一種交替增量式測(cè)量微位移傳感器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種交替增量式測(cè)量微位移傳感器，包括激光束、兩塊反射鏡間、光電探測(cè)器一、光電探測(cè)器二、導(dǎo)軌一、導(dǎo)軌二和和控制處理系統(tǒng)。運(yùn)用該傳感器，通過激光束在一組平行設(shè)置的兩塊反射鏡之中不斷反射，最終照射到兩組光電探測(cè)器上，改變兩塊反射鏡的間距，即會(huì)改變激光束的反射路徑，在每組光電探測(cè)器所在導(dǎo)軌上移動(dòng)光電探測(cè)器感應(yīng)激光束，控制處理系統(tǒng)根據(jù)光電探測(cè)器的感光里程及感光方向處理得到一個(gè)探測(cè)位移值，控制處理系統(tǒng)能夠通過這個(gè)探測(cè)位移值再加上或者減去光電探測(cè)器在軌道上的移動(dòng)距離值經(jīng)過計(jì)算后得出兩塊反射鏡間距的真實(shí)改變值，該傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，測(cè)量可靠，精度較高，易于實(shí)現(xiàn)批量制造。
【專利說明】
一種交替増量式測(cè)量微位移傳感器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實(shí)用新型涉及精密測(cè)量技術(shù)及儀器領(lǐng)域，特別涉及一種交替增量式測(cè)量微位移傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]位移傳感器是一種常用的幾何量傳感器，在航空航天、工業(yè)生產(chǎn)、機(jī)械制造以及軍事科學(xué)等很多領(lǐng)域中都有廣泛的使用。位移的測(cè)量方式有很多種，較小位移(如小于Icm)通常用應(yīng)變式、電感式、差動(dòng)變壓器式、渦流式、霍爾傳感器來檢測(cè)，較大的位移(如大于Icm)常用感應(yīng)同步器、光柵、容柵、磁柵等傳感技術(shù)來測(cè)量。其中光柵傳感器因具有易實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、精度高(目前分辨率最高的可達(dá)到納米級(jí))、抗干擾能力強(qiáng)、沒有人為讀數(shù)誤差、安裝方便、使用可靠等優(yōu)點(diǎn)，在機(jī)床加工、檢測(cè)儀表等行業(yè)中得到日益廣泛的應(yīng)用。
[0003]光柵式傳感器指采用光柵疊柵條紋原理測(cè)量位移的傳感器。光柵是在一塊長(zhǎng)條形的光學(xué)玻璃尺或金屬尺上密集等間距平行的刻線，刻線密度為10?100線/毫米。由光柵形成的疊柵條紋具有光學(xué)放大作用和誤差平均效應(yīng)，因而能提高測(cè)量精度。
[0004]光柵傳感器由于光刻工藝的物理結(jié)構(gòu)限制，造成其測(cè)量精度很難再有提升，無法滿足越來越高的測(cè)量精度的需求，迫切需要開發(fā)一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，精度更高的傳感器。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的在于:針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的現(xiàn)有光柵傳感器由于光刻工藝的物理結(jié)構(gòu)限制，造成其測(cè)量精度很難再有提升，無法滿足越來越高的測(cè)量精度的需求上述不足，提供一種交替增量式測(cè)量微位移傳感器及測(cè)量方法，該傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適用于被測(cè)物體位移變化的測(cè)量，測(cè)量可靠，精度較高，易于實(shí)現(xiàn)批量制造。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:
[0007]—種交替增量式測(cè)量微位移傳感器，包括激光束、兩塊反射鏡、光電探測(cè)器一、光電探測(cè)器二、導(dǎo)軌一、導(dǎo)軌二和控制處理系統(tǒng)，所述光電探測(cè)器一設(shè)于所述導(dǎo)軌一上并能在其上移動(dòng)，所述光電探測(cè)器二設(shè)于所述導(dǎo)軌二上并能在其上移動(dòng)，兩塊所述反射鏡平行設(shè)置并且能夠相對(duì)移動(dòng)，所述光電探測(cè)器一和光電探測(cè)器二設(shè)置在兩塊所述反射鏡的一端，相對(duì)的另一端設(shè)置所述激光束，所述激光束入射到其中一塊所述反射鏡上，經(jīng)過兩塊所述反射鏡交替反射后，出射到所述光電探測(cè)器一或光電探測(cè)器二并被感應(yīng)，所述控制處理系統(tǒng)通信連接所述光電探測(cè)器一和光電探測(cè)器二，并用于統(tǒng)計(jì)所述光電探測(cè)器一或光電探測(cè)器二的感光里程及感光方向。
[0008]采用本實(shí)用新型所述的一種交替增量式測(cè)量微位移傳感器，通過所述激光束在一組平行設(shè)置的兩塊反射鏡之中不斷反射，最終照射到兩組光電探測(cè)器上，改變兩塊反射鏡的間距，即會(huì)改變所述激光束的反射路徑，在每組光電探測(cè)器所在導(dǎo)軌上移動(dòng)所述光電探測(cè)器感應(yīng)所述激光束，所述控制處理系統(tǒng)根據(jù)所述光電探測(cè)器的感光里程及感光方向處理得到一個(gè)探測(cè)位移值，所述控制處理系統(tǒng)能夠通過這個(gè)探測(cè)位移值再加上或者減去所述光電探測(cè)器在所述軌道上的移動(dòng)距離值經(jīng)過計(jì)算后得出兩塊反射鏡間距的真實(shí)改變值，該傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，測(cè)量時(shí)，將其中一塊所述反射鏡與被測(cè)物體固定連接后，所述被測(cè)物體發(fā)生位移變化時(shí)，相應(yīng)的會(huì)使兩塊所述反射鏡的間距產(chǎn)生變化，通過測(cè)量?jī)蓧K所述反射鏡的間距變化值，可以反推得到所述被測(cè)物體的位移值，其適用于所述被測(cè)物體位移變化的測(cè)量，測(cè)量可靠，精度較高，易于實(shí)現(xiàn)批量制造。
[0009]優(yōu)選地，所述光電探測(cè)器一設(shè)有固定間距的探測(cè)部件一、探測(cè)部件二和探測(cè)部件三，所述探測(cè)部件三設(shè)于所述探測(cè)部件一和探測(cè)部件二的直線連線之間的任意位置，所述光電探測(cè)器二設(shè)有固定間距的探測(cè)部件四、探測(cè)部件五和探測(cè)部件六，所述探測(cè)部件六設(shè)于所述探測(cè)部件四和探測(cè)部件五的直線連線之間的任意位置，所述探測(cè)部件一、探測(cè)部件二、探測(cè)部件三、探測(cè)部件四、探測(cè)部件五和探測(cè)部件六感應(yīng)所述激光束，所述控制處理系統(tǒng)用于統(tǒng)計(jì)所述探測(cè)部件一、探測(cè)部件二、探測(cè)部件三、探測(cè)部件四、探測(cè)部件五和探測(cè)部件六感應(yīng)所述激光束的次數(shù)和感光順序。
[0010]由于所述探測(cè)部件一、探測(cè)部件二和探測(cè)部件三有固定的間距，所述探測(cè)部件四、探測(cè)部件五和探測(cè)部件六有固定的間距，通過所述探測(cè)部件一、探測(cè)部件二、探測(cè)部件三、探測(cè)部件四、探測(cè)部件五和探測(cè)部件六感應(yīng)所述激光束的次數(shù)，并根據(jù)探測(cè)部件感光順序判斷其中一塊反射鏡相對(duì)另一塊反射鏡的運(yùn)動(dòng)方向，根據(jù)運(yùn)動(dòng)方向?qū)λ?jì)次數(shù)進(jìn)行加減處理。
