[发明专利]一种基于双通道光栅的微小角位移传感器

权利要求书

1.一种基于双通道光栅的微小角位移传感器，其特征在于它主要包括：一可发生线状激光并通过一准直透镜(2)会聚后射到被测物体(1)上被反射的线状激光器(3)，一可接收所述被反射的线状激光的聚焦透镜(4)并被会聚，在该聚焦透镜(4)之后设置有由会聚后线状激光分别照射并透过双通道光栅(5)的一通道光栅和二通道光栅两个区域，对应于所述一通道光栅和二通道光栅两个区域设置有分别接收线状激光的一通道光电探测器(6)和二通道光电探测器(7)，所述一通道光电探测器(6)和二通道光电探测器(7)的输出端口分别与一实时信号处理电路(8)的输入端口相连。

2.根据权利要求1所述的基于双通道光栅的微小角位移传感器，其特征在于所述的双通道光栅(5)：为其上设置有高分辨率明暗相间条纹的透明玻璃薄片，明暗相间条纹间相互平行且宽度一致，并分为一通道光栅和二通道光栅两个区域。

3.根据权利要求2所述的基于双通道光栅的微小角位移传感器，其特征在于所述的明暗相间条纹采用刻蚀法加工制成，其中单个条纹的宽度小于5μm；一通道光栅和二通道光栅的明暗条纹之间在物理位置上设置有偏移量，且当相邻明条纹或相邻暗条纹的间距为Δ时，其偏移量设置为Δ/4，使其分别对应的一通道光电探测器6与二通道光电探测器7的输出信号间的相位差为90°。

4.根据权利要求1所述的基于双通道光栅的微小角位移传感器，其特征在于所述的实时信号处理电路(8)：包括信号调理电路(9)、计数器(10)、时序发生电路(11)和数模转换器(12)；信号调理电路(9)由放大电路和触发电路组成；计数器(10)由复杂可编程逻辑器件组成；时序发生电路(11)由复杂可编程逻辑器件和高频钟振组成；一通道光电探测器(6)和二通道光电探测器(7)的输出端口分别与信号调理电路(9)的输入端口相连，信号调理电路(9)的输出端口与计数器(10)的输入端口相连，计数器(10)的输出端口与数模转换器(12)的数据总线端口相连，时序发生电路(11)的输出端口与数模转换器件(12)的控制端口相连。

5.根据权利要求1所述的基于双通道光栅的微小角位移传感器，其特征在于所述的线状激光器(3)：采用波长为650nm半导体激光器，且所述半导体激光器的线状激光发生的长度为10-20mm，宽度为0.01-0.05mm。

6.根据权利要求5所述的基于双通道光栅的微小角位移传感器，其特征在于所述的半导体激光器配置有可对线状激光的光强进行实时调节、保证光强稳定、从而确保测量精度的光强稳定电路。