CN112325769A - 一种尺寸参数检测方法与装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种尺寸参数检测方法与装置，属于光电检测技术领域。采用基于位置敏感光电探测器的高精度寻边方法与步进电机驱动的精密电动位移台相结合，可以实现物体尺寸参数的非接触、高精度在线自动检测，设定参数下检测精度优于5微米。基于位置敏感光电探测器的边缘识别方法将边缘识别转化为线性输出可量化的光斑位置变化识别，抗干扰能力强，边缘识别阈值设置灵活；针对不同待测物体边缘特征，可通过光阑对测量用准直光束进行相应整形，进一步提高检测灵敏度和稳定性；光学结构简单灵活，可针对不同光学性质的材质进行调整。本发明所提方法可解决目前已有检测方法分别存在的检测精度不高、可检测尺寸范围较小、材质受限、系统复杂等问题。

Description

一种尺寸参数检测方法与装置

技术领域

本发明属于光电检测技术领域，特别涉及一种实现物体尺寸参数检测的方法与装置。

背景技术

产品尺寸等参数的在线检测在工业生产等领域具有广泛需求，包括产品生产、质量监控等各个环节。目前有几种应用比较广泛的物体尺寸参数在线检测方法，例如基于检测光幕的在线检测方法、基于光电寻边和可量化传送装置的在线检测方法以及基于机器视觉的在线检测方法。几种方法各有其优点，也存在各自的问题，基于检测光幕的方法存在检测精度不高(毫米量级)、不适于高透光率材质、可检测尺寸范围受限于结构不能过大等不足；基于光电寻边和可量化传送装置的方法在检测范围上具有优势，但检测精度受限于目前的寻边方法精度不够高；基于机器视觉的方法检测精度和效率均可以做到很高，但是对于高透过率材质也存在杂散光影响较大等问题，而且其系统复杂且价格较高。

发明内容

针对现有物体尺寸参数在线检测方法存在的检测精度不高、可检测尺寸范围较小、系统复杂价格高等问题，本发明提出一种基于高精度光电式边缘检测方法和电动位移台的物体尺寸参数在线检测方法与装置，其结构简单灵活，可以非接触地对目标实现高精度检测。

为解决上述问题，本发明提出一种尺寸参数检测方法，其实现步骤如下：

1、光源发出光束，光源、准直器和光阑沿光束依次排列，光束经准直器准直；

2、准直后的光束经光阑整形，使其横截面成为设定形状尺寸的光斑；

3、经光阑整形后出射的准直光束作为测量光束垂直入射到位置敏感光电探测器感光面上，光斑尺寸小于所述位置敏感光电探测器感光面，测量光束在所述位置敏感光电探测器上的光斑强度中心位于所述位置敏感光电探测器感光面中心；

4、待测物体固定于电动位移台运动副上，电动位移台运动副可沿电动位移台导轨移动，当电动位移台控制单元给电动位移台驱动单元发送驱动脉冲序列时，所述电动位移台运动副由电动位移台驱动单元驱动沿电动位移台导轨移动，为保证测量精度，所述待测物体待测尺寸方向平行于所述电动位移台运动副的运动方向；

5、在待测物体沿电动位移台导轨移动过程中，当待测物体的前边缘导致位置敏感光电探测器感光面上产生不完整光斑时，光斑中心位置值随待测物体移动发生变化，位置敏感光电探测器将光斑位置变化信息作为边缘识别信号输出给电动位移台控制单元，所述电动位移台控制单元可计算光斑位置值并同边缘识别阈值进行比较，所述的电动位移台控制单元通过对边缘识别信号进行判别是否达到设定阈值，判定后开始脉冲计数；

6、待测物体沿电动位移台导轨继续移动，当待测物体的后边缘导致位置敏感光电探测器上的光斑形状再次不完整时，所述电动位移台控制单元对边缘识别信号再次进行判别，判定后终止脉冲计数，并将脉冲计数结果发送给数据处理终端；

7、所述数据处理终端根据脉冲数、电动位移台步进电机步距角、电动位移台螺杆螺距及电动位移台驱动单元设定的细分参数，可以计算获得待测物体沿电动位移台运动方向的尺寸参数。