[0011]作為一種增量式位移傳感器，所述光電探測(cè)器一(或者光電探測(cè)器二)上的所述探測(cè)部件一(或者探測(cè)部件二或者探測(cè)部件三或者探測(cè)部件四或者探測(cè)部件五或者探測(cè)部件六)首先感應(yīng)到所述激光束，那么所述激光束下一次被所述探測(cè)部件一(或者探測(cè)部件二或者探測(cè)部件三或者探測(cè)部件四或者探測(cè)部件五或者探測(cè)部件六)對(duì)應(yīng)感應(yīng)到記為一個(gè)增量數(shù)，所述控制處理系統(tǒng)根據(jù)所述增量數(shù)與所述探測(cè)部件一(或者探測(cè)部件二或者探測(cè)部件三或者探測(cè)部件四或者探測(cè)部件五或者探測(cè)部件六)的感應(yīng)次數(shù)計(jì)算獲得兩塊所述反射鏡相對(duì)位移的探測(cè)值主部，同時(shí)所述控制處理系統(tǒng)將所述光電探測(cè)器一(或者光電探測(cè)器二)作為主計(jì)算探測(cè)器，所述光電探測(cè)器二(或者光電探測(cè)器一)作為輔計(jì)算探測(cè)器，所述激光束最后被探測(cè)部件感應(yīng)，該探測(cè)部件與所述探測(cè)部件一(或者探測(cè)部件二或者探測(cè)部件三或者探測(cè)部件四或者探測(cè)部件五或者探測(cè)部件六)的距離作為探測(cè)值輔部，所述探測(cè)值主部和探測(cè)值輔部構(gòu)成兩塊所述反射鏡相對(duì)位移的探測(cè)值，所述控制處理系統(tǒng)根據(jù)所述探測(cè)值經(jīng)過計(jì)算后得出兩塊所述反射鏡的真實(shí)相對(duì)位移量。
[0012]采用這種交替增量式測(cè)量微位移傳感器，通過所述激光束在一組平行設(shè)置的兩塊反射鏡之中不斷反射，最終照射到兩組光電探測(cè)器上，改變兩塊反射鏡的間距，即會(huì)改變所述激光束的反射路徑，每組光電探測(cè)器上的三個(gè)探測(cè)部件多次感應(yīng)所述激光束，所述控制處理系統(tǒng)根據(jù)每組探測(cè)部件感應(yīng)到所述激光束的次數(shù)和感光順序以及探測(cè)部件間的間距處理得到一個(gè)探測(cè)距離值，這個(gè)探測(cè)距離值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于兩塊反射鏡間距的真實(shí)改變值，所述控制處理系統(tǒng)能夠通過這個(gè)探測(cè)距離值經(jīng)過計(jì)算后得出兩塊反射鏡間距的真實(shí)改變值，該傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，測(cè)量時(shí)，將其中一塊所述反射鏡與被測(cè)物體固定連接后，所述被測(cè)物體發(fā)生位移變化時(shí)，相應(yīng)的會(huì)使兩塊所述反射鏡的間距產(chǎn)生變化，通過測(cè)量?jī)蓧K所述反射鏡的間距變化值，可以反推得到所述被測(cè)物體的位移值，其適用于所述被測(cè)物體位移變化的測(cè)量，測(cè)量可靠，精度較高，易于實(shí)現(xiàn)批量制造。
[0013]優(yōu)選地，所述探測(cè)部件三設(shè)于所述探測(cè)部件一和探測(cè)部件二的直線連線的中點(diǎn)，所述探測(cè)部件六設(shè)于所述探測(cè)部件四和探測(cè)部件五的直線連線的中點(diǎn)。
[0014]優(yōu)選地，兩塊反射鏡分別是固定反射鏡和移動(dòng)反射鏡，所述移動(dòng)反射鏡通過一剛性件連接被測(cè)物體，移動(dòng)所述被測(cè)物體，帶動(dòng)所述移動(dòng)反射鏡，改變了所述激光束的反射路徑，所述控制處理系統(tǒng)根據(jù)所述探測(cè)部件一、探測(cè)部件二、探測(cè)部件三、探測(cè)部件四、探測(cè)部件五和探測(cè)部件六感應(yīng)所述激光束的次數(shù)與感光順序，以及所述探測(cè)部件一、探測(cè)部件二、探測(cè)部件三、探測(cè)部件四、探測(cè)部件五和探測(cè)部件六的相關(guān)間距得出一個(gè)探測(cè)值，并計(jì)算對(duì)應(yīng)所述被測(cè)物體的位移。
[0015]采用這種結(jié)構(gòu)設(shè)置，在所述被測(cè)物體移動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)與其連接的所述移動(dòng)反射鏡同時(shí)產(chǎn)生移動(dòng)，改變了所述移動(dòng)反射鏡與固定反射鏡的間距，所述移動(dòng)反射鏡發(fā)生位移前后的所述激光束第一次照射到所述固定反射鏡上的反射路徑不會(huì)改變，最終所述被測(cè)物體的位移值即所述移動(dòng)反射鏡的位移值被反映到光電探測(cè)器上，這種只改變所述移動(dòng)反射鏡位移的結(jié)構(gòu)方式能夠使所述控制處理系統(tǒng)的處理算法簡(jiǎn)單化，同時(shí)簡(jiǎn)化傳感器結(jié)構(gòu)，易于制造與使用。
[0016]優(yōu)選地，還包括探測(cè)反射鏡，所述探測(cè)反射鏡設(shè)于所述光電探測(cè)器一和光電探測(cè)器二的一側(cè)，用于將所述固定反射鏡反射的所述激光束反射到所述光電探測(cè)器一上，或者將所述移動(dòng)反射鏡反射的所述激光束反射到所述光電探測(cè)器二上。
[0017]采用這種結(jié)構(gòu)設(shè)置，能夠使所述移動(dòng)反射鏡在發(fā)生位移過程中，所述光電探測(cè)器一僅測(cè)量所述固定反射鏡反射的所述激光束，所述光電探測(cè)器二僅測(cè)量所述移動(dòng)反射鏡反射的所述激光束，避免所述激光束在邊緣發(fā)生反射與直射同時(shí)存在造成的測(cè)量干擾。
[0018]優(yōu)選地，還包括用于發(fā)射所述激光束的激光源。
[0019]作為進(jìn)一步優(yōu)選地，還包括殼體，所述激光源、固定反射鏡、移動(dòng)反射鏡、探測(cè)反射鏡、光電探測(cè)器一和光電探測(cè)器二均位于所述殼體內(nèi)，形成讀數(shù)頭，所述讀數(shù)頭設(shè)有安裝孔或粘貼件。
[0020]采用這種結(jié)構(gòu)設(shè)置，所述讀數(shù)頭便于與所述被測(cè)物體或者相對(duì)靜止的部件適配、卡接或粘貼，方便拆裝。
[0021]優(yōu)選地，所述移動(dòng)反射鏡剛性連接至少一個(gè)連接件，所述連接件為剛性件，所述連接件伸出所述讀數(shù)頭外部。
[0022]優(yōu)選地，所述光電探測(cè)器一還包括至少一個(gè)探測(cè)部件七，所述探測(cè)部件七設(shè)于所述探測(cè)部件一和探測(cè)部件二的直線連線之間的任意位置，所述電探測(cè)器二還包括至少一個(gè)探測(cè)部件八，所述探測(cè)部件八設(shè)于所述探測(cè)部件四和探測(cè)部件五的直線連線之間的任意位置。
[0023]采用這種結(jié)構(gòu)設(shè)置，因?yàn)樾枰袛嗨霰粶y(cè)物體的位移方向，光電探測(cè)器至少需三個(gè)探測(cè)部件才能在測(cè)量過程中辨別所述被測(cè)物體的位移方向，同時(shí)所述激光束最終停留在所述探測(cè)部件一和探測(cè)部件二這個(gè)閉區(qū)間或者所述探測(cè)部件四和探測(cè)部件五這個(gè)閉區(qū)間內(nèi)，所述探測(cè)部件一或探測(cè)部件二或探測(cè)部件三或探測(cè)部件四或探測(cè)部件五或探測(cè)部件六最后一次感應(yīng)到所述激光束后，所述激光束再移動(dòng)的微小量檢測(cè)不出需要忽略，在所述探測(cè)部件一和探測(cè)部件二的直線連線之間設(shè)置至少一個(gè)輔助性的所述探測(cè)部件七，在所述探測(cè)部件四和探測(cè)部件五的直線連線之間設(shè)置至少一個(gè)輔助性的所述探測(cè)部件八，能夠細(xì)化所述探測(cè)部件一和探測(cè)部件二的測(cè)量區(qū)間以及所述探測(cè)部件四和探測(cè)部件五的測(cè)量區(qū)間，所述激光束最終的忽略量將更小，可以進(jìn)一步提高所述位移傳感器的測(cè)量精度。
