[實用新型]一種接觸式位移傳感裝置

有效

• 申請號: 202020008722.2
• 申請日: 2020-01-03
• 公開（公告）號: CN211121068U
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: 孫彬;鄭剛;張雄星;白浪
• 申請（專利權）人: 西安工業大學
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02;G01B9/02
• 代理公司: 西安新思維專利商標事務所有限公司 61114
• 代理人: 黃秦芳

本實用新型涉及一種接觸式位移傳感裝置，其克服了現有技術中無法直接實現對大尺寸及高精度零件的測量的問題，實現對大尺寸及高精度零件的精密測量。本實用新型包括傳感器軸套，中空的測桿通過固定在傳感器軸套前端的滾動副設置在傳感器軸套上，測桿的前端依次設置有測子和反射鏡，準直器設置在傳感器軸套的后端，準直器并與光纖連接，光纖與調頻連續波干涉信號處理器連接。測桿的前端和后端分別設置有前限位塊和后限位塊，前限位塊和后限位塊與測桿之間通過螺紋連接。

技術領域：

本實用新型涉及一種激光位移傳感器，尤其是涉及一種一種接觸式位移傳感裝置。

背景技術：

近年來，在航空航天、汽車船舶等制造業領域，大尺寸、高精度的零部件幾何量測量要求越來越高，特別是對實時、大范圍的生產現場測量的需求愈加突出，作為位移測量的媒介，位移傳感器技術的發展也是日新月異。當前工廠的生產車間使用較多的位移傳感器有電感傳感器(LVDT)、氣動傳感器、光柵位移傳感器、霍爾位移傳感器、激光三角法位移傳感器等。尤其是電感位移傳感器，由于其接觸式、抗干擾耐腐蝕等特性，在機械裝備行業得到廣泛應用。然而電感傳感器由于測量原理的限制，其測量范圍和測量精度成反比關系，滿足0.1μm的精度其測量范圍只有2mm，滿足測量范圍10mm其精度只有20μm，因此無法直接實現對大尺寸及高精度零件的測量。

激光憑借相干性強、分辨力高、單色性好、抗干擾強且頻率處于光波頻段等特點，采用激光波長計算位移變化量，具有長度量值的溯源性，避免二次或多次量值傳遞代入的誤差，因此激光在精密測量的應用上優勢非常顯著，目前有脈沖法、相位法、時間飛行法和干涉法等技術。其中調頻連續波(Frequency Modulated Continuous Wave,FMCW)激光測距系統就是一種光學非接觸激光干涉位移測量技術。相比于上述其他激光測距方法，FMCW干涉測量技術得到的干涉信號為與時間有關的動態信號，具有更強的抗干擾能力，并且干涉信號相位移動方辨別、整周期計數、相位細分更加簡單。FMCW干涉采用成本低而且結構更加簡單DFB半導體激光器，因此在大尺寸高精度測量中有著廣闊的發展前景。

發明內容：

本實用新型的目的在于提供一種接觸式位移傳感裝置，其克服了現有技術中無法直接實現對大尺寸及高精度零件的測量的問題，實現對大尺寸及高精度零件的精密測量。

為實現上述目的，本實用新型采用的技術方案為：

一種接觸式激光干涉位移傳感器，其特征在于：包括傳感器軸套，中空的測桿通過固定在傳感器軸套前端的滾動副設置在傳感器軸套上，測桿的前端依次設置有測子和反射鏡，準直器設置在傳感器軸套的后端，準直器并與光纖連接，光纖與調頻連續波干涉信號處理器連接。

測桿的前端和后端分別設置有前限位塊和后限位塊，前限位塊和后限位塊與測桿之間通過螺紋連接。

測桿和傳感器軸套的截面為圓形。

反射鏡與測桿之間通過螺紋連接或粘接。

與現有技術相比，本實用新型具有的優點和效果如下：

激光具有溯源性、相干性強、分辨力高等特點，調頻連續波激光測距是一種光學非接觸激光干涉位移測量技術，干涉信號為與時間有關的動態信號，具有更強的抗干擾能力，并且干涉信號相位移動方辨別、整周期計數、相位細分更加簡單，可以實現大量程(≥1m)、高精度(≤0.01μm)的位移測量。