[发明专利]新型长度传感器

说明书

本发明涉及一种新型长度传感器，包括：三角波反射镜，包括若干个反射面；激光束一，入射至三角波反射镜的一个反射面；所述第一凸透镜一，用于接收三角波反射镜的反射面反射的激光束一；光电探测器一，用于接收从第一凸透镜一出射的激光束一，并测量其入射位置；且光电探测器一与第一凸透镜一之间的距离大于两倍第一凸透镜一的焦距距离；处理系统，用于根据光电探测器一接收到的激光束一的入射位置变化量计算出被测物体的位移变化值。本发明可以将激光束位移进行通过光学透镜进行放大，进而提高了放大倍数。

技术领域

本发明涉及测量技术领域，特别涉及一种新型长度传感器。

背景技术

位移传感器，也称长度传感器，是基于光学三角放大法的测量动态物体位移的线性器件，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ZL201520393174.9，名称为“新型光臂放大式高精度长度传感器及长度传感器组”的中国实用新型专利公开了一种长度传感器，结构简单，适用于被测物体位移连续变化的测量，测量可靠，精度较高，易于实现批量制造。然而，基于光电探测器性能的限制，该长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放大倍数有限的不足，提供一种新型长度传感器，以进一步提高放大倍数。

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：

一种新型长度传感器，包括：

三角波反射镜，包括若干个反射面；

激光束一，入射至三角波反射镜的一个反射面；

所述第一凸透镜一，用于接收三角波反射镜的反射面反射的激光束一；

光电探测器一，用于接收从第一凸透镜一出射的激光束一，并测量其入射位置；且光电探测器一与第一凸透镜一之间的距离大于两倍第一凸透镜一的焦距距离；

处理系统，用于根据光电探测器一接收到的激光束一的入射位置变化量计算出被测物体的位移变化值。

上述长度传感器中，第一凸透镜一也可以用凹透镜代替。激光束一的位移量X经过三角波反射镜后，再经过第一凸透镜一后在PSD上实现了光学放大，因此上述长度传感器的放大倍数可以通过光学透镜可以进一步增大放大倍数，继而提高测量精度。

在进一步优化的方案中，上述长度传感器中，还包括第二凸透镜一，设置于第一凸透镜一与光电探测器一之间，且第一凸透镜一的焦点与第二凸透镜一的焦点重合，第二凸透镜一用于接收从第一凸透镜一出射的激光束一；此时，光电探测器一则用于接收从第二凸透镜一出射的平行的激光束一。

通过设置第二凸透镜一，可以使得入射至光电探测器的激光束为平行光，保障了光电探测器的测量精度，避免由于光电探测器的激光入射角变化对于位置测量精度的影响。

在另一个实施方案中，上述长度传感器中，还包括反射镜，用于将三角波反射镜的反射面反射的激光束一，反射至第一凸透镜一。通过设置反射镜，可以改变第一凸透镜一、光电探测器一的摆放位置，以适应不同尺寸结构要求。

在另一个实施方案中，上述长度传感器中，还包括激光束二，入射至三角波反射镜的反射面，且激光束一与激光束二在反射面的初始入射点位置不同；第一凸透镜二，用于接收三角波反射镜的反射面反射的激光束二；光电探测器二，用于接收从第一凸透镜二出射的激光束二，并测量其入射位置；且光电探测器二与第一凸透镜二之间的距离大于两倍第一凸透镜二的焦距距离；所述处理系统具体用于，根据所述光电探测器一上所接收到的激光束一的入射位置变化量，或者所述光电探测器二上所接收到的激光束二的入射位置变化量，处理得到被测物体的位移变化值。