[發明專利]一種光學位移檢測傳感器組件

有效

• 申請號: 201910490502.X
• 申請日: 2019-06-06
• 公開（公告）號: CN110132140B
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發明（設計）人: 周吳;于慧君;詹海翔;曹凱聰;趙虎
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02
• 代理公司: 成都正華專利代理事務所(普通合伙) 51229
• 代理人: 何凡

本發明公開了一種光學位移檢測傳感器組件，其包括光學檢測傳感器和反光鏡，光學檢測傳感器包括激光發生器，激光發生器外依次分布有內圓周和外圓周；內圓周和外圓周上分別設置有若干內圈光敏二極管和外圈光敏二極管；反光鏡包括直反光面，直反光面的四周均設置有傾斜的斜反光面，斜反光面與直反光面形成下凹結構。本方案用于對平面的位移情況進行檢測，檢測時將反光鏡安裝在待檢測的平面上，將光學檢測傳感器正對的安裝在反光鏡對側，激光發生器向反光鏡發射光源，光源通過反射鏡向內圈光敏二極管和外圈光敏二極管反射光來判定待檢測平面的移動方向，并通過輸出電壓差計算位移量。

技術領域

本發明涉及光學位移檢測技術領域，具體涉及一種光學位移檢測傳感器組件。

背景技術

光學位移傳感器的工作原理是由激光發生器發射激光，經過附著于待檢測面的反射鏡反射，由在同側的光敏二極管將會接收反射后的激光。由于發射光為高斯光斑，其特點為光斑中心光強度最大，沿徑向光強逐漸減小。當待檢測面與激光發生器距離發生變化時，光敏二極管接收到光強的區域面積以及強度均會發生變化，此時其輸出會隨其接收光的強度變化而變化，通過檢測光敏二極管的輸出，可以通過計算得到激光發生器與反射面之間的距離。

當檢測面與傳感器平面不平行時，光敏二極管接收到光強的強度將會受到偏轉的影響；并且現有的光學位移傳感器之間檢測待檢測平面的垂直位移，不能檢測待檢測面的平行位移。

發明內容

針對現有技術的上述不足，本發明提供了一種檢測精度高的光學位移檢測傳感器組件。

為達到上述發明目的，本發明所采用的技術方案為：

提供一種光學位移檢測傳感器組件，其包括光學檢測傳感器和反光鏡，光學檢測傳感器包括激光發生器，激光發生器外依次分布有內圓周和外圓周；內圓周和外圓周上分別設置有若干內圈光敏二極管和外圈光敏二極管；反光鏡包括直反光面，直反光面的四周均設置有傾斜的斜反光面，斜反光面與直反光面形成下凹結構。

進一步地，直反光面的中央設置有遮光區。

進一步地，斜反光面的傾斜角：

其中，l₀為外圓周的半徑，d為起始檢測距離，θ為激光發生器的發散角。

進一步地，內圓周和外圓周上分別設置有四個成十字分布的內圈光敏二極管和外圈光敏二極管。

進一步地，內圓周的半徑為350um，外圓周的半徑為700um。

進一步地，直反光面的半徑：

其中，l_i為內圓周的半徑，r為內圈光敏二極管的感光半徑。

本發明的有益效果為：本方案用于對平面的位移情況進行檢測，檢測時將反光鏡安裝在待檢測的平面上，將光學檢測傳感器正對的安裝在反光鏡對側，激光發生器向反光鏡發射光源，光源通過反射鏡向內圈光敏二極管和外圈光敏二極管反射光，并且內圈光敏二極管和外圈光敏二極管將檢測到的光強度轉化成電壓，通過比較外圈光敏二極管和內圈光敏二極管之間的電壓差，來判定待檢測平面的移動方向，并通過電壓差計算位移量。

內圓周上的內圈光敏二極管的輸出在檢測距離較近時線性度高，外圓周上的外圈光敏二極管的輸出在檢測距離較遠時線性度高，因此檢測大量程位移時，可以將量程分成兩個部分，內圈光敏二極管檢測近距離的待檢測面，外圈光敏二極管檢測遠距離的待檢測面，通過過綜合利用內、外圈的光敏二極管，在保證檢測精度的前提下增加傳感器的量程。