本发明提出实现上述尺寸参数检测方法的测量装置。

装置包括光源、准直器、光阑、位置敏感光电探测器、电动位移台运动副、电动位移台导轨、电动位移台控制单元、电动位移台驱动单元和数据处理终端；其特征在于：所述光源可以采用激光器、激光二极管或发光二极管；所述准直器可以是单透镜或透镜组，并且所述准直器在特定情况下可舍去；为提高边缘检测灵敏度，所述光阑通光孔形状可根据待测物体边缘特征进行选择，可以是针对直线边缘的矩形或者曲线边缘的椭圆形等，所述光阑在特定情况下可舍去；所述位置敏感光电探测器可以是连续式位置敏感光电探测器、象限式位置敏感光电探测器或CCD，以上探测器可以是一维，也可以是二维的，以上探测器可以带有信号放大调理电路也可以不带有；所述数据处理终端可以是计算机或者其他任何具有数据采集、存储、运算和显示功能的系统。光源发出光束，所述光源、准直器、光阑沿光束依次排列，光束与准直器的轴线以及光阑的轴线重合，光束经准直器准直；准直后的光束经光阑整形，使其横截面成为设定形状尺寸的光斑；经光阑整形后的准直光束作为测量光束直接或经待测物体表面反射后，垂直入射到位置敏感光电探测器感光面上，光斑尺寸小于所述位置敏感光电探测器感光面，测量光束在所述位置敏感光电探测器上的光斑强度中心位于所述位置敏感光电探测器感光面中心；所述待测物体固定于电动位移台运动副上，电动位移台运动副可沿电动位移台导轨移动，当电动位移台控制单元给电动位移台驱动单元发送驱动脉冲序列时，所述电动位移台运动副由电动位移台驱动单元驱动，按设定参数沿电动位移台导轨移动；所述光源、准直器和光阑与所述位置敏感光电探测器位于所述待测物体两侧，所述待测物体两侧是指除运动方向以外的物体上下两侧或者左右两侧，为保证测量精度，所述待测物体待测尺寸方向应平行于所述电动位移台运动副的运动方向，测量光束方向垂直于所述电动位移台运动副的运动方向；或者所述光源、准直器和光阑与所述位置敏感光电探测器位于所述待测物体同侧，测量光束经待测物体表面反射到所述位置敏感光电探测器，所述待测物体表面可以是上表面或者两个侧面，所述待测物体待测尺寸方向平行于所述电动位移台运动副的运动方向；在待测物体沿电动位移台导轨移动过程中，当待测物体的前边缘导致位置敏感光电探测器感光面上产生不完整光斑时，光斑中心位置值随待测物体移动发生变化，所述位置敏感光电探测器将光斑位置信息作为边缘识别信号输出给电动位移台控制单元，所述电动位移台控制单元可计算光斑位置值并同边缘识别阈值进行比较，所述电动位移台控制单元通过对边缘识别信号进行判别是否达到设定阈值，判定后开始脉冲计数；所述待测物体沿所述电动位移台导轨继续移动，当待测物体的后边缘导致位置敏感光电探测器上的光斑形状再次不完整时，所述电动位移台控制单元对边缘识别信号再次进行判别，判定后终止脉冲计数，并将脉冲计数结果发送给数据处理终端；所述数据处理终端根据脉冲数、电动位移台步进电机步距角、电动位移台螺杆螺距及电动位移台驱动单元设定的细分参数，可以计算获得待测物体沿电动位移台运动方向的尺寸参数。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

1、本发明采用基于位置敏感光电探测器的高精度边缘识别方法，利用位置敏感光电探测器可量化线性输出特性，可根据不同情况权衡检测灵敏度和稳定性，灵活设定某一光斑位置变化值作为边缘识别信号；针对不同待测物体边缘特征，可通过光阑对测量用准直光束进行相应整形，进一步提高检测灵敏度和稳定性；此外，本发明光学结构简单灵活，可针对不同光学性质的材质进行调整，便于现场测量。

2、本发明采用基于位置敏感光电探测器的高精度寻边方法与步进电机驱动的精密电动位移台相结合，可以实现物体尺寸参数的非接触、高精度在线自动检测，设定参数下检测精度可达5微米，解决目前已有检测方法分别存在的检测精度不高、可检测尺寸范围较小、材质受限、系统复杂等问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为实施例1中待测物体检测初始状态示意图；

图2为实施例1中待测物体边缘A检测状态示意图；

图3为实施例1中待测物体边缘B检测状态示意图；

图4为实施例2中待测物体检测初始状态示意图；

图5为实施例3中待测物体检测初始状态示意图。

图中，1为光源，2为准直器，3为光阑，4为位置敏感光电探测器，5为待测物体，6为电动位移台运动副，7为电动位移台导轨，8为电动位移台控制单元，9为电动位移台驱动单元，10为数据处理终端。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：一种尺寸参数检测方法，如图1所示，包括以下步骤：

