[发明专利]一种位置测量传感器和位置测量系统

说明书

本发明提供了一种位置测量传感器包括第一框架、第一PSD探测器、第一激光器和半反半透分束镜，所述第一PSD探测器、所述第一激光器和所述半反半透分束镜均设置在所述第一框架上，所述半反半透分束镜位于所述第一PSD探测器的前端，射向所述第一PSD探测器的激光，一部分透过所述半反半透分束镜射向所述第一PSD探测器，另一部分被所述半反半透分束镜反射出去；本发明还提供了一种基于上述位置测量传感器的位置测量系统，能够实现非接触、高精度实时测量。

技术领域

本发明涉及利用光路进行位置测量的技术领域，尤其涉及一种位置测量传感器和位置测量系统。

背景技术

在高精度精密仪器设备制造领域，如大型航空航天相机、望远镜、大型高端联动设备等，对结构支撑部分有很高的稳定性要求，测量精度通常在微米量级。

现有的测量方法为传统的接触式测量方法，而传统接触式测量方法通常对测量环境要求较高，且测量设备本身占用一定空间尺寸，往往对待测设备造成干扰，因而很难达到测量要求。

发明内容

本发明旨在至少解决上述技术问题之一，提供一种能够实现非接触、高精度实时测量的位置测量传感器和基于该位置测量传感器的位置测量系统。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供了一种位置测量传感器，包括第一框架、第一PSD探测器、第一激光器和半反半透分束镜，所述第一PSD探测器、所述第一激光器和所述半反半透分束镜均设置在所述第一框架上，所述半反半透分束镜位于所述第一PSD探测器的前端，射向所述第一PSD探测器的激光，一部分透过所述半反半透分束镜射向所述第一PSD探测器，另一部分被所述半反半透分束镜反射出去。

一些实施例中，所述第一框架为L型框架，所述第一PSD探测器设置在所述L型框架的一条边上，所述第一激光器设置在所述L型框架的另一条边上。

一些实施例中，所述第一PSD探测器由稳压电源供电，所述第一PSD探测器通过串口线与一单片机相连。

一些实施例中，所述第一PSD探测器表面设置有第一窄带滤波片。

本发明还提供了一种位置测量系统，包括第一基座和第二基座，所述第一基座上设置有本发明提供的位置测量传感器，所述第一框架安装在所述第一基座上，所述第二基座上安装有第二框架和第三框架，所述第二框架上设置有与第一PSD探测器对应的第二激光器和与所述第一激光器对应的第二PSD探测器，所述第三框架上设置有第三PSD探测器；所述第二激光器发出射向第一PSD探测器的第二激光，所述第一激光器发出射向第二PSD探测器的第一激光，所述第二PSD探测器接收所述第一激光，所述第二激光的一部分透过所述半反半透分束镜射向所述第一PSD探测器并被所述第一PSD探测器接收，所述第二激光的另一部分被所述半反半透分束镜反射并射向第三PSD探测器，所述第三PSD探测器接收被所述半反半透分束镜反射的第二激光。

一些实施例中，所述第一基座和第二基座相对设置。

一些实施例中，所述第一激光器和所述第二激光器的中心波长不同。

一些实施例中，所述第二PSD探测器表面设置有第二窄带滤波片，所述第二窄带滤波片的波长与所述第一激光器的中心波长相同；所述第三探测器表面设置有第三窄带滤波片，所述第一窄带滤波片的波长与所述第二激光器的中心波长相同，所述第三窄带滤波片的波长与所述第二激光器的中心波长相同。

本发明的有益效果在于：提供了一种基于光学测量的位置测量传感器，通过第一PSD探测器接收与之对应的激光器发出的激光，实现对激光器位置姿态的非接触式高精度实时测量；同时，本发明提供的位置测量系统，通过第一PSD探测器、第二PSD探测器和第三PSD探测器的设置，不仅实现了位置检测的相对变化量，更能够解算出待检测激光器所在位置和角度的绝对变化量，以实现对其绝对位置的实时测量。

附图说明