[0024]優(yōu)選地，所述探測(cè)部件一、探測(cè)部件二、探測(cè)部件三、探測(cè)部件四、探測(cè)部件五、探測(cè)部件六、探測(cè)部件七和探測(cè)部件八為一種對(duì)光敏感的光電器件，可以測(cè)出是否存在光。
[0025]優(yōu)選地，所述激光源、固定反射鏡、移動(dòng)反射鏡、探測(cè)反射鏡、光電探測(cè)器一和光電探測(cè)器二的位置均可調(diào)。
[0026]優(yōu)選地，所述位移傳感器的量程為0-1_。
[0027]本實(shí)用新型還提供了一種交替增量式測(cè)量微位移傳感器的測(cè)量方法，包括如以上任一所述的位移傳感器，其測(cè)量方法包括以下步驟:
[0028]a、將被測(cè)物體通過一剛性件連接于所述移動(dòng)反射鏡；
[0029]b、發(fā)射一束激光束，所述激光束以一定角度入射在所述固定反射鏡上，假設(shè)所述入射角為Θ，所述激光束經(jīng)過所述固定反射鏡和移動(dòng)反射鏡的連續(xù)反射后照射到所述光電探測(cè)器一或光電探測(cè)器二上，控制處理系統(tǒng)控制所述光電探測(cè)器一在所述導(dǎo)軌上移動(dòng)，使所述激光束被所述探測(cè)部件一、探測(cè)部件二和探測(cè)部件三中的一個(gè)感應(yīng)，或者控制所述光電探測(cè)器二在所述導(dǎo)軌二上移動(dòng)，使所述激光束被所述探測(cè)部件四、探測(cè)部件五和探測(cè)部件六中的一個(gè)感應(yīng)，這個(gè)移動(dòng)距離值為X;
[0030]C、移動(dòng)所述被測(cè)物體，帶動(dòng)所述移動(dòng)反射鏡同時(shí)移動(dòng)，同時(shí)所述激光束的反射路徑變化，所述激光束被所述光電探測(cè)器一上的所述探測(cè)部件一、探測(cè)部件二和探測(cè)部件三感應(yīng)或者被所述光電探測(cè)器二上的所述探測(cè)部件四、探測(cè)部件五和探測(cè)部件六感應(yīng)，所述被測(cè)物體停止移動(dòng)時(shí)，所述控制處理系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)所述探測(cè)部件一、探測(cè)部件二、探測(cè)部件三、探測(cè)部件四、探測(cè)部件五和探測(cè)部件六感應(yīng)到所述激光束的次數(shù)和感光順序以及各探測(cè)部件間的間距，得出所述被測(cè)物體的探測(cè)位移值Y以及位移方向；
[0031]d、所述控制處理系統(tǒng)根據(jù)其所得出的所述被測(cè)物體的探測(cè)位移Y的值加上或者減去移動(dòng)距離X的值經(jīng)過計(jì)算后得出所述被測(cè)物體位移的真實(shí)改變值。
[0032]其中所述光電探測(cè)器一在所述導(dǎo)軌一上移動(dòng)方向與所述被測(cè)物體位移方向相同，或者所述光電探測(cè)器二在所述導(dǎo)軌二上移動(dòng)方向與所述被測(cè)物體位移方向相反，所述被測(cè)物體的探測(cè)位移Y的值加上移動(dòng)距離X的值;所述光電探測(cè)器一在所述導(dǎo)軌一上移動(dòng)方向與所述被測(cè)物體位移方向相反，或者或者所述光電探測(cè)器二在所述導(dǎo)軌二上移動(dòng)方向與所述被測(cè)物體位移方向相同，所述被測(cè)物體的探測(cè)位移Y的值減去移動(dòng)距離X的值。
[0033]采用本實(shí)用新型所述的一種交替增量式測(cè)量微位移傳感器的測(cè)量方法，所述移動(dòng)反射鏡通過一剛性件連接所述被測(cè)物體，其余部件的位置關(guān)系保持不變，所述激光束以入射角Θ入射在所述固定反射鏡上，然后通過多次反射最終照射到光電探測(cè)器上，在軌道上移動(dòng)光電探測(cè)器使其上的一個(gè)探測(cè)部件感應(yīng)所述激光束這個(gè)移動(dòng)距離值為X，移動(dòng)所述被測(cè)物體，所述激光束的反射路徑變化，所述被測(cè)物體停止移動(dòng)時(shí)，所述控制處理系統(tǒng)根據(jù)所述探測(cè)部件一、探測(cè)部件二、探測(cè)部件三、探測(cè)部件四、探測(cè)部件五和探測(cè)部件六感應(yīng)到所述激光束的次數(shù)和感光順序以及各探測(cè)部件間的間距得出一個(gè)探測(cè)位移值Y以及所述被測(cè)物體的位移方向，這個(gè)探測(cè)位移值Y遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于兩塊反射鏡間距的真實(shí)改變值，所述控制處理系統(tǒng)根據(jù)其所得出的所述被測(cè)物體的探測(cè)位移Y的值加上或者減去移動(dòng)距離X的值經(jīng)過計(jì)算后得出所述被測(cè)物體位移的真實(shí)改變值得出所述被測(cè)物體的位移值，該測(cè)量方法簡(jiǎn)單、可靠，操作方便，并且能夠提高位移測(cè)量精度，可用于對(duì)所述被測(cè)物體的增量式位移變化進(jìn)行測(cè)量。
[0034]優(yōu)選地，根據(jù)所述探測(cè)部件一、探測(cè)部件二和探測(cè)部件三的計(jì)數(shù)順序進(jìn)行所測(cè)位移方向的判斷，如果計(jì)數(shù)順序依次為所述探測(cè)部件一、探測(cè)部件三和探測(cè)部件二，則所測(cè)位移方向?yàn)榻咏龉潭ǚ瓷溏R的方向，如果計(jì)數(shù)順序依次為所述探測(cè)部件二、探測(cè)部件三和探測(cè)部件一，則所測(cè)位移方向?yàn)檫h(yuǎn)離所述固定反射鏡的方向。
[0035]優(yōu)選地，根據(jù)所述探測(cè)部件四、探測(cè)部件五和探測(cè)部件六的計(jì)數(shù)順序進(jìn)行所測(cè)位移方向的判斷，如果計(jì)數(shù)順序依次為所述探測(cè)部件四、探測(cè)部件六和探測(cè)部件五，則所測(cè)位移方向?yàn)榻咏龉潭ǚ瓷溏R的方向，如果計(jì)數(shù)順序依次為所述探測(cè)部件五、探測(cè)部件六和探測(cè)部件四，則所測(cè)位移方向?yàn)檫h(yuǎn)離所述固定反射鏡的方向。
[0036]綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型的有益效果是:
[0037]1、運(yùn)用本實(shí)用新型所述的一種交替增量式測(cè)量微位移傳感器，通過所述激光束在一組平行設(shè)置的兩塊反射鏡之中不斷反射，最終照射到兩組光電探測(cè)器上，改變兩塊反射鏡的間距，即會(huì)改變所述激光束的反射路徑，在每組光電探測(cè)器所在導(dǎo)軌上移動(dòng)所述光電探測(cè)器感應(yīng)所述激光束，所述控制處理系統(tǒng)根據(jù)所述光電探測(cè)器的感光里程及感光方向處理得到一個(gè)探測(cè)位移值，所述控制處理系統(tǒng)能夠通過這個(gè)探測(cè)位移值再加上或者減去所述光電探測(cè)器在所述軌道上的移動(dòng)距離值經(jīng)過計(jì)算后得出兩塊反射鏡間距的真實(shí)改變值，該傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，測(cè)量時(shí)，將其中一塊所述反射鏡與被測(cè)物體固定連接后，所述被測(cè)物體發(fā)生位移變化時(shí)，相應(yīng)的會(huì)使兩塊所述反射鏡的間距產(chǎn)生變化，通過測(cè)量?jī)蓧K所述反射鏡的間距變化值，可以反推得到所述被測(cè)物體的位移值，其適用于所述被測(cè)物體位移變化的測(cè)量，測(cè)量可靠，精度較高，易于實(shí)現(xiàn)批量制造；