S1、光源1发出光束，光源1、准直器2和光阑3沿光束依次排列，光束与准直器2的轴线以及光阑3的轴线重合，光束经准直器2准直；

S2、准直后的光束经光阑3整形，为提高边缘检测灵敏度，所述光阑3通光孔形状可根据待测物体边缘特征进行选择，可以是针对直线边缘的矩形或者曲线边缘的椭圆形等，整形后光束横截面形成的光斑尺寸和形状与光阑3中心尺寸和形状相对应，使其横截面成为设定形状尺寸的光斑；

S3、经光阑3整形后出射的准直光束作为测量光束垂直入射到位置敏感光电探测器4感光面上，光斑尺寸小于所述位置敏感光电探测器4感光面，测量光束在位置敏感光电探测器4上的光斑强度中心位于位置敏感光电探测器4感光面中心；

根据位置敏感光电探测器的基本作用机制及设计结构，光斑强度中心在位置敏感光电探测器4感光面给定方向上的相对位置可表示为：

x表示光斑强度中心在位置敏感探测器感光面给定方向上相对于感光面中心的位置，L_x表示位置敏感光电探测器感光面在x方向的宽度，I_x+与I_x-分别表示位置敏感光电探测器的给定方向的两个输出电流信号，其数值大小与光斑强度大小及光斑强度中心在位置敏感光电探测器4感光面上的位置有关。如图1所示，当光斑强度中心位于位置敏感光电探测器4感光面中心时，I_x+与I_x-的数值相等，由(1)式，光斑当前相对位置值为0(小于设定的零点阈值I)，系统处于待机状态；

S4、待测物体5固定于电动位移台运动副6上，电动位移台运动副6可沿电动位移台导轨7移动，当电动位移台控制单元8给电动位移台驱动单元9发送驱动脉冲序列时，电动位移台运动副6由电动位移台驱动单元9驱动，按设定参数沿电动位移台导轨7移动；所述光源1、准直器2和光阑3与所述位置敏感光电探测器4位于所述待测物体5两侧，所述待测物体5两侧是指物体运动方向的左右两侧，为保证测量精度，待测物体5待测尺寸方向应平行于电动位移台运动副6的运动方向，测量光束方向垂直于电动位移台运动副6的运动方向；

S5、在待测物体5沿电动位移台导轨7移动过程中，如图2所示，当由于待测物体5前边缘A的遮挡，导致位置敏感光电探测器4感光面上光斑不完整时，由(1)式，光斑中心位置值随待测物体5移动发生变化，位置敏感光电探测器4将光斑位置信息作为边缘识别信号输出给电动位移台控制单元8，电动位移台控制单元8可计算光斑位置值并同边缘识别阈值I进行比较，边缘识别阈值I可通过系统标定最终确定，电动位移台控制单元8通过对边缘识别信号进行判别是否达到设定阈值，判定后开始脉冲计数；

S6、待测物体5沿电动位移台导轨7继续移动，如图3所示，当由于待测物体5后边缘B的遮挡，导致位置敏感光电探测器4上的光斑形状再次不完整时，由(1)式，光斑中心位置值随物体移动发生变化，电动位移台控制单元8对边缘识别信号再次进行判别，判定后终止脉冲计数，并将脉冲计数结果发送给数据处理终端10；

S7、所述数据处理终端10根据脉冲数、电动位移台步进电机步距角、电动位移台螺杆螺距及电动位移台驱动单元9设定的细分参数，由(2)式，可以计算获得待测物体5沿电动位移台运动副6运动方向的尺寸参数。

X表示待测物体沿电动位移台运动副运动方向的尺寸参数，n表示脉冲数，s表示电动位移台螺杆螺距，A表示电动位移台步进电机步距角，m表示电动位移台驱动单元设定的细分参数。

为了验证方法的可行性，针对图1所示方法及装置，进行标定实验和稳定性实验。以单模光纤耦合半导体激光器为光源，在选用日本滨松S2044位置敏感光电探测器和北京大恒光电GCD-203300M电动位移台的实验条件下，尺寸参数检测精度优于5微米。

