[发明专利]一种角度传感器

说明书

本发明涉及一种角度传感器，包括：光源，用于发射光束；透射部件，所述透射部件用于同被测物体相连接，所述透射部件可旋转并且沿周向设有若干个透光孔，透射部件设有中空部，光源位于所述中空部，且位于透射部件的中心，且位置固定不变，光源发射的光束通过所述透光孔透射出去；凹透镜，用于接收从透光孔射出的光束，并使光束发生折射；光电探测器，用于接收经凹透镜折射后的光束，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，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。

技术领域

本发明涉及精密测量技术领域，特别涉及一种角度传感器。

背景技术

角度传感器是一种常用的几何量传感器，广泛运用于航空航天、工业生产、机械制造以及军事科学等多个领域。例如申请号为201821011082.X，名称为“一种新型角度传感器”中提供的角度传感器，如图4所示，通过将被测物体安装在透射部件5上，被测物体旋转时透射部件5随之一起旋转，通过测量旋转过程中的透射部件5上不同透光孔6透射出光束分别位于光电探测器，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的不足，提供一种角度传感器。

一种角度传感器，包括：

光源，用于发射光束；

透射部件，所述透射部件用于同被测物体相连接，所述透射部件可旋转并且沿周向设有若干个透光孔，透射部件设有中空部，光源位于所述中空部，且位于透射部件的中心，且位置固定不变，光源发射的光束通过所述透光孔透射出去；

凹透镜，用于接收从透光孔射出的光束，并使光束发生折射；

光电探测器，用于接收经凹透镜折射后的光束，并测量其入射位置；

所述处理系统，具体用于根据所述光电探测器上所接收到的光束的入射位置变化值，处理得到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，还包括凸透镜一，凸透镜一的焦点均与光源中心对齐；

所述凸透镜一设置于所述透射部件与凹透镜之间，从所述透光孔透射出的光束经凸透镜一后变为平行光，入射至所述凹透镜。通过设置凸透镜一简化数字模型，方便计算。

在进一步的方案中，还包括凸透镜二，凸透镜二的焦点与凹透镜的焦点重合；

所述凸透镜二设置于所述光电探测器与凹透镜之间，从凹透镜射出的光束经凸透镜二后平行入射至所述光电探测器。设置凸透镜二使得光束平行入射光电探测器，提高测量精度。

在进一步的方案中，所述凹透镜与光电探测器组成探测头，所述探测头的数量为多个，且多个探测头之间的位置关系满足：至少有一个探测头内的光电探测器可接收到旋转前后的光束。

在进一步的方案中，所述凸透镜一、凹透镜、光电探测器组成探测头，所述探测头的数量为多个，且多个探测头之间的位置关系满足：至少有一个探测头内的光电探测器可接收到旋转前后的光束。

在进一步的方案中，所述凸透镜一、凸透镜二、凹透镜、光电探测器组成探测头，所述探测头的数量为多个，且多个探测头之间的位置关系满足：至少有一个探测头内的光电探测器可接收到旋转前后的光束。

在进一步的方案中，所述定位部为正多边形立柱或圆柱。