[發(fā)明專利]一種用于增量式位移測量裝置的光電接收傳感器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310269819.3
• 申請日: 2013-06-28
• 公開（公告）號: CN103308084A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉陽;孫強;吳宏圣;常玉春;喬棟
• 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: G01D5/26
• 分類號: G01D5/26;G01B11/02
• 代理公司: 長春菁華專利商標(biāo)代理事務(wù)所 22210
• 代理人: 張偉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及精密加工測量領(lǐng)域，具體涉及一種用于增量式位移測量裝置的光電接收傳感器。

背景技術(shù)

光電接收傳感器是精密機械加工測量設(shè)備中必不可少的位移測量工具。目前，根據(jù)位移測量裝置中信號接收傳感器所采用的材料體系和原理的不同，信號接收傳感器主要有電位器式信號傳感器、金屬玻璃鈾信號接收感器、電磁式信號接收傳感器和光電信號接收傳感器等幾類。其中，光電信號接收傳感器是非機械接觸的，可靠性高，因此得到了廣泛應(yīng)用?，F(xiàn)有的一般光電信號接收傳感器存在以下不足：位移測量精度不高，容易受到光源不均勻性和光電探測器陣列分布不均勻性的影響，無法實現(xiàn)傳感器成品后根據(jù)需要進行修調(diào)，對光源的功率值要求苛刻，并且光源無法長期穩(wěn)定輸出光信號。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供了一種用于增量式位移測量裝置的光電接收傳感器，該傳感器解決了現(xiàn)有光電接收傳感器中存在的位移測量精度不高，容易受到光源不均勻性和光電探測器陣列分布不均勻性的影響，無法實現(xiàn)傳感器成品后根據(jù)需要進行修調(diào)，對光源的功率值要求苛刻，并且光源無法長期穩(wěn)定輸出光信號。

本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下：

一種用于增量式位移測量裝置的光電接收傳感器，該傳感器包括：光電探測器陣列、加法器和減法器；該傳感器還包括：增益可調(diào)放大電路；光電探測器陣列輸出與光信號對應(yīng)的正弦電流信號；增益可調(diào)放大電路接收正弦電流信號后進行放大并轉(zhuǎn)換電壓信號；加法器將增益可調(diào)放大電路輸出的電壓信號加和，得到一直流電壓信號；減法器將增益可調(diào)放大電路輸出的電壓信號轉(zhuǎn)換成正弦信號或者余弦信號。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明適應(yīng)多種光源要求，可對位移信息量高精度分析，并且明顯降低由于光源不均勻性和光電探測器陣列分布不均勻所帶來的影響，光源可以長期穩(wěn)定輸出光信號，增益可調(diào)節(jié)，并且結(jié)構(gòu)簡單。其中通過引入增益可調(diào)放大電路，使得光電接收傳感器生產(chǎn)后具有再次修調(diào)的功能，可以有效地調(diào)節(jié)李薩如圓的幅度、李薩如圓的帶寬和加法器輸出的直流信號值使其達到指標(biāo)要求，同時，也放寬了對光源的型號選擇范圍，利于工程化生產(chǎn)。

附圖說明

圖1本發(fā)明光電接收傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2外部光源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3本發(fā)明光電接收傳感器中光電探測器陣列的排列分布圖。

圖4本發(fā)明光電接收傳感器中增益可調(diào)放大電路結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5本發(fā)明光電接收傳感器中減法器結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6本發(fā)明光電接收傳感器中加法器結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1、光電探測器陣列，2、增益可調(diào)放大電路，3、修調(diào)接口，4、第一減法器，5、加法器，6、第二減法器，7、光源，8、透鏡，9、指示光柵和10、標(biāo)尺光柵。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步詳細(xì)說明。

圖1為一種用于增量式位移測量裝置的光電接收傳感器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，光電接收傳感器主要包括光電探測器陣列1、增益可調(diào)放大電路2、修調(diào)接口3、兩個減法器4和6以及加法器5。外部光學(xué)系統(tǒng)為光電接收傳感器提供莫爾條紋光信號，這些莫爾條紋光信號被光電探測器陣列1接收，并轉(zhuǎn)化為電流信號，通過增益可調(diào)放大電路2將電流信號轉(zhuǎn)化成電壓信號，以及兩個減法器4和6，可以產(chǎn)生與增量位移信息相關(guān)的信號；通過對加法器5輸出的直流電壓信號的分析可以計算出入射的莫爾條紋光信號的共模值的大小，繼而可以計算出外部光源系統(tǒng)的偏置電流，從而可以根據(jù)實時監(jiān)測該共模值，反饋給光源7，保證光源7長期持續(xù)穩(wěn)定發(fā)光。