[0038]2、運(yùn)用本實(shí)用新型所述的一種交替增量式測(cè)量微位移傳感器，通過所述激光束在一組平行設(shè)置的兩塊反射鏡之中不斷反射，最終照射到兩組光電探測(cè)器上，改變兩塊反射鏡的間距，即會(huì)改變所述激光束的反射路徑，每組光電探測(cè)器上的三個(gè)探測(cè)部件多次感應(yīng)所述激光束，所述控制處理系統(tǒng)根據(jù)每組探測(cè)部件感應(yīng)到所述激光束的次數(shù)和感光順序以及探測(cè)部件間的間距處理得到一個(gè)探測(cè)距離值，這個(gè)探測(cè)距離值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于兩塊反射鏡間距的真實(shí)改變值，所述控制處理系統(tǒng)能夠通過這個(gè)探測(cè)距離值來計(jì)算出兩塊反射鏡間距的真實(shí)改變值，該傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，測(cè)量時(shí)，將其中一塊所述反射鏡與被測(cè)物體固定連接后，所述被測(cè)物體發(fā)生位移變化時(shí)，相應(yīng)的會(huì)使兩塊所述反射鏡的間距產(chǎn)生變化，通過測(cè)量?jī)蓧K所述反射鏡的間距變化值，可以反推得到所述被測(cè)物體的位移值，其適用于所述被測(cè)物體位移變化的測(cè)量，測(cè)量可靠，精度較高，易于實(shí)現(xiàn)批量制造；
[0039]3、運(yùn)用本實(shí)用新型所述的一種交替增量式測(cè)量微位移傳感器，所述移動(dòng)反射鏡通過一剛性件連接所述被測(cè)物體，其余部件的位置關(guān)系不變的情況下，使所述被測(cè)物體發(fā)生位移，帶動(dòng)所述移動(dòng)反射鏡發(fā)生位移，采用這種結(jié)構(gòu)設(shè)置，在所述被測(cè)物體移動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)與其連接的所述移動(dòng)反射鏡同時(shí)產(chǎn)生移動(dòng)，改變了所述移動(dòng)反射鏡與固定反射鏡的間距，所述移動(dòng)反射鏡發(fā)生位移前后的所述激光束第一次照射到所述固定反射鏡上的反射路徑不會(huì)改變，最終所述被測(cè)物體的位移值即所述移動(dòng)反射鏡的位移值被反映到光電探測(cè)器上，這種只改變所述移動(dòng)反射鏡位移的結(jié)構(gòu)方式能夠使所述控制處理系統(tǒng)的處理算法簡(jiǎn)單化，同時(shí)簡(jiǎn)化傳感器結(jié)構(gòu)，易于制造與使用；
[0040]4、運(yùn)用本實(shí)用新型所述的一種交替增量式測(cè)量微位移傳感器，還包括殼體，所述激光源、固定反射鏡、移動(dòng)反射鏡、探測(cè)反射鏡、光電探測(cè)器一和光電探測(cè)器二均位于所述殼體內(nèi)，形成讀數(shù)頭，所述讀數(shù)頭設(shè)有安裝孔或粘貼件，采用這種結(jié)構(gòu)設(shè)置，所述讀數(shù)頭便于與所述被測(cè)物體或者相對(duì)靜止的部件適配、卡接或粘貼，方便拆裝；
[0041]5、運(yùn)用本實(shí)用新型所述的一種交替增量式測(cè)量微位移傳感器，所述光電探測(cè)器一還包括至少一個(gè)探測(cè)部件七，所述探測(cè)部件七設(shè)于所述探測(cè)部件一和探測(cè)部件二的直線連線之間的任意位置，所述電探測(cè)器二還包括至少一個(gè)探測(cè)部件八，所述探測(cè)部件八設(shè)于所述探測(cè)部件四和探測(cè)部件五的直線連線之間的任意位置，采用這種結(jié)構(gòu)設(shè)置，因?yàn)樾枰袛嗨霰粶y(cè)物體的位移方向，光電探測(cè)器至少需三個(gè)探測(cè)部件才能在測(cè)量過程中辨別所述被測(cè)物體的位移方向，同時(shí)所述激光束最終停留在所述探測(cè)部件一和探測(cè)部件二這個(gè)閉區(qū)間或者所述探測(cè)部件四和探測(cè)部件五這個(gè)閉區(qū)間內(nèi)，所述探測(cè)部件一或探測(cè)部件二或探測(cè)部件三或探測(cè)部件四或探測(cè)部件五或探測(cè)部件六最后一次感應(yīng)到所述激光束后，所述激光束再移動(dòng)的微小量檢測(cè)不出需要忽略，在所述探測(cè)部件一和探測(cè)部件二的直線連線之間設(shè)置至少一個(gè)輔助性的所述探測(cè)部件七，在所述探測(cè)部件四和探測(cè)部件五的直線連線之間設(shè)置至少一個(gè)輔助性的所述探測(cè)部件八，能夠細(xì)化所述探測(cè)部件一和探測(cè)部件二的測(cè)量區(qū)間以及所述探測(cè)部件四和探測(cè)部件五的測(cè)量區(qū)間，所述激光束最終的忽略量將更小，可以進(jìn)一步提高所述位移傳感器的測(cè)量精度；
[0042]6、運(yùn)用本實(shí)用新型所述的一種交替增量式測(cè)量微位移傳感器的測(cè)量方法，所述移動(dòng)反射鏡通過一剛性件連接所述被測(cè)物體，其余部件的位置關(guān)系保持不變，所述激光束以入射角Θ入射在所述固定反射鏡上，然后通過多次反射最終照射到光電探測(cè)器上，在軌道上移動(dòng)光電探測(cè)器使其上的一個(gè)探測(cè)部件感應(yīng)所述激光束這個(gè)移動(dòng)距離值為X，移動(dòng)所述被測(cè)物體，所述激光束的反射路徑變化，所述被測(cè)物體停止移動(dòng)時(shí)，所述控制處理系統(tǒng)根據(jù)所述探測(cè)部件一、探測(cè)部件二、探測(cè)部件三、探測(cè)部件四、探測(cè)部件五和探測(cè)部件六感應(yīng)到所述激光束的次數(shù)和感光順序以及各探測(cè)部件間的間距得出一個(gè)探測(cè)位移值Y以及所述被測(cè)物體的位移方向，這個(gè)探測(cè)位移值Y遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于兩塊反射鏡間距的真實(shí)改變值，所述控制處理系統(tǒng)根據(jù)其所得出的所述被測(cè)物體的探測(cè)位移Y的值加上或者減去移動(dòng)距離X的值經(jīng)過計(jì)算后得出所述被測(cè)物體位移的真實(shí)改變值得出所述被測(cè)物體的位移值，該測(cè)量方法簡(jiǎn)單、可靠，操作方便，并且能夠提高位移測(cè)量精度，可用于對(duì)所述被測(cè)物體的增量式位移變化進(jìn)行測(cè)量。
【附圖說明】
[0043]圖1為本實(shí)用新型所述的一種交替增量式測(cè)量微位移傳感器的原理側(cè)視圖；
[0044]圖2為本實(shí)用新型所述的一種交替增量式測(cè)量微位移傳感器的結(jié)構(gòu)側(cè)視圖；
[0045]圖3為本實(shí)用新型所述的一種交替增量式測(cè)量微位移傳感器測(cè)量時(shí)的側(cè)視圖。
[0046]圖中標(biāo)記:1-激光源，11-激光束，2-固定反射鏡，3-移動(dòng)反射鏡，31-連接件，4_探測(cè)反射鏡，5-光電探測(cè)器一，51-探測(cè)部件一，52-探測(cè)部件二，53-探測(cè)部件三，6-光電探測(cè)器二，61-探測(cè)部件四，62-探測(cè)部件五，63-探測(cè)部件六，7-讀數(shù)頭，8-被測(cè)物體，9-導(dǎo)軌一，10-導(dǎo)軌二。
【具體實(shí)施方式】
[0047]下面結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型作詳細(xì)的說明。
[0048]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0049]實(shí)施例1
[0050]如圖1-3所示，本實(shí)用新型所述的一種交替增量式測(cè)量微位移傳感器，包括激光束
11、兩塊反射鏡、光電探測(cè)器一5、光電探測(cè)器二 6、導(dǎo)軌一9、導(dǎo)軌二 10和控制處理系統(tǒng)。