由于各种因素引起的光源输出光功率变化对Ix+和Ix-的影响是同步且同比例的，由(1)式可知，这些外界扰动不会影响位置敏感光电探测器4的光斑位置输出值，因此上述基于位置信息进行边缘识别检测的方法具有很高的抗干扰能力。

此外，由位置敏感光电探测器的基本作用机制及(1)式可知，光阑3通光孔形状根据待测物体边缘特征进行选择的设计可以明显提高边缘检测的灵敏度和稳定性。因此，除了限制测量光束在位置敏感光电探测器4上的光斑尺寸不超出感光面，以保证实现上述边缘识别检测，针对不同待测物体边缘特征，通过特定光阑对测量用准直光束进行相应整形，减小上述边缘检测方法中光斑缺损方向的光斑尺寸，增大另一相垂直方向尺寸，可以明显提高边缘检测的灵敏度和稳定性。但是，在测量光束光斑尺寸不大于位置敏感光电探测器感光面的前提下，当设定阈值I的数值大小与光斑半缺损时的位置值相差不大时，光阑整形对灵敏度和稳定性指标的改善作用减弱，可省去光阑安装。

不同结构类型的位置敏感光电探测器4虽然在位置表达公式的形式上与(1)式略有不同，但其基本工作原理相同，不再一一阐述。

实施例2：如图4所示，一种尺寸参数检测方法，不同于实施例1的是，所述步骤S4中，所述待测物体5两侧是指物体运动方向的上下两侧，适用于电动位移台运动副6具有通光孔或具有透光特性；

其余检测方法与实施例1相同。

实施例3：如图5所示，一种尺寸参数检测方法，适用的待测物体为例如玻璃、液晶屏等具有镜面反射特性表面的物体，包括以下步骤：

A1、光源1发出光束，光源1、准直器2和光阑3沿光束依次排列，光束与准直器2的轴线以及光阑3的轴线重合，光束经准直器2准直；

A2、准直后的光束经光阑3整形，为提高边缘检测灵敏度，所述光阑3通光孔形状可根据待测物体边缘特征进行选择，可以是针对直线边缘的矩形或者曲线边缘的椭圆形等，整形后光束横截面形成的光斑尺寸和形状与光阑3中心尺寸和形状相对应，使其横截面成为设定形状尺寸的光斑；

A3、经光阑3整形后出射的准直光束作为测量光束，通过待测物体5表面反射后，垂直入射到位置敏感光电探测器4上，光斑尺寸小于位置敏感光电探测器4感光面，且光斑强度中心位于位置敏感光电探测器4感光面中心；

A4、待测物体5固定于电动位移台运动副6上，电动位移台运动副6可沿电动位移台导轨7移动，当电动位移台控制单元8给电动位移台驱动单元9发送驱动脉冲序列时，电动位移台运动副6由电动位移台驱动单元9驱动，按设定参数沿电动位移台导轨7移动；所述光源1、准直器2和光阑3与所述位置敏感光电探测器4位于所述待测物体5同侧，所述待测物体5同侧是指物体上表面的同侧，为保证测量精度，待测物体5待测尺寸方向应平行于电动位移台运动副6的运动方向，若光斑形状为圆光斑，测量光束到待测物体表面的入射方向可根据情况任意设置，若光斑形状为根据待测物体5边缘特征整形后的矩形或椭圆光斑，测量光束到待测物体表面的入射方向应使光斑特征边缘与待测物体5特征边缘吻合；

A5、初始时使测量光束从待测物体端面旁通过，此时待测物体边缘A与测量光束未发生接触，测量光束未被反射，位置敏感光电探测器4感光面上没有光斑，位置敏感光电探测器4输出的光电流值为0(小于设定的零点阈值II)，系统处于待机状态；待测物体5沿电动位移台导轨7移动，开始有部分测量光束经过待测物体5边缘A附近表面反射到位置敏感光电探测器4的感光面上形成不完整的光斑，由(1)式，光斑中心位置值随待测物体5移动发生变化，位置敏感光电探测器4将光斑位置信息作为边缘识别信号输出给电动位移台控制单元8，电动位移台控制单元8可计算光斑位置值并同边缘识别阈值II进行比较，边缘识别阈值II可通过系统标定最终确定，电动位移台控制单元8通过对边缘识别信号进行判别是否达到设定阈值，判定后开始脉冲计数；

