[發明專利]一種精確測量二維面內位置與位置變化的裝置和方法

有效

• 申請號: 201611230330.5
• 申請日: 2016-12-27
• 公開（公告）號: CN106643831B
• 公開（公告）日: 2019-05-17
• 發明（設計）人: 寧舒雅;李亭亭;孫立蓉;王江南;張方輝
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: G01D5/26
• 分類號: G01D5/26;G06F3/041
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 張弘

本發明公開了一種精確測量二維面內位置與位置變化的裝置和方法，測量裝置包括光源、透明導電層、光敏電阻層、電阻層、電源、電壓表。當光照射到透明導電層上時，光通過透明導電層到達光敏電阻層，被光照射到的光敏電阻層阻值急劇減小，使得光照處透明導電層與電阻層導通，透明導電層光照點處所對應電壓即為電阻層相應光照點處所對應電壓。此時通過測量透明導電層及電阻層上光照點位置到其各自導電條之間的電壓值，計算出平面內光照點位置的X坐標與Y坐標，最終得到光照點的位置。當光照點移動，測得的電壓值發生變化，可換算出相應的位置變化。該方法和裝置具有結構和原理簡單、成本低廉的優點，可被用于監測、精密測量及自動化控制等領域。

【技術領域】

本發明涉及測量裝置技術領域，特別是涉及一種精確測量二維面內位置與位置變化的裝置和方法。

【背景技術】

二維平面內位置的測量被廣泛應用于控制、探測、測繪、機械生產自動化、圖像顯示以及研發等各個領域，如對目標對象進行位置的確定、跟蹤目標對象的移動等。本發明提出一種精確測量二維平面內位置與位置變化的裝置和方法，對控制、圖像顯示、機械生產自動化等眾多領域有著重要意義。

目前的二維平面內位置測量由觸摸傳感器，變換電路等來實現。主要被應用于筆記本電腦、移動電子設備等領域，用來對對象的位置和位置的變化進行測量。但此類裝置和方法結構較復雜，測量范圍小，測量距離有限，且成本較高，分辨率較低，所采用的方法和原理較復雜，容易出故障，對應用產生不便。

【發明內容】

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種結構簡單，成本低廉的測量位置與位置變化的裝置及方法，該裝置能夠精確測量位置與位置的變化。

為了達到上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種精確測量二維面內位置與位置變化的裝置，包括光源、透明導電層、光敏電阻層、電阻層、第一電源、第二電源和電壓表；所述的透明導電層、光敏電阻層和電阻層依次層疊設置；所述的透明導電層和電阻層的兩端分別鍍有導電條作為正負電極引出端，且透明導電層的兩導電條和電阻層的兩導電條位置相互垂直；所述的第一電源的兩個接線端分別連接透明導電層的兩導電條；所述的第二電源的兩個接線端分別連接電阻層的兩導電條；所述電壓表的兩端分別連接透明導電層的一個導電條和電阻層的一個導電條；所述的光源與透明導電層相對設置。

所述的光源發出的光為激光、聚焦的可見光、聚焦的紫外光或紅外光等各種光源。

所述的透明導電層由既透明又導電的材料制成，如ITO、AZO等；透明導電層的厚度為0～0.5mm。

所述的光敏電阻層由化合物半導體或元素半導體這類光電材料制成，化合物半導體如CdS、CdSe、PbS、PbSe、InSb等，元素半導體如Si或Ge等；光敏電阻層的厚度為0～0.1mm。

所述的電阻層由電阻材料制成，如鎳鉻合金或康銅等；電阻層的厚度為0～1mm。

所述的電源為直流電源或交流電源。

所述的透明導電層、光敏電阻層和電阻層均為二維面狀結構。

所述的透明導電層和電阻層兩端的導電條為均勻導電材料。

一種基于精確測量二維面內位置與位置變化的裝置的測量方法，其步驟如下：

計算光點X坐標：

步驟1：打開第一電源，為透明導電層提供恒定的電壓；

步驟2：打開光源，使光源發射的光照向透明導電層；

步驟3：通過電壓表測出透明導電層上的光照點位置到其導電條之間的電壓值；