[0051]所述光電探測(cè)器一5設(shè)于所述導(dǎo)軌一 9上并能在其上移動(dòng)，所述光電探測(cè)器二 6設(shè)于所述導(dǎo)軌二 10上并能在其上移動(dòng)，兩塊所述反射鏡平行設(shè)置并且能夠相對(duì)移動(dòng)，所述光電探測(cè)器一 5和光電探測(cè)器二 6設(shè)置在兩塊所述反射鏡的一端，相對(duì)的另一端設(shè)置所述激光束11，所述激光束11入射到其中一塊所述反射鏡上，經(jīng)過兩塊所述反射鏡交替反射后，出射到所述光電探測(cè)器一 5或光電探測(cè)器二 6并被感應(yīng)，所述控制處理系統(tǒng)通信連接所述光電探測(cè)器一 5和光電探測(cè)器二 6，并用于統(tǒng)計(jì)所述光電探測(cè)器一 5或光電探測(cè)器二 6的感光里程及感光方向。
[0052]運(yùn)用本實(shí)用新型所述的一種交替增量式測(cè)量微位移傳感器，通過所述激光束11在一組平行設(shè)置的兩塊反射鏡之中不斷反射，最終照射到兩組光電探測(cè)器上，改變兩塊反射鏡的間距，即會(huì)改變所述激光束11的反射路徑，在每組光電探測(cè)器所在導(dǎo)軌上移動(dòng)所述光電探測(cè)器感應(yīng)所述激光束11，所述控制處理系統(tǒng)根據(jù)所述光電探測(cè)器的感光里程及感光方向處理得到一個(gè)探測(cè)位移值，所述控制處理系統(tǒng)能夠通過這個(gè)探測(cè)位移值再加上或者減去所述光電探測(cè)器在所述軌道上的移動(dòng)距離值計(jì)算出兩塊反射鏡間距的真實(shí)改變值，該傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，測(cè)量時(shí)，將其中一塊所述反射鏡與被測(cè)物體固定連接后，所述被測(cè)物體發(fā)生位移變化時(shí)，相應(yīng)的會(huì)使兩塊所述反射鏡的間距產(chǎn)生變化，通過測(cè)量?jī)蓧K所述反射鏡的間距變化值，可以反推得到所述被測(cè)物體的位移值，其適用于所述被測(cè)物體位移變化的測(cè)量，測(cè)量可靠，精度較高，易于實(shí)現(xiàn)批量制造。
[0053]所述光電探測(cè)器一 5設(shè)有固定間距的探測(cè)部件一 51、探測(cè)部件二 52和探測(cè)部件三53，所述探測(cè)部件三53設(shè)于所述探測(cè)部件一 51和探測(cè)部件二 52的直線連線之間的任意位置，所述光電探測(cè)器二 6設(shè)有固定間距的探測(cè)部件四61、探測(cè)部件五62和探測(cè)部件六63，所述探測(cè)部件六63設(shè)于所述探測(cè)部件四61和探測(cè)部件五62的直線連線之間的任意位置，兩塊所述反射鏡平行設(shè)置并且能夠相對(duì)移動(dòng)，所述光電探測(cè)器一 5和光電探測(cè)器二 6設(shè)置在兩塊所述反射鏡的一端，相對(duì)的另一端設(shè)置所述激光束U，所述激光束11入射到其中一塊所述反射鏡上，經(jīng)過兩塊所述反射鏡交替反射后，出射到所述光電探測(cè)器一 5或光電探測(cè)器二 6，并被所述探測(cè)部件一 51、探測(cè)部件二 52、探測(cè)部件三53、探測(cè)部件四61、探測(cè)部件五62和探測(cè)部件六63感應(yīng)，所述控制處理系統(tǒng)用于統(tǒng)計(jì)所述探測(cè)部件一 51、探測(cè)部件二 52、探測(cè)部件三53、探測(cè)部件四61、探測(cè)部件五62和探測(cè)部件六63感應(yīng)所述激光束11的次數(shù)和感光順序。
[0054]由于所述探測(cè)部件一51、探測(cè)部件二 52和探測(cè)部件三53有固定的間距，所述探測(cè)部件四61、探測(cè)部件五62和探測(cè)部件六63有固定的間距，通過所述探測(cè)部件一 51、探測(cè)部件二 52和探測(cè)部件三53感應(yīng)所述激光束11的次數(shù)，或者所述探測(cè)部件四61、探測(cè)部件五62和探測(cè)部件六63感應(yīng)所述激光束11的次數(shù)，并根據(jù)探測(cè)部件感光順序判斷其中一塊反射鏡相對(duì)另一塊反射鏡的運(yùn)動(dòng)方向，根據(jù)運(yùn)動(dòng)方向?qū)λ?jì)次數(shù)進(jìn)行加減處理。
[0055]作為一種增量式位移傳感器，所述光電探測(cè)器一 5(或者光電探測(cè)器二 6)上的所述探測(cè)部件一 51(或者探測(cè)部件二 52或者探測(cè)部件三53或者探測(cè)部件四61或者探測(cè)部件五62或者探測(cè)部件六63)首先感應(yīng)到所述激光束11，那么所述激光束11下一次被所述探測(cè)部件一51(或者探測(cè)部件二 52或者探測(cè)部件三53或者探測(cè)部件四61或者探測(cè)部件五62或者探測(cè)部件六63)對(duì)應(yīng)感應(yīng)到記為一個(gè)增量數(shù)，所述控制處理系統(tǒng)根據(jù)所述增量數(shù)與所述探測(cè)部件一 51(或者探測(cè)部件二 52或者探測(cè)部件三53或者探測(cè)部件四61或者探測(cè)部件五62或者探測(cè)部件六63)的感應(yīng)次數(shù)計(jì)算獲得兩塊所述反射鏡相對(duì)位移的探測(cè)值主部，同時(shí)所述控制處理系統(tǒng)將所述光電探測(cè)器一 5(或者光電探測(cè)器二 6)作為主計(jì)算探測(cè)器，所述光電探測(cè)器二6(或者光電探測(cè)器一 5)作為輔計(jì)算探測(cè)器，所述激光束11最后被探測(cè)部件感應(yīng)，該探測(cè)部件與所述探測(cè)部件一 51(或者探測(cè)部件二 52或者探測(cè)部件三53或者探測(cè)部件四61或者探測(cè)部件五62或者探測(cè)部件六63)的距離作為探測(cè)值輔部，所述探測(cè)值主部和探測(cè)值輔部構(gòu)成兩塊所述反射鏡相對(duì)位移的探測(cè)值，所述控制處理系統(tǒng)根據(jù)所述探測(cè)值經(jīng)過計(jì)算后得出兩塊所述反射鏡的真實(shí)相對(duì)位移量。
[0056]運(yùn)用本實(shí)用新型所述的一種交替增量式測(cè)量微位移傳感器，通過所述激光束11在一組平行設(shè)置的兩塊反射鏡之中不斷反射，最終照射到兩組光電探測(cè)器上，改變兩塊反射鏡的間距，即會(huì)改變所述激光束11的反射路徑，每組光電探測(cè)器上的三個(gè)探測(cè)部件多次感應(yīng)所述激光束11，所述控制處理系統(tǒng)根據(jù)每組探測(cè)部件感應(yīng)到所述激光束11的次數(shù)和感光順序以及探測(cè)部件間的間距處理得到一個(gè)探測(cè)距離值，這個(gè)探測(cè)距離值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于兩塊反射鏡間距的真實(shí)改變值，所述控制處理系統(tǒng)能夠通過這個(gè)探測(cè)距離值經(jīng)過計(jì)算后得出兩塊反射鏡間距的真實(shí)改變值，該傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，測(cè)量時(shí)，將其中一塊所述反射鏡與被測(cè)物體固定連接后，所述被測(cè)物體發(fā)生位移變化時(shí)，相應(yīng)的會(huì)使兩塊所述反射鏡的間距產(chǎn)生變化，通過測(cè)量?jī)蓧K所述反射鏡的間距變化值，可以反推得到所述被測(cè)物體的位移值，其適用于所述被測(cè)物體位移變化的測(cè)量，測(cè)量可靠，精度較高，易于實(shí)現(xiàn)批量制造。
[0057]實(shí)施例2
