一种位移测量装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种位移测量装置，包括：第一光电转换元件、第二光电转换元件、遮光元件及光源；第一光电转换元件与第二光电转换元件并排布置；遮光元件布置在光源与第一光电转换元件、第二光电转换元件之间，且位于第一光电转换元件和第二光电转换元件的贴合处；遮光元件与待测物件连接；当待测物件移动时，带动遮光元件移动，使第一光电转换元件和第二光电转换元件接收到光照的面积发生变化，从而由光电转换得到的电流的差值发生变化，进而得到待测物件的位移。本实用新型解决了现有技术中通过采用专业的光电转换芯片或者定制光电转换芯片来实现的技术问题，实现了简化器件的整体结构和降低成本的技术效果。
【专利说明】
_种位移测量装置
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及位移测量的技术领域，尤其涉及一种位移测量装置。【背景技术】
[0002]在位移测量设备中，一维位置传感器用于检测物体在某个方向上的直线位移。在现有的一维位置传感器中，都是基于光栅来实现一维位移的测量的。因此，此类器件基本都是通过采用专业的光电转换芯片或者定制光电转换芯片来实现的，不仅器件的整体结构复杂，而且所使用的光电转换芯片的货源少且价格贵。【实用新型内容】
[0003]本实用新型实施例通过提供一种位移测量装置，解决了现有技术中通过采用专业的光电转换芯片或者定制光电转换芯片来实现的的技术问题，实现了简化器件的整体结构和降低成本的技术效果。
[0004]本实用新型实施例提供了一种位移测量装置，包括:第一光电转换元件、第二光电转换元件、遮光元件及光源;所述第一光电转换元件与所述第二光电转换元件并排布置;所述光源照射在所述第一光电转换元件和所述第二光电转换元件上;所述遮光元件布置在所述光源与所述第一光电转换元件、所述第二光电转换元件之间，且位于所述第一光电转换元件和所述第二光电转换元件的贴合处;所述遮光元件还与待测物件连接；当所述待测物件移动时，带动所述遮光元件移动，使所述第一光电转换元件和所述第二光电转换元件各自接收到光照的面积发生变化，从而由光电转换得到的电流的差值发生变化，进而得到所述待测物件的位移。
[0005]进一步地，所述遮光元件与所述待测物件移动的方向呈角度a，所述角度a在0到 180度之间。
[0006]进一步地，还包括:处理器;所述处理器的信号输入端与所述第一光电转换元件、 所述第二光电转换元件的信号输出端信号连接。
[0007]进一步地，还包括:显示器;所述显示器的信号输入端与所述处理器的信号输出端信号连接。
[0008]进一步地，所述第一光电转换元件和所述第二光电转换元件为光电池。[0009 ] 进一步地，所述光电池具体为:砷化镓光电池或硅光电池。
[0010]本实用新型实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优占.
