[发明专利]一种高精度角度传感器

说明书

本发明涉及一种高精度角度传感器，包括激光器，所述激光器用于发射激光束，所述激光束入射至反射部件；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进行反射；凹透镜，用于接收所述反射面反射的激光束，并使得激光束发生折射；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；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。通过凹透镜对激光束进行折射，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

本发明涉及测量技术领域，特别涉及一种高精度角度传感器。

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。然而现有的角度传感器存在放大倍数依然有限，对于特殊应用场合的适用性差，或者测量精度不高的问题。例如申请号为201510276408.6，名称为“一种新型光臂放大式高精度角度传感器及测量方法”中提供的角度传感器，放大倍数较低，测量精度有待进一步提高。

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，提供一种高精度角度传感器。

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：

一种高精度角度传感器，包括激光器，所述激光器用于发射激光束，所述激光束入射至反射部件；

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进行反射；

凹透镜，用于接收所述反射面反射的激光束，并使得激光束发生折射；

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；

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。通过凹透镜对激光束进行折射，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，还包括凸透镜二，所述凸透镜二设置于所述凹透镜与光电探测器之间，从凹透镜射出的光束经凸透镜二后近似平行入射至所述光电探测器。加入凸透镜二，减小角度测量过程中激光入射光电探测器的入射角变化范围，提高测量精度。

在进一步的方案中，所述凹透镜用凸透镜一代替，且光电探测器与凸透镜一之间的距离大于两倍凸透镜一的焦距距离。利用凸透镜的折射，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，所述激光器、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，所述激光器、凸透镜二、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，还包括凸透镜二，所述凸透镜二设置于所述凸透镜一与光电探测器之间，从凸透镜一射出的光束经凸透镜二后近似平行入射至所述光电探测器，且凸透镜二与凸透镜一之间的距离大于两倍凸透镜一的焦距距离。

在进一步的方案中，所述激光器、凸透镜一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。