一种用于测量转轴角位移的光电传感器及其测量方法

摘要

本发明公开了一种用于测量转轴角位移的光电传感器及其测量方法，该光电传感器包括平行光照单元和检测单元，检测单元包括沿圆周均匀开设有透光缝隙的圆形遮光挡板、沿圆周均匀固定有线阵CCD的圆形固定板、与各线阵CCD电连接的电路板；圆形遮光挡板连接在转轴的一端，并与转轴一同转动，圆形固定板和电路板穿过转轴固定在外壳上；圆形固定板上布置有N个线阵CCD，各线阵CCD的有效起始位置均设在圆形固定板的360°/N等分线上，在第一个线阵CCD的有效起始位置等分线上设置有一个光敏二极管；利用N个线阵CCD构成一个CCD圆周阵列，采用平行光场下透光的形式来实现角位移的测量。在满足高精度测量的情况下，能减小传感器的机械加工难度，大幅降低数据处理难度。

主权项

一种用于测量转轴角位移的光电传感器，包括平行光照单元和检测单元，其特征是：所述检测单元包括沿圆周均匀开设有透光缝隙的圆形遮光挡板(8)、沿圆周均匀固定有线阵CCD的圆形固定板(6)、与各线阵CCD电连接的电路板(4)，圆形遮光挡板(8)与圆形固定板(6)平行，圆形遮光挡板(8)上开设的透光缝隙的数量与圆形固定板(6)上固定的线阵CCD的数量相等；所述圆形遮光挡板(8)连接在转轴(1)的一端，并与转轴(1)一同转动，所述圆形固定板(6)和电路板(4)穿过转轴(1)固定在外壳(7)上；圆形固定板(6)上沿圆周均匀布置有N个线阵CCD，且N为大于等于六的偶数，各线阵CCD的有效起始位置均设在圆形固定板的360°/N等分线上，形成CCD圆周阵列，在第一个线阵CCD的有效起始位置等分线上设置有一个与电路板电连接且用于记录转轴转过的透光缝隙数目的光敏二极管(24)；转轴转动带动圆形遮光挡板上的透光缝隙转动，平行光照单元发出的平行光穿过透光缝隙形成独立的平行光束，电路板上的CCD驱动电路将各线阵CCD按照布置顺序依次错开1/N个CCD行扫描周期驱动，各线阵CCD依次输出其检测到的透光缝隙时刻，该透光缝隙时刻与对应的线阵CCD驱动起始时刻的时间差由插补的高频时钟脉冲个数表示，该插补的高频时钟脉冲个数结合光敏二极管的脉冲计数值，经角度转换后得到转轴的角位移值。