度信號(hào)和位移信號(hào)進(jìn)行模擬高分辨率測(cè)量的領(lǐng)域。因此測(cè)量信號(hào)在測(cè)量裝置和評(píng)價(jià)單元之間的傳輸距離可達(dá)到多于100米。并且不需要中間放大器。測(cè)量裝置和評(píng)價(jià)單元之間擊穿強(qiáng)度為50千伏的電流分量不會(huì)妨礙測(cè)量。該裝置在雪、冰、冰雹、潮濕和紫外線等氣候條件完全能工作。同時(shí)還具有-100℃和+80℃之間的耐熱性。由于本發(fā)明所述的測(cè)量裝置不會(huì)出現(xiàn)傳感器漂移，所以其具有耐久性。此外，該裝置還具有水密性和真空密封性，需要時(shí)，還可以設(shè)置防爆外殼。該測(cè)量裝置完全不受電場(chǎng)和磁場(chǎng)以及光和聲的干擾。此外該裝置還耐酸和堿的腐蝕。而且其對(duì)振動(dòng)也不敏感。因此，本發(fā)明所述的測(cè)量裝置對(duì)于測(cè)量集流器電驅(qū)動(dòng)運(yùn)輸工具上滑軌的運(yùn)動(dòng)形成了特定的應(yīng)用領(lǐng)域。
本發(fā)明的其它特征與從屬權(quán)利要求的特征有關(guān)。
下面將結(jié)合示意性附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
圖中所示

圖1是本發(fā)明所述測(cè)量裝置的剖面圖，圖2是配有榫形遮擋板的轉(zhuǎn)盤，圖3是圖1所示與集流器相連的測(cè)量裝置。
圖1中所示的測(cè)量裝置1包括帶有兩個(gè)光導(dǎo)頭3和4的傳感器單元2，兩個(gè)光導(dǎo)5和6以及轉(zhuǎn)盤7(圖2)，轉(zhuǎn)盤7上安裝著榫形遮擋板8。所用光導(dǎo)頭3和4以及光導(dǎo)5和6的結(jié)構(gòu)是已有技術(shù)中早已公知的。所以在此不再詳細(xì)描述。將兩個(gè)光導(dǎo)頭3和4彼此相隔一定的距離設(shè)置，使它們的光軸處于同一平面上而且在它們之間形成環(huán)形間隙9。每個(gè)光導(dǎo)頭3和4與一個(gè)光導(dǎo)5、6相連。兩個(gè)光導(dǎo)頭3、4設(shè)置成使得從一個(gè)光導(dǎo)頭3、4射出的光無損失地進(jìn)入兩個(gè)光導(dǎo)頭4、3中。光導(dǎo)5的第二端與電光轉(zhuǎn)換器10A相連，而光導(dǎo)6的第二端與光電轉(zhuǎn)換器10E相連。兩個(gè)轉(zhuǎn)換器10A和110E通過各自的電信號(hào)線10R、10S與一評(píng)價(jià)裝置10相連，評(píng)價(jià)裝置優(yōu)選由微處理器構(gòu)成。光從電光轉(zhuǎn)換器10A發(fā)出。轉(zhuǎn)換器10A受評(píng)價(jià)單元10的電信號(hào)控制。從轉(zhuǎn)換器10A發(fā)出的光通過光導(dǎo)5引向光導(dǎo)頭3。沿著光導(dǎo)5的單根纖維(未示出)輸送的光束從光導(dǎo)頭3中彼此平行射出，并通過光導(dǎo)頭4同軸到達(dá)終止在光導(dǎo)頭4中的光導(dǎo)6的纖維(未示出)中。圖2中所示的盤7以可轉(zhuǎn)動(dòng)的形式保持。盤的轉(zhuǎn)軸7D經(jīng)中間穿過盤7。盤的轉(zhuǎn)軸垂直于光導(dǎo)頭3、4的長(zhǎng)軸設(shè)置。如圖2所示，在盤7上安裝有榫形遮擋板8。該榫形遮擋板8的形成方式為，使遮擋板在盤7邊緣確定的范圍內(nèi)伸展。選擇盤7的尺寸和盤中與兩個(gè)光導(dǎo)頭3、4有關(guān)的位置，使得遮擋板8能夠穿過與光束光路垂直的間隙9。盤7的轉(zhuǎn)軸與一桿件12機(jī)械連接，所述桿件從測(cè)量裝置1的外殼1G向外引出。桿件12的第二端與將要進(jìn)行線性位移和/或角度位移測(cè)量的裝置100相連。利用所述實(shí)施例中的測(cè)量裝置1可以測(cè)量集流器100的滑軌101的彈性。桿件12與集流器100的頂管102相連，而頂管102與滑軌101相連?；?01的彈性以機(jī)械的方式傳遞到桿件12上。