A6、待测物体5沿电动位移台导轨7继续移动，开始有部分测量光束无法经过待测物体5后边缘B附近表面反射到位置敏感光电探测器4的感光面上，导致位置敏感光电探测器4感光面上的光斑形状不完整，由(1)式，光斑中心位置值随待测物体5移动发生变化，电动位移台控制单元8对边缘识别信号再次进行判别，判定后终止脉冲计数，并将脉冲计数结果发送给数据处理终端10；

A7、所述数据处理终端10根据脉冲数、电动位移台步进电机步距角、电动位移台螺杆螺距及电动位移台驱动单元9设定的细分参数，由(2)式，可以计算获得待测物体5沿电动位移台运动副6运动方向的尺寸参数。

实施例4：一种尺寸参数检测方法，不同于实施例3的是，所述步骤A4中，所述待测物体5同侧是指物体某一侧面的同侧；

其余检测方法与实施例3相同。

实施例5：一种尺寸参数检测方法，所述光源1为激光器、激光二极管或发光二极管，光源出射的光束截面光场强度分布稳定性越高，检测精度越高；所述准直器可以是单透镜或透镜组，测量光束的准直度越高，测量光束行程可选择余地越大，各种因素导致的光程变化对检测精度的影响也越小时，可根据不同光路结构及检测精度要求选择是否安装准直器；在测量光束光斑尺寸不大于所述位置敏感光电探测器感4光面的前提下，若对检测灵敏度和稳定性要求不高，可省去光阑安装；所述位置敏感光电探测器4为连续式位置敏感光电探测器、象限式位置敏感光电探测器或CCD，以上探测器可以是一维，也可以是二维的，以上探测器可以带有信号放大调理电路也可以不带有。

其余检测方法与实施例1或2或3或4相同。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种尺寸参数检测方法，包括以下步骤：

①光源(1)发出光束，光源(1)、准直器(2)和光阑(3)沿光束依次排列，光束经准直器(2)准直；

②准直后的光束经光阑(3)整形，使其横截面成为设定形状尺寸的光斑；

③经光阑(3)整形后出射的准直光束作为测量光束直接垂直入射到位置敏感光电探测器(4)感光面上，光斑尺寸小于所述位置敏感光电探测器(4)感光面，测量光束在所述位置敏感光电探测器(4)上的光斑强度中心位于所述位置敏感光电探测器(4)感光面中心，光斑当前相对位置值为0(小于设定的零点阈值I)，系统处于待机状态；

④待测物体(5)固定于电动位移台运动副(6)上，电动位移台运动副(6)可沿电动位移台导轨(7)移动，当电动位移台控制单元(8)给电动位移台驱动单元(9)发送驱动脉冲序列时，所述电动位移台运动副(6)由电动位移台驱动单元(9)驱动沿电动位移台导轨(7)移动，为保证测量精度，所述待测物体(5)待测尺寸方向平行于所述电动位移台运动副(6)的运动方向；

⑤在待测物体(5)沿电动位移台导轨(7)移动过程中，当由于待测物体(5)前边缘A的遮挡，导致位置敏感光电探测器(4)感光面上光斑不完整时，光斑中心位置值随待测物体(5)移动发生变化，位置敏感光电探测器(4)将光斑位置变化信息作为边缘识别信号输出给电动位移台控制单元(8)，所述电动位移台控制单元(8)可计算光斑位置值并同边缘识别阈值I进行比较，所述的电动位移台控制单元(8)通过对边缘识别信号进行判别是否达到设定阈值，判定后开始脉冲计数；

⑥待测物体(5)沿电动位移台导轨(7)继续移动，当由于待测物体(5)后边缘B的遮挡，导致位置敏感光电探测器(4)上的光斑形状再次不完整时，所述电动位移台控制单元(8)对边缘识别信号再次进行判别，判定后终止脉冲计数，并将脉冲计数结果发送给数据处理终端(10)；

⑦所述数据处理终端(10)根据脉冲数、电动位移台步进电机步距角、电动位移台螺杆螺距及电动位移台驱动单元(9)设定的细分参数，可以计算获得待测物体(5)沿电动位移台运动方向的尺寸参数。

