[实用新型]一种基于PSD位置传感器的角度测量设备

说明书

技术领域

本实用新型属于电子测量技术领域，特别涉及物体表面夹角的电子测量技术领域。

背景技术

在工程测量领域，几何量的测量占有十分重要的地位，尤其是对各种零件的形状、尺寸的测量。只有通过精确的测量过程，在现代工业企业生产中才能制造出精密的零件，保证生产符合要求，实现零件生产的可靠性。角度测量作为科学测量的一个重要组成部分，尤其是小角度的测量在仪器精密加工、航空航天、军事发展和通讯设备等众多领域具有重要作用及意义。因此，设计一种测量精度高、应用范围广的自动角度测量系统具有重要的实际意义和参考价值。

实用新型内容

为解决现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种基于PSD位置传感器的角度测量设备，本实用新型使用PSD位置敏感探测器并利用激光三角法设计了一种新的角度测量系统对物体表面夹角进行测量；不仅测量方便，且测量数值精确。

为了实现上述目标，本实用新型采用如下的技术方案：

一种基于PSD位置传感器的角度测量设备，包括：PSD位置传感器，带动PSD位置传感器移动的导轨，接收PSD位置传感器的信息并使测量距离与转换输出电压保持线性关系的非线性补偿电路，连接于非线性补偿电路的AD转换器，连接于上述AD转换器的单片机，连接于单片机的人机交互组件，连接于单片机与导轨之间的步进电机。

前述的一种基于PSD位置传感器的角度测量设备，非线性补偿电路组成有：将电流I1和I2转换为电压V1和V2的放大器OP1和OP2，实现加法运算的OP3，实现除法运算的OP4和乘法器M。

前述的一种基于PSD位置传感器的角度测量设备，AD转换器为16位A/D转换芯片ADS7805。

前述的一种基于PSD位置传感器的角度测量设备，单片机为16位MSP430F169单片机

前述的一种基于PSD位置传感器的角度测量设备，人机交互组件组成有：向单片机输入控制信息的矩阵键盘，接收单片机信息的显示屏。

前述的一种基于PSD位置传感器的角度测量设备，步进电机选用混合式35BYG205型步进电机。

本实用新型的有益之处在于：本实用新型提供一种基于PSD位置传感器的角度测量设备，本实用新型使用PSD位置敏感探测器并利用激光三角法设计了一种新的角度测量系统对物体表面夹角进行测量；本实用新型使用MSP430F169为主控芯片，通过步进电机导轨系统带动测距模块移动不同距离，分别由PSD位置传感器测量被测面对应的距离。为了使得角度测量的精度优于现有的基于激光三角法测量技术的测量精度，本实用新型针对锐角和钝角不同情况，分别建立了两种不同的数学计算模型，得出在二维坐标系中被测面上若干点的坐标，利用最小二乘法拟合计算出直线方程，利用所建立的数学计算模型求出物体表面夹角大小；不仅测量方便，且测量数值比目前已有技术更加精确。

附图说明

图1是本实用新型的一种实施例的结构示意图；

图2是本实用新型被测物体与PSD位置传感器的角度角度大于90°小于180°时的计算模型的二维坐标图；

图3是本实用新型被测物体与PSD位置传感器的角度小于90°时的计算模型的二维坐标图；

图4是本实用新型最小二乘法拟合线图；

图5是本实用新型的单片机最小系统电路；

图6是本实用新型的一维PSD等效电路；

图7是本实用新型的非线性补偿电路；

图8是本实用新型的ADS7805电路图；

图9是本实用新型的步进电机控制电路

图10是本实用新型的矩阵键盘电路；

图11是本实用新型的运行流程图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作具体的介绍。