桿件12則使盤7轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)動(dòng)量與滑軌101的彈性成正比。盤7的轉(zhuǎn)動(dòng)越大，與之對(duì)應(yīng)的從光導(dǎo)頭3到達(dá)光導(dǎo)頭4的光量越小。把經(jīng)光導(dǎo)4引回光電轉(zhuǎn)換器10E的光強(qiáng)與從電光轉(zhuǎn)換器10A發(fā)出的光強(qiáng)相比較。借助于由評(píng)價(jià)單元10向轉(zhuǎn)換器10A發(fā)送或是從轉(zhuǎn)換器10E接收到的電信號(hào)進(jìn)行評(píng)價(jià)。存儲(chǔ)由此得到的測(cè)量信號(hào)并可以用上述信號(hào)對(duì)裝置100進(jìn)行控制。本發(fā)明所述測(cè)量裝置1是這樣構(gòu)成的，即，可以將評(píng)價(jià)裝置10安裝在例如多米之外的帶有所述集流器100的電驅(qū)動(dòng)運(yùn)輸工具(圖中未示)內(nèi)。通過光導(dǎo)5和6(圖中未示)可以完美地大距離傳送所獲得的信息，這些信息不會(huì)因外部干擾因素而發(fā)生改變。測(cè)量裝置1設(shè)置在構(gòu)成真空密封和水密封的外殼1G內(nèi)。桿件12構(gòu)成了測(cè)量裝置1和裝置100之間唯一的連接。所述桿件12通過水密性結(jié)構(gòu)的開口(圖中未示)向外引出。
權(quán)利要求
1.用于測(cè)量某裝置(100)線性位移和/或角位移大小的測(cè)量裝置，其特征在于，設(shè)有至少一個(gè)能產(chǎn)生信號(hào)的傳感器單元(2)和部件(7，8，12)，所述信號(hào)的大小與線性位移和/或角位移的大小成正比。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)量裝置，其特征在于，設(shè)有至少一個(gè)光學(xué)傳感器單元(2)和以可轉(zhuǎn)動(dòng)形式保持的盤(7)，盤(7)上設(shè)有榫形遮擋板(8)，擋板垂直于傳感器單元(2)的光路插到盤上，盤(7)的轉(zhuǎn)軸(7D)通過桿件(12)與裝置(100)相連，而且傳感器單元(2)與評(píng)價(jià)裝置(10)相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的測(cè)量裝置，其特征在于，傳感器單元(2)具有兩個(gè)光導(dǎo)(5和6)，光導(dǎo)裝在各光導(dǎo)頭(3，4)的第一端上，光導(dǎo)頭(3，4)的構(gòu)成方式是，光導(dǎo)頭的長(zhǎng)軸處于共同的平面內(nèi)，而且光導(dǎo)頭之間形成環(huán)形間隙(9)，榫形遮擋板(8)可以在該間隙中移動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1—3之一所述的測(cè)量裝置，其特征在于，第一光導(dǎo)(5)的第二端與電光轉(zhuǎn)換器(10A)相接，而第二光導(dǎo)(6)的第二端與光電轉(zhuǎn)換器(10E)相接，兩個(gè)轉(zhuǎn)換器通過各自的電信號(hào)線(10R，10S)與評(píng)價(jià)單元(10)相接，評(píng)價(jià)單元由微處理器構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于測(cè)量某裝置(100)線性位移和/或角位移的測(cè)量裝置(1)。借助于光學(xué)傳感器單元(2)和固定在以可轉(zhuǎn)動(dòng)形式保持的盤(7)上并可在傳感器單元(2)的光路中運(yùn)動(dòng)的榫形遮擋板(8),可產(chǎn)生信號(hào),該信號(hào)的大小與線性位移和/或角位移的大小成正比。盤(7)則與裝置(100)機(jī)械連接。
文檔編號(hào)G01B11/26GK1328635SQ99812770
公開日2001年12月26日 申請(qǐng)日期1999年10月30日 優(yōu)先權(quán)日1998年11月5日
發(fā)明者W·瓦爾蒂, H·J·韋德曼, A·加施 申請(qǐng)人:戴姆勒格蕾斯勒公司