[發(fā)明專利]一種采用激光位移傳感器進行非接觸測量曲率半徑的裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710056047.X
• 申請日: 2007-09-07
• 公開（公告）號: CN101113895A
• 公開（公告）日: 2008-01-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱萬彬
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所
• 主分類號: G01B11/255
• 分類號: G01B11/255
• 代理公司: 長春菁華專利商標代理事務(wù)所
• 代理人: 趙炳仁

一、技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光電測量技術(shù)領(lǐng)域中涉及的一種測量曲率半徑的裝置。

二、背景技術(shù)

一般情況，對小口徑曲率半徑的測量普遍采用的方法是接觸式測量，對于大曲率半徑的測量，接觸式的測量方法一方面受到被測量工件本身尺寸的限制，另一方面，在有些情況用接觸方法不能實現(xiàn)測量，例如，對鐵軌轉(zhuǎn)彎處曲率半徑的測量、對拱形橋曲率半徑的測量以及對大型煤氣管道曲率半徑的測量等等，這是在工業(yè)應(yīng)用及科學(xué)研究中經(jīng)常遇到的問題。

在已有技術(shù)中，常規(guī)的曲率半徑的測量是采用卡尺，如圖1所示：包括被測件1，卡尺2，卡尺的測量方法在中學(xué)物理教科書可以找到。對于完整的圓的直徑可以直接采用卡尺測量，而對于半圓或小半圓的情形，可通過測量拱高h及弦長L，根據(jù)相交弦定理$\frac{L^2}{4}=h(2R-h)$即可求出半徑R。然而，采用卡尺的測量方法，在對較大曲率半徑的測量時，受到卡尺的規(guī)格的限制，而且對于非完整球面的曲面卻不能測量。

三、發(fā)明內(nèi)容

為了克服已有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于能對大的曲率半徑實施測量，特設(shè)計一種采用非接觸的光電方法實現(xiàn)對較大曲率半徑的測量裝置。

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：提供一種采用激光位移傳感器進行非接觸測量曲率半徑的裝置。解決技術(shù)問題的技術(shù)方案如圖2所示：包括被測件3，光柵尺定尺4，光柵尺動尺5，激光位移傳感器6，處理器7，光柵數(shù)據(jù)采集卡8，第一數(shù)據(jù)傳輸線9，第二數(shù)據(jù)傳輸線10，計算機11。

光柵尺是由光柵尺定尺4和光柵尺動尺5組成，光柵尺動尺5能沿光柵尺定尺4的長度方向移動，光柵尺動尺5通過導(dǎo)線與光柵數(shù)據(jù)采集卡8連接，光柵數(shù)據(jù)采集卡8的輸出端通過第一數(shù)據(jù)傳輸線9與計算機11的輸入端連接；激光位移傳感器6安裝在光柵尺動尺5上，隨光柵尺動尺5移動，激光位移傳感器6的測量頭朝向被測件3，激光位移傳感器6的輸出端與處理器7的輸入端連接，處理器7的輸出端通過第二數(shù)據(jù)傳輸線10與計算機11的輸入端連接。

工作原理說明：測量時，光柵尺定尺4與被測件3保持合適的距離，保證測量點與激光位移傳感器的距離在激光位移傳感器的量程范圍內(nèi)，由于激光位移傳感器6安裝在光柵尺動尺5上，測量頭瞄準被測量件3，光柵尺動尺5移動時，光柵尺能夠測量激光位移傳感器6移動的距離，激光位移傳感器6能夠測量出被測件3距激光位移傳感器6的距離，通過移動光柵尺動尺的位置可以讀取被測件3表面三點的位置坐標，即(X1，Y1)，(X2，Y2)，(X3，Y3)。將三點坐標代入圓的方程(X-Xn)²+(Y-Yn)²＝R²(n＝1，2，3)，解方程組即可求出半徑。

本發(fā)明的積極效果：結(jié)構(gòu)簡單，實現(xiàn)曲率半徑的非接觸測量。能夠測量較大的曲率半徑。

四、附圖說明

圖1是已有技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖

圖2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖

五、具體實施方式

本發(fā)明按圖2所示的結(jié)構(gòu)實施，其中被測件3可選擇任意較大曲率半徑的工件，光柵尺是采用長春光機數(shù)顯技術(shù)有限責(zé)任公司生產(chǎn)的SGC-K2S型光柵尺，光柵數(shù)據(jù)采集卡8采用長春光機數(shù)顯技術(shù)有限責(zé)任公司生產(chǎn)的SGC-PC3.1數(shù)據(jù)采集卡，將數(shù)據(jù)通過第一數(shù)據(jù)傳輸線9傳給Legend開天4600計算機11。激光位移傳感器6采用日本Keyence公司生產(chǎn)的LK-501型激光位移傳感器。激光位移傳感器輸出模擬信號由與激光位移傳感器配套的LK-2501型激光位移傳感器處理器7進行處理。并將數(shù)據(jù)通過第二數(shù)據(jù)傳輸線10傳給Legend開天4600計算機11。