[发明专利]一种补偿式角度传感器

说明书

本发明涉及一种补偿式角度传感器，包括激光束一，所述激光束一入射至反射部件；所述反射部件，用于固定被测物体，所述反射部件可旋转并且沿周向设有若干个反射面，每个所述反射面用于将所述激光束一进行反射；凹透镜，用于接收所述反射面反射的激光束一，并使得激光束一发生折射；分光镜，用于将所述反射部件的反射面反射的激光束一分为激光束二与激光束三；光电探测器一，用于接收经分光镜一反射的激光束二，并测量其入射位置；光电探测器二，用于接收经分光镜一透射出的激光束三，并测量其入射位置。本角度传感器通过凹透镜对光束进行折射，可以将小角度变化放大为大角度变化，继而提高测量精度。

技术领域

本发明涉及测量技术领域，特别涉及一种补偿式角度传感器。

背景技术

角度传感器是一种常用的几何量传感器，在航空航天、工业生产、机械制造以及军事科学等很多领域中都有广泛的使用。例如专利号为201821012924.3，名称为“一种精密测角传感器”的中国专利公开了一种角度传感器，该传感器通过将被测物体安装在反射部件上，被测物体旋转时反射部件随之一起旋转，光电探测器接收旋转过程中的反射部件上不同点反射出光束，处理系统能够根据光电探测器上光束入射位置的变化来计算被测物体旋转角度的变化值。然而基于光电探测器性能的限制，该角度传感器的放大倍数依然有限，对于特殊应用场合的适用性差，或者测量精度不高。

发明内容

本发明的目的在于改善现有技术中所存在的不足，提供一种补偿式角度传感器。

为了实现上述发明目的，本发明实施例提供了以下技术方案：

一种补偿式角度传感器，包括激光束一，所述激光束一入射至反射部件；

所述反射部件，用于固定被测物体，所述反射部件可旋转并且沿周向设有若干个反射面，每个所述反射面用于将所述激光束一进行反射；

凹透镜，用于接收所述反射面反射的激光束一，并使得激光束一发生折射；

分光镜，用于将所述反射部件的反射面反射的激光束一分为激光束二与激光束三；

光电探测器一，用于接收经分光镜一反射的激光束二，并测量其入射位置；

光电探测器二，用于接收经分光镜一透射出的激光束三，并测量其入射位置；

处理系统，用于根据光电探测器一探测到的激光束二入射位置的变化量及光电探测器二探测到的激光束三入射位置的变化量，处理得到所述反射部件上被测物体的旋转角度值。

通过凹透镜对光束进行折射，可以将小角度变化放大为大角度变化，实现旋转角度的进一步放大，因此上述角度传感器可以进一步增大放大倍数，继而提高测量精度。

在进一步的方案中，所述激光束一通过激光器发射得到该激光束。

在进一步的方案中，所述激光器、凹透镜、分光镜、光电探测器一与光电探测器二组合构成探测头，所述探测头的数量为多个，且多个探测头的位置关系满足：至少有一个探测头内的光电探测器一与光电探测器二均接收到激光束。

在进一步的方案中，所述反射部件上的全部所述反射面形状大小相同。方便被测物体旋转角度的计算。

在进一步的方案中，所述反射部件为正多边形立柱，所述正多边形立柱的每个侧面为所述反射面。

在进一步的方案中，所述光电探测器一与光电探测器二分别位于分光镜的两侧，且光电探测器一、光电探测器二与分光镜相互平行设置。减小整个设备的尺寸，及方便被测物体旋转角度的计算。

在进一步的方案中，光电探测器一与分光镜的距离不等于光电探测器二与分光镜的距离。

在进一步的方案中，还包括凸透镜一与凸透镜二，所述凸透镜一设置在所述分光镜与光电探测器一之间，所述凸透镜二设置在所述分光镜与光电探测器二之间。