基于原子力的角位移传感器

摘要

本发明公开了一种基于原子力的角位移传感器，包括压电陶瓷驱动器底座、压电陶瓷驱动器、原子刻度盘、原子探针、微悬臂、激光器、位敏光电探测器、放大器、反馈控制器和电脑；压电陶瓷驱动器底座设置在机床旋转轴端面中心，压电陶瓷驱动器底座受反馈控制器和电脑控制；原子刻度盘设置在压电陶瓷驱动器上，在刻度盘表面安装三个标记原子；在原子刻度盘上方设置微悬臂，微悬臂末端连接原子探针和反射镜；输出的激光经过反射镜反射后，把携带标记原子起伏位置的光信号输入位敏光电探测器并被放大器放大，输入反馈控制器和电脑存储分析。在机床轴旋转前后，扫描标记原子的位置变化，得到轴的转动角度，可实现角位移的快速、精确测量。

主权项

基于原子力的角位移传感器，其特征在于：包括压电陶瓷驱动器底座（7）、压电陶瓷驱动器（8）、原子刻度盘（6）、原子探针（4）、微悬臂（3）、激光器（2）、位敏光电探测器（1）、放大器（11）、反馈控制器（10）和电脑（9）；所述压电陶瓷驱动器底座（7）设置在机床旋转轴端面中心且带角位移粗测装置便于快速定位标记原子，随轴旋转，所述压电陶瓷驱动器底座（7）受反馈控制器（10）和电脑（9）控制可在XYZ坐标系内作纳米直线进给运动；所述压电陶瓷驱动器（8）固定在压电陶瓷驱动器底座（7）上，原子刻度盘（6）设置在压电陶瓷驱动器（8）上，在原子刻度盘（6）盘面上方固定一不转动的微悬臂（3），微悬臂（3）的末端安装有原子探针（4）和反射镜；所述原子刻度盘（6）上呈中心辐射状设置三个标记原子（5），所述三个标记原子（5）组成的三角形三边长近似相等，在机床旋转轴转动前后，所述原子探针（4）分别扫描并对比分析原子刻度盘（6）上原子的排布，得到旋转轴转动的角度；所述激光器（2）输出的激光照射微悬臂（3）末端上的反射镜后，携带原子探针（4）位置的光信号被位敏光电探测器（1）接收并输入放大器（11），放大器（11）放大后的信号输入反馈控制器（10），由反馈控制器（10）再输入电脑（9）分析。