[实用新型]带有折射镜的差分式位移传感器有效
申请号: | 201821811055.0 | 申请日: | 2018-11-05 |
公开(公告)号: | CN208833182U | 公开(公告)日: | 2019-05-07 |
发明(设计)人: | 张白;康学亮 | 申请(专利权)人: | 北方民族大学 |
主分类号: | G01B11/02 | 分类号: | G01B11/02 |
代理公司: | 北京市领专知识产权代理有限公司 11590 | 代理人: | 林辉轮;张玲 |
地址: | 750021 宁夏回族*** | 国省代码: | 宁夏;64 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 折射镜 位移传感器 分光镜 激光束 入射 反光镜 光电探测器 差分式 本实用新型 反射镜 反射面 三角波 反射 变化量计算 被测物体 处理系统 分光镜组 夹角设置 入射位置 位移变化 透射 激光 测量 | ||
本实用新型提供了一种带有折射镜的差分式位移传感器,该位移传感器,包括激光束,入射至三角波反射镜的反射面;分光镜组,包括分光镜和反光镜,且分光镜和反光镜呈一定夹角设置,且使得三角波反射镜的反射面反射的激光束入射至分光镜,一部分激光束先后经分光镜和反光镜反射后入射至折射镜一,另一部分激光束经分光镜透射后入射至折射镜二;处理系统,用于根据光电探测器一与光电探测器二接收到的激光束的入射位置变化量计算出被测物体的位移变化值。本实用新型带有折射镜的差分式位移传感器,通过折射镜一与折射镜二的设置,降低激光入射至光电探测器的角度,从而可以提高位移传感器的测量精度。
技术领域
本实用新型涉及测量技术领域,特别涉及一种带有折射镜的差分式位移传感器。
背景技术
基于光学三角放大法的位移测量新原理,是在光学三角放大法的基础上,结合三角波光学器件与高精度PSD(Position Seitive Device,位置灵敏(敏感)探测器)实现的。三角波光学器件将线性位移等间隔细分,降低光学器件加工精度与尺寸要求的同时,降低高精度PSD的尺寸要求,在小范围内实现高精度位移测量。然而现有技术中的位移传感器,例如,申请号为201810481648.3,名称为《差分式位移传感器及其测量方法》中提供的位移传感器,位移测量原理与结构如图1所示,由图1可知,在读数头与三角波光学反射部件发生相对位移后,经过光学三角放大,水平小位移在光电探测器(PSD)上进行放大,可以将长度测量的精度大大提升。然而其位移传感器的测量放大倍数与PSD入射角有关,传感器的放大倍数容易受到影响,即为当入射于PSD的激光束的入射角增大时,PSD本身的测量精度会下降。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种提高位移测量精度的带有折射镜的差分式位移传感器。
为了实现上述目的,本实用新型提供以下技术方案:
一种带有折射镜的差分式位移传感器,包括:
三角波反射镜,包括若干个反射面;
激光束,入射至三角波反射镜的一个反射面;
分光镜组,包括分光镜和反光镜,且分光镜和反光镜呈一定夹角设置,且使得三角波反射镜的反射面反射的激光束入射至分光镜,一部分激光束先后经分光镜和反光镜反射后入射至折射镜一并发生折射,另一部分激光束经分光镜透射后入射至折射镜二并发生折射;
光电探测器一,用于接收经折射镜一折射的激光束,并测量其入射位置;
光电探测器二,用于接收经折射镜二折射的激光束,并测量其入射位置;
处理系统,用于根据光电探测器一与光电探测器二接收到的激光束的入射位置变化量计算出被测物体的位移变化值。
进一步优化的方案中,光电探测器一与光电探测器二和分光镜组之间的设置位置满足关系:经分光镜组后分别入射至光电探测器一与光电探测器二的入射角相同。例如,分光镜和反光镜呈90度夹角设置,且光电探测器一与光电探测器二平行设置。如此设置,可以使得当三角波反射镜的反射面的角度发生变化时,保障光电探测器一与光电探测器二分别缩小和放大的倍数一致,简化运算过程。
进一步优化的方案中,所述折射镜一与光电探测器一贴合,所述折射镜二与光电探测器二贴合。
进一步优化的方案中,所述激光束为P偏振光。
进一步优化的方案中,所述折射镜一的入射面与出射面均为平面,且入射面与出射面相互平行;所述折射镜二的入射面与出射面均为平面,且入射面与出射面相互平行
进一步优化的方案中,还包括壳体,激光束由激光源发射得到,激光源、分光镜组、折射镜一、折射镜二、光电探测器一、光电探测器二均固定设置于壳体内,组成读数头。
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