一种大量程直线型相位光栅轮廓测量位移传感器

摘要

本发明公开了一种大量程直线型相位光栅轮廓测量位移传感器。整体切割平行弹簧由一块弹簧钢板切割而成的机架和平行弹簧二部分构成，激光器位于机架上；标尺光栅固定在平行弹簧的端部；三个光栅相互平行；连接杆与标尺光栅连接，并通过铰链与测杆相连，测杆安装在簧片铰链上，触针固定在测杆的另一端；激光器发出的光束依次经过三个光栅产生干涉条纹，光电探测器接收三路干涉条纹，并将光信号转化为电信号，再传送给信号处理电路处理后输出。本发明测量位移传感器具有测量范围大、测量精度高、结构简单、成本低和无装配误差的特点。该传感器可用于测量工件的轮廓尺寸、表面形状误差、表面波度及表面粗糙度，该传感器测量范围为0～8mm、分辨率可达5nm。

主权项

1. 一种大量程直线型相位光栅轮廓测量位移传感器，其特征在于：该位移传感器包括激光器(4)、整体切割平行弹簧(5)、第一指示光栅(8)、第二指示光栅(10)、标尺光栅(9)、第一至第三光电探测器(12、13、14)和信号处理电路(21)；整体切割平行弹簧(5)由一块弹簧钢板切割而成的机架(18)和平行弹簧(20)二部分构成，平行弹簧(20)位于机架(18)内，平行弹簧(20)的中间部分厚度大于其端部的厚度，构成弹簧加强筋(19)；激光器(4)位于整体切割平行弹簧(5)的机架(18)上；标尺光栅(9)固定在平行弹簧(20)的端部，标尺光栅(9)、第一指示光栅(8)和第二指示光栅(10)相互平行，均为透射型光栅，激光器(4)发出的光束依次经过第一指示光栅(8)、标尺光栅(9)和第二指示光栅(10)产生三路方向不同的干涉条纹，第一至第三光电探测器(12、13、14)分别位于三路干涉条纹的干涉方向上，用于接收三路干涉条纹，并将光信号转化为电信号，再传送给信号处理电路(21)处理后输出；连接杆(15)的一端与标尺光栅(9)的端部固定连接，其另一端通过铰链(16)与测杆(2)的一端相连，测杆(2)安装在十字簧片铰链(3)上，触针(1)固定在测杆(2)的另一端。