[0011]1、将第一光电转换元件与第二光电转换元件并排布置，并将遮光元件布置在光源与第一光电转换元件、第二光电转换元件之间，且位于第一光电转换元件和第二光电转换元件的贴合处;遮光元件还与待测物件连接；当待测物件移动时，带动遮光元件移动，使第一光电转换元件和第二光电转换元件各自接收到光照的面积发生变化，从而由光电转换得到的电流的差值发生变化，进而得到待测物件的位移。由于本实用新型实施例所采用的器件少，因而本实用新型实施例的整体结构简单。本实用新型实施例中所采用的光电转换元件为常规器件，无需采用专业的光电转换芯片或者定制光电转换芯片，因而所使用的光电转换元件采购方便且价格低廉。
[0012]2、通过调节遮光元件与待测物件移动的方向的夹角a，可实现对不同位移量的测量，因此，本实用新型实施例还具有操作方便的优点。[〇〇13]3、通过对处理器的使用，提高了本实用新型实施例的自动化水平，从而提高了本实用新型实施例的实用性。
[0014]4、通过对显示器的使用，实现了物件位移量的可视化，进一步提高了本实用新型实施例的实用性。
[0015]5、通过选用响应时间小的光电转换元件(如砷化镓光电池、硅光电池等)，可以提高本实用新型实施例的测量速度。
[0016]6、通过选用灵敏度高的光电转换元件(如砷化镓光电池、硅光电池等)，可以提高本实用新型实施例的测量精度。
[0017]7、若选用的光电转换元件的响应波长不等于应用环境光的波长时，则可以避开环境光的干扰，从而进一步地提高了本实用新型实施例的测量精度。【附图说明】
[0018]图1为本实用新型实施例提供的位移测量装置的结构示意图；
[0019]图2为本实用新型实施例提供的位移测量装置的另一视角的结构示意图；
[0020]其中，1-第一光电转换元件，2-第二光电转换元件，3-遮光元件，4-光源。【具体实施方式】
[0021]本实用新型实施例通过提供一种位移测量装置，解决了现有技术中通过采用专业的光电转换芯片或者定制光电转换芯片来实现的的技术问题，实现了简化器件的整体结构和降低成本的技术效果。
[0022]本实用新型实施例中的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下:
[0023]将第一光电转换元件与第二光电转换元件并排布置，并将遮光元件布置在光源与第一光电转换元件、第二光电转换元件之间，且位于第一光电转换元件和第二光电转换元件的贴合处;遮光元件还与待测物件连接；当待测物件移动时，带动遮光元件移动，使第一光电转换元件和第二光电转换元件各自接收到光照的面积发生变化，从而由光电转换得到的电流的差值发生变化，进而得到待测物件的位移。由于本实用新型实施例所采用的器件少，因而本实用新型实施例的整体结构简单。本实用新型实施例中所采用的光电转换元件为常规器件，无需采用专业的光电转换芯片或者定制光电转换芯片，因而所使用的光电转换元件采购方便且价格低廉。
[0024]为了更好地理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
[0025]参见图1，本实用新型实施例提供的位移测量装置，包括:第一光电转换元件1、第二光电转换元件2、遮光元件3及光源4;第一光电转换元件1与第二光电转换元件2并排布置;光源4照射在第一光电转换元件1和第二光电转换元件2上;遮光元件3布置在光源4与第一光电转换元件1、第二光电转换元件2之间，且位于第一光电转换元件1和第二光电转换元件2的贴合处;遮光元件3还与待测物件连接；当待测物件移动时，带动遮光元件3移动，使第一光电转换元件1和第二光电转换元件2各自接收到光照的面积发生变化，从而由光电转换得到的电流的差值发生变化，进而得到待测物件的位移。
[0026]参见图2,在本实施例中，遮光元件3与待测物件移动的方向呈角度a，角度a在0到 180度之间。[〇〇27]对本实用新型实施例的结构进行说明，还包括:处理器;处理器的信号输入端与第一光电转换元件1、第二光电转换元件2的信号输出端信号连接。[〇〇28] 对本实用新型实施例的结构进行进一步说明，还包括:显示器;显示器的信号输入端与处理器的信号输出端信号连接。
[0029]在本实施例中，第一光电转换元件1和第二光电转换元件2为光电池。遮光元件3为遮光板。
[0030]其中，光电池包括但不限于砷化镓光电池、硅光电池。[0031 ]通过本实用新型实施例对待测物件的位移量进行测量的过程如下:
