[發(fā)明專利]可提高放大倍數(shù)的位移傳感器及其測量方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810736602.1
• 申請日: 2018-07-06
• 公開（公告）號: CN108534688A
• 公開（公告）日: 2018-09-14
• 發(fā)明（設計）人: 張白;康學亮
• 申請（專利權）人: 北方民族大學
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02
• 代理公司: 北京市領專知識產(chǎn)權代理有限公司 11590
• 代理人: 林輝輪;張玲

本發(fā)明提供了一種可提高放大倍數(shù)的位移傳感器及其測量方法，該可提高放大倍數(shù)的位移傳感器包括三角波反射鏡，所述三角波反射鏡包括至少三個反射面，所述至少三個反射面沿移動方向依次分布；激光源，用于發(fā)射出激光束，且所述激光束入射至三角波反射鏡的一個反射面；反射鏡組，包括至少兩個反射鏡，所述至少兩個反射鏡沿移動方向依次分布；光電探測器，用于接收經(jīng)反射面反射，且不被反射鏡組接收的激光束，并測量其入射位置；處理系統(tǒng)，用于根據(jù)光電探測器接收到的激光束的入射位置變化量計算出被測物體的位移變化值。本發(fā)明通過多個反射鏡的設置，可以實現(xiàn)測量位移多倍放大，繼而可提高位移傳感器的放大倍數(shù)與測量精度。

技術領域

本發(fā)明涉及測量技術領域，特別涉及一種可提高放大倍數(shù)的位移傳感器及其測量方法。

背景技術

基于光學三角放大法的位移測量新原理，是在光學三角放大法的基礎上，結合三角波光學器件與高精度PSD(Position Sensitive Device，位置靈敏(敏感)探測器)實現(xiàn)的。三角波光學器件將線性位移等間隔細分，降低光學器件加工精度與尺寸要求的同時，降低高精度PSD的尺寸要求，在小范圍內(nèi)實現(xiàn)高精度位移測量。基于光學三角放大法的位移測量原理是，在讀數(shù)頭與三角波光學反射部件發(fā)生相對位移后，經(jīng)過光學三角放大，水平小位移t在光電探測器(PSD)上放大至T，可以將長度測量的精度大大提升。然而現(xiàn)有技術中的位移傳感器，例如，申請?zhí)枮?01810481645.X，發(fā)明名稱為《可提高放大倍數(shù)的位移傳感器及其測量方法》中提供的位移傳感器，其放大倍數(shù)仍然有限，繼而導致測量精度受限。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種可以提高測量精度的可提高放大倍數(shù)的位移傳感器及應用該位移傳感器進行位移測量的方法。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供以下技術方案：

一種可提高放大倍數(shù)的位移傳感器，包括：

三角波反射鏡，包括至少三個反射面，所述至少三個反射面沿移動方向依次分布；

激光源，用于發(fā)射出激光束，且所述激光束入射至三角波反射鏡的一個反射面；

反射鏡組，包括至少兩個反射鏡，所述至少兩個反射鏡沿移動方向依次分布；

每個所述反射鏡至少對應一個所述反射面，所述反射鏡用于接收對應反射面反射的激光束，并使接收的激光束再次發(fā)生反射；

所述反射面，用于接收激光源發(fā)射的激光束或反射鏡反射的激光束，并使接收的激光束再次發(fā)生反射；

光電探測器，用于接收經(jīng)反射面反射且不再被反射鏡組接收的激光束，并測量其入射位置；

處理系統(tǒng)，用于根據(jù)光電探測器接收到的激光束的入射位置變化量，計算出被測物體的位移變化值。

作為一種可實施方式，所述至少兩個反射鏡之間相互平行，并且每兩個反射鏡之間均通過一個過渡部連接，整體形成鋸齒狀結構。

作為一種可實施方式，所述至少兩個反射鏡直接連接，整體構成一字型結構。

作為一種可實施方式，所述反射鏡平行于所述反射面，激光源發(fā)射的激光束與反射面形成的銳角夾角等于兩倍反射面與水平面的夾角。

作為一種可實施方式，還包括殼體，激光源、反射鏡組和光電探測器均固定設置于殼體內(nèi)，組成一個讀數(shù)頭。

作為一種可實施方式，所述讀數(shù)頭為至少兩個，且所述至少兩個讀數(shù)頭之間的位置關系滿足：在測量過程中，至少有一個讀數(shù)頭可以讀取到激光束在光電探測器上的入射位置變化量。

另一方面，本發(fā)明同時提供一種上述可提高放大倍數(shù)的位移傳感器的測量方法，包括以下步驟：

將被測物體固定在三角波反射鏡或讀數(shù)頭上；