[0058]如圖1-3所示，本實(shí)用新型所述的一種交替增量式測(cè)量微位移傳感器以及被測(cè)物體8，所述傳感器包括激光束11、固定反射鏡2、移動(dòng)反射鏡3、光電探測(cè)器一 5、光電探測(cè)器二6和控制處理系統(tǒng)。
[0059]所述被測(cè)物體8通過一剛性件連接所述移動(dòng)反射鏡3，所述光電探測(cè)器一5設(shè)有固定間距的探測(cè)部件一 51、探測(cè)部件二 52和探測(cè)部件三53，所述探測(cè)部件三53設(shè)于所述探測(cè)部件一 51和探測(cè)部件二 52的直線連線之間的任意位置，所述光電探測(cè)器二 6設(shè)有固定間距的探測(cè)部件四61、探測(cè)部件五62和探測(cè)部件六63，所述探測(cè)部件六63設(shè)于所述探測(cè)部件四61和探測(cè)部件五62的直線連線之間的任意位置，所述固定反射鏡2與移動(dòng)反射鏡3平行設(shè)置，所述移動(dòng)反射鏡3能夠與所述固定反射鏡2相對(duì)移動(dòng)，，所述光電探測(cè)器一5和光電探測(cè)器二 6設(shè)置在所述固定反射鏡2和移動(dòng)反射鏡3的一端，相對(duì)的另一端設(shè)置所述激光束11，所述激光束11入射到所述固定反射鏡2上，經(jīng)過所述移動(dòng)反射鏡3和固定反射鏡2交替反射后，出射到所述光電探測(cè)器一 5或光電探測(cè)器二 6，并被所述探測(cè)部件一 51、探測(cè)部件二 52、探測(cè)部件三53、探測(cè)部件四61、探測(cè)部件五62和探測(cè)部件六63感應(yīng)，所述控制處理系統(tǒng)用于統(tǒng)計(jì)所述探測(cè)部件一 51、探測(cè)部件二 52、探測(cè)部件三53、探測(cè)部件四61、探測(cè)部件五62和探測(cè)部件六63感應(yīng)所述激光束11的次數(shù)和感光順序，移動(dòng)所述被測(cè)物體8，帶動(dòng)所述移動(dòng)反射鏡3，改變了所述激光束11的反射路徑，所述控制處理系統(tǒng)根據(jù)所述探測(cè)部件一 51、探測(cè)部件二52、探測(cè)部件三53、探測(cè)部件四61、探測(cè)部件五62和探測(cè)部件六63感應(yīng)所述激光束11的次數(shù)以及所述探測(cè)部件一 51、探測(cè)部件二 52、探測(cè)部件三53、探測(cè)部件四61、探測(cè)部件五62和探測(cè)部件六63的相關(guān)間距得出一個(gè)探測(cè)值，并計(jì)算對(duì)應(yīng)所述被測(cè)物體8的位移。
[0060]運(yùn)用本實(shí)用新型所述的一種交替增量式測(cè)量微位移傳感器，所述移動(dòng)反射鏡3通過一剛性件連接所述被測(cè)物體8，其余部件的位置關(guān)系不變的情況下，使所述被測(cè)物體8發(fā)生位移，帶動(dòng)所述移動(dòng)反射鏡3發(fā)生位移，采用這種結(jié)構(gòu)設(shè)置，在所述被測(cè)物體8移動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)與其連接的所述移動(dòng)反射鏡3同時(shí)產(chǎn)生移動(dòng)，改變了所述移動(dòng)反射鏡3與固定反射鏡2的間距，所述移動(dòng)反射鏡3發(fā)生位移前后的所述激光束11第一次照射到所述固定反射鏡2上的反射路徑不會(huì)改變，最終所述被測(cè)物體8的位移值即所述移動(dòng)反射鏡3的位移值被反映到光電探測(cè)器上，這種只改變所述移動(dòng)反射鏡3位移的結(jié)構(gòu)方式能夠使所述控制處理系統(tǒng)的處理算法簡(jiǎn)單化，同時(shí)簡(jiǎn)化傳感器結(jié)構(gòu)，易于制造與使用。
[0061 ] 實(shí)施例3
[0062]如圖1-3所示，本實(shí)用新型所述的一種交替增量式測(cè)量微位移傳感器以及被測(cè)物體8，所述傳感器包括激光源1、激光束11、固定反射鏡2、移動(dòng)反射鏡3、探測(cè)反射鏡4、光電探測(cè)器一 5、光電探測(cè)器二 6和控制處理系統(tǒng)，還包括殼體和連接件31。
[0063]所述激光束11通過激光源I發(fā)射得到，所述激光源1、固定反射鏡2、移動(dòng)反射鏡3、探測(cè)反射鏡4、光電探測(cè)器一5和光電探測(cè)器二6均位于所述殼體內(nèi)，形成讀數(shù)頭7，所述讀數(shù)頭7設(shè)有安裝孔或粘貼件，所述移動(dòng)反射鏡3連接所述連接件31，所述連接件31為剛性件，所述連接件31伸出所述讀數(shù)頭7外部連接所述被測(cè)物體8，所述光電探測(cè)器一 5設(shè)有固定間距的探測(cè)部件一 51、探測(cè)部件二 52和探測(cè)部件三53，所述探測(cè)部件三53設(shè)于所述探測(cè)部件一51和探測(cè)部件二 52的直線連線之間的任意位置，所述光電探測(cè)器二 6設(shè)有固定間距的探測(cè)部件四61、探測(cè)部件五62和探測(cè)部件六63，所述探測(cè)部件六63設(shè)于所述探測(cè)部件四61和探測(cè)部件五62的直線連線之間的任意位置，所述固定反射鏡2與移動(dòng)反射鏡3平行設(shè)置，所述移動(dòng)反射鏡3能夠與所述固定反射鏡2相對(duì)移動(dòng)，，所述光電探測(cè)器一5和光電探測(cè)器二6設(shè)置在所述固定反射鏡2和移動(dòng)反射鏡3的一端，相對(duì)的另一端設(shè)置所述激光束11，所述激光束11入射到所述固定反射鏡2上，經(jīng)過所述移動(dòng)反射鏡3和固定反射鏡2交替反射，所述探測(cè)反射鏡4設(shè)于所述光電探測(cè)器一 5和光電探測(cè)器二 6—側(cè)，所述探測(cè)反射鏡4用于將所述固定反射鏡2反射的所述激光束11反射到所述光電探測(cè)器一 5上，并被所述探測(cè)部件一 51、探測(cè)部件二52和探測(cè)部件三53感應(yīng)，或者將所述移動(dòng)反射鏡3反射的所述激光束11反射到所述光電探測(cè)器二 6上，并被所述探測(cè)部件四61、探測(cè)部件五62和探測(cè)部件六63感應(yīng)，所述控制處理系統(tǒng)用于統(tǒng)計(jì)所述探測(cè)部件一 51、探測(cè)部件二 52、探測(cè)部件三53、探測(cè)部件四61、探測(cè)部件五62和探測(cè)部件六63感應(yīng)所述激光束11的次數(shù)和感光順序，移動(dòng)所述被測(cè)物體8，帶動(dòng)所述移動(dòng)反射鏡3，改變了所述激光束11的反射路徑，所述控制處理系統(tǒng)根據(jù)所述探測(cè)部件一 51、探測(cè)部件二 52、探測(cè)部件三53、探測(cè)部件四61、探測(cè)部件五62和探測(cè)部件六63感應(yīng)所述激光束11的次數(shù)以及所述探測(cè)部件一 51、探測(cè)部件二 52、探測(cè)部件三53、探測(cè)部件四61、探測(cè)部件五62和探測(cè)部件六63的相關(guān)間距得出一個(gè)探測(cè)值，并計(jì)算對(duì)應(yīng)所述被測(cè)物體8的位移。
[0064]運(yùn)用本實(shí)用新型所述的一種交替增量式測(cè)量微位移傳感器，還包括殼體，所述激光源1、固定反射鏡2、移動(dòng)反射鏡3、探測(cè)反射鏡4、光電探測(cè)器一 5和光電探測(cè)器二 6均位于所述殼體內(nèi)，形成讀數(shù)頭7，所述讀數(shù)頭7設(shè)有安裝孔或粘貼件，采用這種結(jié)構(gòu)設(shè)置，所述讀數(shù)頭7便于與所述被測(cè)物體8或者相對(duì)靜止的部件適配、卡接或粘貼，方便拆裝；同時(shí)設(shè)置所述探測(cè)反射鏡4，能夠使所述移動(dòng)反射鏡3在發(fā)生位移過程中，所述光電探測(cè)器一5僅測(cè)量所述固定反射鏡2反射的所述激光束11，所述光電探測(cè)器二 6僅測(cè)量所述移動(dòng)反射鏡3反射的所述激光束11，避免所述激光束11在邊緣發(fā)生反射與直射同時(shí)存在造成的測(cè)量干擾。
