性高。
【附图说明】
[0027]图1是本实用新型的结构示意图。
[0028]图2是反射式数字编码器相对编码示意图。
[0029]图3是光纤阵列探头反射式数字编码器成一定角度Θ示意图。
[0030]图4是反射式数字编码器绝对编码示意图。
【具体实施方式】
[0031]实施例1:一种基于光纤阵列和反射式数字编码器的位置传感器，包括壳体1、设置于壳体I外的信号处理单元2以及设置于壳体I上的传感器单元3，所述传感器单元3包括输入/输出光纤3.1、光纤阵列探头3.2、反射式数字编码器3.3、水平滑轨3.4以及连接杆3.5，所述输入/输出光纤3.1 一端连接信号处理单元2，一端连接光纤阵列探头3.2，所述光纤阵列探头3.2安装于壳体I上并伸入壳体I内腔，光纤阵列探头3.2正下方设置有反射式数字编码器3.3，反射式数字编码器3.3安装于可使其往复移动的水平滑轨3.4上，水平滑轨3.4与一端伸出壳体I外的连接杆3.5连接，通过将被测物与连接杆3.5连接实现反射式数字编码器3.3移动。所述光纤阵列探头3.2与反射式数字编码器3.3垂直设置，间隙为70微米。所述输入/输出光纤3.1为单模通信光纤。所述光纤阵列探头3.2由U型槽内的带状光纤组成。所述信号处理单元2包括半导体激光器、多路光探测器、光分路器、一组Y形光纤分束器2.1和处理电路，Y形光纤分束器2.1的公共端与光纤阵列探头3.2连接。反射式数字编码器3.3包括基板3.3.1，基板3.3.1的四周边缘设有凸体3.3.2，基板3.3.1上设置有交错排列的高光反射率区域3.3.3和低光反射率区域3.3.4，采用相对编码。所述低光反射率区域3.3.4为光漫反射区。基板3.3.1为硅基板。
[0032]光源输入Y形光纤分束器2.1的光纤束输入口，经输入光纤从光纤阵列探头3.2入射到反射式数字编码器3.3，反射式数字编码器3.3的反射光反射回所述光纤阵列探头3.2从而形成一个0/1的二进制编码位置信号交到信号处理单元2解调处理。当被测物体通过连接杆3.5带动反射式数字编码器3.3连续运动时，光纤阵列探头3.2从反射式数字编码器3.3上读取到一组连续的二进制编码信息，从而得到被测物体相对位置变化量，测出位移。其中反射式数字编码器3.3分为两列相互错位的编码，和两个光纤阵列探头3.2相对，通过两列二进制编码的相位变化特点来判定被测物体移动方向，实现对位移的准确计算。
[0033]实施例2:
[0034]参考实施例1，不同的是，反射式数字编码器3.3基板3.3.1采用玻璃基板；输入/输出光纤3.1为多模光纤；光纤阵列探头3.2与反射式数字编码器3.3成一定角度Θ ?’反射式数字编码器3.3的低光反射率区域3.3.4使光透射。当传感器工作时，其反射式数字编码器3.3只有一列二进制编码，由于光纤阵列的两个光纤探头3.2和反射式数字编码器3.3成一定角度Θ，光纤阵列的两个光纤探头3.2读出的编码数据在被测物不同方向移动时会有不同的延迟特点，从而来判定被测物移动方向，因而可以实现位移量准确测量。
[0035]实施例3:
[0036]参考实施例1，不同的是，反射式数字编码器3.3采用绝对编码，其上多个码道使用循环码编码，码道的数目根据位移的测量范围来确定。传感器工作时，和实施例1不同的是，当被测物体通过连接杆3.5带动反射式数字编码器3.3运动时，通过一组与反射式数字编码器3.3码道数目相同的光纤阵列探头3.2从反射式数字编码器3.3上读取到一组循环码信息，从而得到被测物体的绝对位置。
【主权项】