[0032]当待测物件移动时，带动遮挡板一起移动，使第一光电转换元件1和第二光电转换元件2各自接收到光照的面积发生变化。其中，第一光电转换元件1接收到光照的面积为Sa = So+H*d*s in(a);其中，So为第一光电转换元件1接收到光照的初始面积，H为第一光电转换元件1的长度，d为待测物件的位移；第二光电转换元件2接收到光照的面积为Sb = S0’-H’*d*s in(a);其中，So’为第二光电转换元件2接收到光照的初始面积，H’为第二光电转换元件2的长度;第一光电转换元件1和第二光电转换元件2进行光电转换，并分别将光电转换得到的电流发送到处理器中。其中，第一光电转换元件1进行光电转换得到的电流为Ia = K* Q*Sa;其中，K为第一光电转换元件1的光伏特性系数，Q为光源的光强度;第二光电转换元件 2进行光电转换得到的电流为Ib=K’ *Q*Sb;其中，K’为第二光电转换元件2的光伏特性系数； 处理器接收到由第一光电转换元件1和第二光电转换元件2发出的电流，并将电流进行求差运算得到电流差Ix，即Ix=Ia-1b，转换得到Ix = 2*K*Q*H*d*s in(a)，从而得到待测物件的位移d，并通过显示器进行显示。[〇〇33]【技术效果】
[0034]1、将第一光电转换元件1与第二光电转换元件2并排布置，并将遮光元件3布置在光源4与第一光电转换元件1、第二光电转换元件2之间，且位于第一光电转换元件1和第二光电转换元件2的贴合处;遮光元件3还与待测物件连接;当待测物件移动时，带动遮光元件 3移动，使第一光电转换元件1和第二光电转换元件2各自接收到光照的面积发生变化，从而由光电转换得到的电流的差值发生变化，进而得到待测物件的位移。由于本实用新型实施例所采用的器件少，因而本实用新型实施例的整体结构简单。本实用新型实施例中所采用的光电转换元件为常规器件，无需采用专业的光电转换芯片或者定制光电转换芯片，因而所使用的光电转换元件采购方便且价格低廉。
[0035]2、通过调节遮光元件3与待测物件移动的方向的夹角a，可实现对不同位移量的测量，因此，本实用新型实施例还具有操作方便的优点。
[0036]3、通过对处理器的使用，提高了本实用新型实施例的自动化水平，从而提高了本实用新型实施例的实用性。
[0037]4、通过对显示器的使用，实现了物件位移量的可视化，进一步提高了本实用新型实施例的实用性。
[0038]5、通过选用响应时间小的光电转换元件(如砷化镓光电池、硅光电池等)，可以提高本实用新型实施例的测量速度。
[0039]6、通过选用灵敏度高的光电转换元件(如砷化镓光电池、硅光电池等)，可以提高本实用新型实施例的测量精度。
[0040]7、若选用的光电转换元件的响应波长不等于应用环境光的波长时，则可以避开环境光的干扰，从而进一步地提高了本实用新型实施例的测量精度。
[0041]本实用新型实施例具有结构简单、操作方便、测量速度快、测量精度高及成本低廉的特点。[〇〇42]尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。[〇〇43]显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
【主权项】
1.一种位移测量装置，其特征在于，包括:第一光电转换元件、第二光电转换元件、遮光 元件及光源;所述第一光电转换元件与所述第二光电转换元件并排布置;所述光源照射在 所述第一光电转换元件和所述第二光电转换元件上;所述遮光元件布置在所述光源与所述 第一光电转换元件、所述第二光电转换元件之间，且位于所述第一光电转换元件和所述第 二光电转换元件的贴合处;所述遮光元件与待测物件连接;当所述待测物件移动时，带动所 述遮光元件移动，使所述第一光电转换元件和所述第二光电转换元件各自接收到光照的面 积发生变化，从而由光电转换得到的电流的差值发生变化，进而得到所述待测物件的位移。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述遮光元件与所述待测物件移动的方向呈 角度a，所述角度a在0到180度之间。3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，还包括:处理器;所述处理器的信号输入 端与所述第一光电转换元件、所述第二光电转换元件的信号输出端信号连接。4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，还包括:显示器;所述显示器的信号输入端与 所述处理器的信号输出端信号连接。5.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述第一光电转换元件和所述第二光电转换 元件为光电池。6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述光电池具体为:砷化镓光电池或硅光电池。
【文档编号】G01B11/04GK205593488SQ201620322490
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年4月18日
【发明人】杨兴刚
【申请人】杨兴刚, 武汉森托尼激光有限公司