[0065]實(shí)施例4
[0066]如圖1-3所示，本實(shí)用新型所述的一種交替增量式測(cè)量微位移傳感器以及被測(cè)物體8，所述傳感器包括激光源1、激光束11、固定反射鏡2、移動(dòng)反射鏡3、探測(cè)反射鏡4、光電探測(cè)器一 5、光電探測(cè)器二 6和控制處理系統(tǒng)，還包括殼體和連接件31。
[0067]與實(shí)施例3不同之處在于，所述光電探測(cè)器一5還包括至少一個(gè)探測(cè)部件七，所述探測(cè)部件七設(shè)于所述探測(cè)部件一 51和探測(cè)部件二 52的直線連線之間的任意位置，所述電探測(cè)器二 6還包括至少一個(gè)探測(cè)部件八，所述探測(cè)部件八設(shè)于所述探測(cè)部件四61和探測(cè)部件五62的直線連線之間的任意位置。
[0068]作為本實(shí)施例的一種優(yōu)選方案，所述探測(cè)部件三53和探測(cè)部件一51之間設(shè)有一個(gè)所述探測(cè)部件七，所述探測(cè)部件三53和探測(cè)部件二 52之間設(shè)有另一個(gè)所述探測(cè)部件七;所述探測(cè)部件六63和探測(cè)部件四61之間設(shè)有一個(gè)所述探測(cè)部件八，所述探測(cè)部件六63和探測(cè)部件五62之間設(shè)有另一個(gè)所述探測(cè)部件八。
[0069]運(yùn)用本實(shí)用新型所述的一種交替增量式測(cè)量微位移傳感器，所述光電探測(cè)器一 5還包括至少一個(gè)探測(cè)部件七，所述探測(cè)部件七設(shè)于所述探測(cè)部件一 51和探測(cè)部件二 52的直線連線之間的任意位置，所述電探測(cè)器二 6還包括至少一個(gè)探測(cè)部件八，所述探測(cè)部件八設(shè)于所述探測(cè)部件四61和探測(cè)部件五62的直線連線之間的任意位置，采用這種結(jié)構(gòu)設(shè)置，因?yàn)樾枰袛嗨霰粶y(cè)物體8的位移方向，光電探測(cè)器至少需三個(gè)探測(cè)部件才能在測(cè)量過程中辨別所述被測(cè)物體8的位移方向，同時(shí)所述激光束11最終停留在所述探測(cè)部件一51和探測(cè)部件二52這個(gè)閉區(qū)間或者所述探測(cè)部件四61和探測(cè)部件五62這個(gè)閉區(qū)間內(nèi)，所述探測(cè)部件一 51或探測(cè)部件二 52或探測(cè)部件三53或探測(cè)部件四61或探測(cè)部件五62或探測(cè)部件六63最后一次感應(yīng)到所述激光束11后，所述激光束11再移動(dòng)的微小量檢測(cè)不出需要忽略，在所述探測(cè)部件一 51和探測(cè)部件二 52的直線連線之間設(shè)置至少一個(gè)輔助性的所述探測(cè)部件七，在所述探測(cè)部件四61和探測(cè)部件五62的直線連線之間設(shè)置至少一個(gè)輔助性的所述探測(cè)部件八，能夠細(xì)化所述探測(cè)部件一 51和探測(cè)部件二 52的測(cè)量區(qū)間以及所述探測(cè)部件四61和探測(cè)部件五62的測(cè)量區(qū)間，所述激光束11最終的忽略量將更小，可以進(jìn)一步提高所述位移傳感器的測(cè)量精度。
[0070]實(shí)施例5
[0071]如圖1-3所示，本實(shí)用新型所述的一種交替增量式測(cè)量微位移傳感器的測(cè)量方法，包括如實(shí)施例4中的位移傳感器，其測(cè)量方法包括以下步驟:
[0072]a、將被測(cè)物體8通過一剛性件連接于所述移動(dòng)反射鏡3;
[0073]b、發(fā)射一束激光束11，所述激光束11以一定角度入射在所述固定反射鏡2上，假設(shè)所述入射角為Θ，所述激光束11經(jīng)過所述固定反射鏡2和移動(dòng)反射鏡3的連續(xù)反射后照射到所述光電探測(cè)器一 5或光電探測(cè)器二 6上，控制處理系統(tǒng)控制所述光電探測(cè)器一 5在所述導(dǎo)軌9上移動(dòng)，使所述激光束11被所述探測(cè)部件一51、探測(cè)部件二52和探測(cè)部件三53中的一個(gè)感應(yīng)，或者控制所述光電探測(cè)器二 6在所述導(dǎo)軌二 10上移動(dòng)，使所述激光束11被所述探測(cè)部件四61、探測(cè)部件五62和探測(cè)部件六63中的一個(gè)感應(yīng)，這個(gè)移動(dòng)距離值為X;
[0074]c、移動(dòng)所述被測(cè)物體8，帶動(dòng)所述移動(dòng)反射鏡3同時(shí)移動(dòng)，同時(shí)所述激光束11的反射路徑變化，所述激光束11被所述光電探測(cè)器一 5上的所述探測(cè)部件一 51、探測(cè)部件二 52和探測(cè)部件三53感應(yīng)或者被所述光電探測(cè)器二 6上的所述探測(cè)部件四61、探測(cè)部件五62和探測(cè)部件六63感應(yīng)，所述被測(cè)物體8停止移動(dòng)時(shí)，所述控制處理系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)所述探測(cè)部件一51、探測(cè)部件二 52、探測(cè)部件三53、探測(cè)部件四61、探測(cè)部件五62和探測(cè)部件六63感應(yīng)到所述激光束11的次數(shù)和感光順序以及各探測(cè)部件間的間距，得出所述被測(cè)物體8的探測(cè)位移值Y以及位移方向；
[0075]d、所述控制處理系統(tǒng)根據(jù)其所得出的所述被測(cè)物體8的探測(cè)位移Y的值加上或者減去移動(dòng)距離X的值經(jīng)過計(jì)算后得出所述被測(cè)物體8位移的真實(shí)改變值。
[0076]其中所述光電探測(cè)器一5在所述導(dǎo)軌一 9上移動(dòng)方向與所述被測(cè)物體8位移方向相同，或者所述光電探測(cè)器二6在所述導(dǎo)軌二 10上移動(dòng)方向與所述被測(cè)物體8位移方向相反，所述被測(cè)物體8的探測(cè)位移Y的值加上移動(dòng)距離X的值;所述光電探測(cè)器一 5在所述導(dǎo)軌一 9上移動(dòng)方向與所述被測(cè)物體8位移方向相反，或者或者所述光電探測(cè)器二 6在所述導(dǎo)軌二 10上移動(dòng)方向與所述被測(cè)物體8位移方向相同，所述被測(cè)物體8的探測(cè)位移Y的值減去移動(dòng)距離X的值。
[0077]運(yùn)用本實(shí)用新型所述的一種交替增量式測(cè)量微位移傳感器的測(cè)量方法，所述移動(dòng)反射鏡3通過一剛性件連接所述被測(cè)物體8，其余部件的位置關(guān)系保持不變，所述激光束11以入射角Θ入射在所述固定反射鏡2上，然后通過多次反射最終照射到光電探測(cè)器上，在軌道上移動(dòng)光電探測(cè)器使其上的一個(gè)探測(cè)部件感應(yīng)所述激光束11這個(gè)移動(dòng)距離值為X，移動(dòng)所述被測(cè)物體8，所述激光束11的反射路徑變化，所述被測(cè)物體8停止移動(dòng)時(shí)，所述控制處理系統(tǒng)根據(jù)所述探測(cè)部件一 51、探測(cè)部件二 52、探測(cè)部件三53、探測(cè)部件四61、探測(cè)部件五62和探測(cè)部件六63感應(yīng)到所述激光束11的次數(shù)和感光順序以及各探測(cè)部件間的間距得出一個(gè)探測(cè)位移值Y以及所述被測(cè)物體8的位移方向，這個(gè)探測(cè)位移值Y遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于兩塊反射鏡間距的真實(shí)改變值，所述控制處理系統(tǒng)根據(jù)其所得出的所述被測(cè)物體8的探測(cè)位移Y的值加上或者減去移動(dòng)距離X的值經(jīng)過計(jì)算后得出所述被測(cè)物體8位移的真實(shí)改變值得出所述被測(cè)物體8的位移值，該測(cè)量方法簡(jiǎn)單、可靠，操作方便，并且能夠提高位移測(cè)量精度，可用于對(duì)所述被測(cè)物體8的增量式位移變化進(jìn)行測(cè)量。