1.一种基于光纤阵列和反射式数字编码器的位置传感器，其特征在于包括壳体、设置于壳体外的信号处理单元以及设置于壳体上的传感器单元，所述传感器单元包括输入/输出光纤、光纤阵列探头、反射式数字编码器、水平滑轨以及连接杆，所述输入/输出光纤一端连接信号处理单元，一端连接光纤阵列探头，所述光纤阵列探头安装于壳体上并伸入壳体内腔，光纤阵列探头正下方设置有反射式数字编码器，反射式数字编码器安装于可使反射式数字编码器往复移动的水平滑轨上，所述水平滑轨与一端伸出壳体外的连接杆连接，通过将被测物与连接杆连接实现反射式数字编码器移动。
2.根据权利要求1所述的一种基于光纤阵列和反射式数字编码器的位置传感器，其特征在于所述光纤阵列探头与反射式数字编码器垂直或接近垂直设置，间隙为数微米至数百微米。
3.根据权利要求1所述的一种基于光纤阵列和反射式数字编码器的位置传感器，其特征在于所述输入/输出光纤为单模或多模通信光纤。
4.根据权利要求1所述的一种基于光纤阵列和反射式数字编码器的位置传感器，其特征在于所述光纤阵列探头由固定在等间距的V型或U型槽内的带状光纤组成，或直接使用带状光纤，光纤端面进行抛光、倒角处理。
5.根据权利要求1所述的一种基于光纤阵列和反射式数字编码器的位置传感器，其特征在于所述信号处理单元包括半导体激光器、多路光探测器、光分路器、一组Y形光纤分束器和处理电路，Y形光纤分束器的公共端与光纤阵列探头连接。
6.根据权利要求1所述的一种基于光纤阵列和反射式数字编码器的位置传感器，其特征在于反射式数字编码器包括基板，基板的边缘设有O至100微米高度的保护凸体，基板上设置有交错排列的高光反射率区域和低光反射率区域，构成位置的数字编码。
7.根据权利要求6所述的一种基于光纤阵列和反射式数字编码器的位置传感器，其特征在于所述低光反射率区域为基板上的光透射区、光吸收区或光漫反射区。
8.根据权利要求6所述的一种基于光纤阵列和反射式数字编码器的位置传感器，其特征在于基板为硅基板、玻璃基板、陶瓷基板或金属基板。
9.根据权利要求4所述的一种基于光纤阵列和反射式数字编码器的位置传感器，其特征在于带状光纤的光纤排列方向与反射式数字编码器的高光反射率区域和低光反射率区域的分界线平行或成一定角度Θ。
【专利摘要】一种基于光纤阵列和反射式数字编码器的位置传感器，包括壳体、设置于壳体外的信号处理单元以及设置于壳体上的传感器单元，所述传感器单元包括输入/输出光纤、光纤阵列探头、反射式数字编码器、水平滑轨以及连接杆，所述输入/输出光纤一端连接信号处理单元，一端连接光纤阵列探头，所述光纤阵列探头安装于壳体上并伸入壳体内腔，光纤阵列探头正下方设置有反射式数字编码器，反射式数字编码器安装于可使反射式数字编码器往复移动的水平滑轨上，所述水平滑轨与一端伸出壳体外的连接杆连接，通过将被测物与连接杆连接实现反射式数字编码器移动。本实用新型的位置传感器具有量程大、非接触、数字输出、精度高、成本低，可靠性高，传感器单元无需电源，适合于远距离测量、电磁干扰、易燃易爆、高温高湿等恶劣环境，很好解决了现有光纤位移传感器的不足，同时又具有其它位移传感器不具备的光纤传感技术的优点，具有广阔的应用前景。
【IPC分类】G01B11-02
【公开号】CN204495287
【申请号】CN201520175596
【发明人】吴亚明, 姚朝辉, 徐永康, 梁灵皎, 刘京, 袁涛
【申请人】江苏森博传感技术有限公司
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年3月27日