[0078]作為本實(shí)施例的一種優(yōu)選方案，根據(jù)所述探測(cè)部件一51、探測(cè)部件二 52和探測(cè)部件三53的計(jì)數(shù)順序進(jìn)行所測(cè)位移方向的判斷，如果計(jì)數(shù)順序依次為所述探測(cè)部件一51、探測(cè)部件三53和探測(cè)部件二52，則所測(cè)位移方向?yàn)榻咏龉潭ǚ瓷溏R2的方向，如果計(jì)數(shù)順序依次為所述探測(cè)部件二 52、探測(cè)部件三53和探測(cè)部件一 51，則所測(cè)位移方向?yàn)檫h(yuǎn)離所述固定反射鏡2的方向。
[0079]作為本實(shí)施例的一種優(yōu)選方案，根據(jù)所述探測(cè)部件四61、探測(cè)部件五62和探測(cè)部件六63的計(jì)數(shù)順序進(jìn)行所測(cè)位移方向的判斷，如果計(jì)數(shù)順序依次為所述探測(cè)部件四61、探測(cè)部件六63和探測(cè)部件五62，則所測(cè)位移方向?yàn)榻咏龉潭ǚ瓷溏R2的方向，如果計(jì)數(shù)順序依次為所述探測(cè)部件五62、探測(cè)部件六63和探測(cè)部件四61，則所測(cè)位移方向?yàn)檫h(yuǎn)離所述固定反射鏡2的方向。
[0080]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種交替增量式測(cè)量微位移傳感器，其特征在于，包括激光束(U)、兩塊反射鏡、光電探測(cè)器一 (5)、光電探測(cè)器二 (6)、導(dǎo)軌一 (9)、導(dǎo)軌二(10)和控制處理系統(tǒng)，所述光電探測(cè)器一(5)設(shè)于所述導(dǎo)軌一(9)上并能在其上移動(dòng)，所述光電探測(cè)器二(6)設(shè)于所述導(dǎo)軌二(10)上并能在其上移動(dòng)，兩塊所述反射鏡平行設(shè)置并且能夠相對(duì)移動(dòng)，所述光電探測(cè)器一(5)和光電探測(cè)器二(6)設(shè)置在兩塊所述反射鏡的一端，相對(duì)的另一端設(shè)置所述激光束(11)，所述激光束(11)入射到其中一塊所述反射鏡上，經(jīng)過兩塊所述反射鏡交替反射后，出射到所述光電探測(cè)器一 (5)或光電探測(cè)器二 (6)并被感應(yīng)，所述控制處理系統(tǒng)通信連接所述光電探測(cè)器一(5)和光電探測(cè)器二 (6)，并用于統(tǒng)計(jì)所述光電探測(cè)器一(5)或光電探測(cè)器二(6)的感光里程及感光方向。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的位移傳感器，其特征在于，所述光電探測(cè)器一(5)設(shè)有固定間距的探測(cè)部件一(51)、探測(cè)部件二 (52)和探測(cè)部件三(53)，所述探測(cè)部件三(53)設(shè)于所述探測(cè)部件一 (51)和探測(cè)部件二 (52)的直線連線之間的任意位置，所述光電探測(cè)器二 (6)設(shè)有固定間距的探測(cè)部件四(61)、探測(cè)部件五(62)和探測(cè)部件六(63)，所述探測(cè)部件六(63)設(shè)于所述探測(cè)部件四(61)和探測(cè)部件五(62)的直線連線之間的任意位置，所述探測(cè)部件一(51)、探測(cè)部件二(52)、探測(cè)部件三(53)、探測(cè)部件四(61)、探測(cè)部件五(62)和探測(cè)部件六(63)感應(yīng)所述激光束(11)，所述控制處理系統(tǒng)用于統(tǒng)計(jì)所述探測(cè)部件一 (51)、探測(cè)部件二(52)、探測(cè)部件三(53)、探測(cè)部件四(61)、探測(cè)部件五(62)和探測(cè)部件六(63)感應(yīng)所述激光束(11)的次數(shù)和感光順序。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的位移傳感器，其特征在于，兩塊反射鏡分別是固定反射鏡(2)和移動(dòng)反射鏡(3)，所述移動(dòng)反射鏡(3)通過一剛性件連接被測(cè)物體(8)，移動(dòng)所述被測(cè)物體(8)，帶動(dòng)所述移動(dòng)反射鏡(3)，改變了所述激光束(11)的反射路徑，所述控制處理系統(tǒng)根據(jù)所述探測(cè)部件一(51)、探測(cè)部件二(52)、探測(cè)部件三(53)、探測(cè)部件四(61)、探測(cè)部件五(62)和探測(cè)部件六(63)感應(yīng)所述激光束(11)的次數(shù)與感光順序，以及所述探測(cè)部件一(51)、探測(cè)部件二(52)、探測(cè)部件三(53)、探測(cè)部件四(61)、探測(cè)部件五(62)和探測(cè)部件六(63)的相關(guān)間距得出一個(gè)探測(cè)值，并計(jì)算對(duì)應(yīng)所述被測(cè)物體(8)的位移。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的位移傳感器，其特征在于，還包括探測(cè)反射鏡(4)，所述探測(cè)反射鏡(4)設(shè)于所述光電探測(cè)器一 (5)和光電探測(cè)器二 (6)—側(cè)，用于將所述固定反射鏡(2)反射的所述激光束(11)反射到所述光電探測(cè)器一 (5)上，或者將所述移動(dòng)反射鏡(3)反射的所述激光束(11)反射到所述光電探測(cè)器二 (6)上。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的位移傳感器，其特征在于，還包括用于發(fā)射所述激光束(11)的激光源(I)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的位移傳感器，其特征在于，還包括殼體，所述激光源(I)、固定反射鏡(2)、移動(dòng)反射鏡(3)、探測(cè)反射鏡(4)、光電探測(cè)器一 (5)和光電探測(cè)器二 (6)均位于所述殼體內(nèi)，形成讀數(shù)頭(7)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的位移傳感器，其特征在于，所述移動(dòng)反射鏡(3)剛性連接至少一個(gè)連接件(31)，所述連接件(31)為剛性件，所述連接件(31)伸出所述讀數(shù)頭(7)外部。8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的位移傳感器，其特征在于，所述光電探測(cè)器一(5)還包括至少一個(gè)探測(cè)部件七，所述探測(cè)部件七設(shè)于所述探測(cè)部件一 (51)和探測(cè)部件二 (52)的直線連線之間的任意位置，所述電探測(cè)器二 (6)還包括至少一個(gè)探測(cè)部件八，所述探測(cè)部件八設(shè)于所述探測(cè)部件四(61)和探測(cè)部件五(62)的直線連線之間的任意位置。9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的位移傳感器，其特征在于，所述激光源(1)、固定反射鏡(2)、移動(dòng)反射鏡(3)、探測(cè)反射鏡(4)、光電探測(cè)器一 (5)和光電探測(cè)器二 (6)的位置均可調(diào)。10.根據(jù)權(quán)利要求1-9任一所述的位移傳感器，其特征在于，所述位移傳感器的量程為O-1mm0
【文檔編號(hào)】G01B11/02GK205619887SQ201620460413
【公開日】2016年10月5日
【申請(qǐng)日】2016年5月19日
【發(fā)明人】張白, 康學(xué)亮
【申請(qǐng)人】北方民族大學(xué)