2.一种实现权利要求1所述尺寸参数检测方法的检测装置，包括：光源(1)、准直器(2)、光阑(3)、位置敏感光电探测器(4)、电动位移台运动副(6)、电动位移台导轨(7)、电动位移台控制单元(8)、电动位移台驱动单元(9)和数据处理终端(10)；其特征在于：光源(1)发出光束，所述光源(1)、准直器(2)和光阑(3)沿光束依次排列，光束与准直器(2)的轴线以及光阑(3)的轴线重合，光束经准直器(2)准直；准直后的光束经光阑(3)整形，整形后光束横截面形成的光斑尺寸和形状与光阑(3)中心尺寸和形状相对应，成为设定形状尺寸的光斑；经光阑(3)整形后的准直光束作为测量光束直接垂直入射到位置敏感光电探测器(4)感光面上，光斑尺寸小于所述位置敏感光电探测器(4)感光面，测量光束在所述位置敏感光电探测器(4)上的光斑强度中心位于所述位置敏感光电探测器(4)感光面中心，，光斑当前相对位置值为0(小于设定的零点阈值I)，系统处于待机状态；所述待测物体(5)固定于电动位移台运动副(6)上，电动位移台运动副(6)可沿电动位移台导轨(7)移动，当电动位移台控制单元(8)给电动位移台驱动单元(9)发送驱动脉冲序列时，所述电动位移台运动副(6)由电动位移台驱动单元(9)驱动，按设定参数沿电动位移台导轨(7)移动；所述光源(1)、准直器(2)和光阑(3)与所述位置敏感光电探测器(4)位于所述待测物体(5)两侧，所述待测物体(5)两侧是指沿移动方向的物体左右两侧或者电动位移台运动副(6)具有通光孔或透光特性时的物体上下两侧，为保证测量精度，所述待测物体(5)待测尺寸方向应平行于所述电动位移台运动副(6)的运动方向，测量光束方向垂直于所述电动位移台运动副(6)的运动方向；在待测物体(5)沿电动位移台导轨(7)移动过程中，当由于待测物体(5)前边缘A的遮挡，导致位置敏感光电探测器(4)感光面上产生不完整光斑时，光斑中心位置值随待测物体(5)移动发生变化，所述位置敏感光电探测器(4)将光斑位置信息作为边缘识别信号输出给电动位移台控制单元(8)，所述电动位移台控制单元(8)可计算光斑位置值并同边缘识别阈值I进行比较，边缘识别阈值I可通过系统标定最终确定，所述电动位移台控制单元(8)通过对边缘识别信号进行判别是否达到设定阈值，判定后开始脉冲计数；所述待测物体(5)沿所述电动位移台导轨(7)继续移动，当由于待测物体(5)后边缘B的遮挡，导致位置敏感光电探测器(4)上的光斑形状再次不完整时，所述电动位移台控制单元(8)对边缘识别信号再次进行判别，判定后终止脉冲计数，并将脉冲计数结果发送给数据处理终端(10)；所述数据处理终端(10)根据脉冲数、电动位移台步进电机步距角、电动位移台螺杆螺距及电动位移台驱动单元(9)设定的细分参数，可以计算获得待测物体(5)沿电动位移台运动方向的尺寸参数。

3.一种尺寸参数检测方法，包括以下步骤：

①光源(1)发出光束，光源(1)、准直器(2)和光阑(3)沿光束依次排列，光束经准直器(2)准直；

②准直后的光束经光阑(3)整形，使其横截面成为设定形状尺寸的光斑；

③经光阑(3)整形后出射的准直光束作为测量光束，通过待测物体(5)表面反射后，垂直入射到位置敏感光电探测器(4)感光面上，光斑尺寸小于所述位置敏感光电探测器(4)感光面，测量光束在所述位置敏感光电探测器(4)上的光斑强度中心位于所述位置敏感光电探测器(4)感光面中心；

④待测物体(5)固定于电动位移台运动副(6)上，电动位移台运动副(6)可沿电动位移台导轨(7)移动，当电动位移台控制单元(8)给电动位移台驱动单元(9)发送驱动脉冲序列时，所述电动位移台运动副(6)由电动位移台驱动单元(9)驱动沿电动位移台导轨(7)移动，为保证测量精度，所述待测物体(5)待测尺寸方向平行于所述电动位移台运动副(6)的运动方向；

⑤初始时使测量光束从待测物体(5)端面旁通过，此时待测物体(5)与测量光束未发生接触，测量光束未被反射，位置敏感光电探测器(4)感光面上没有光斑，位置敏感光电探测器4输出的光电流值为0(小于设定的零点阈值II)，系统处于待机状态；随着待测物体(5)沿电动位移台导轨(7)的移动，开始有部分测量光束经过待测物体(5)前边缘A附近表面反射到位置敏感光电探测器(4)的感光面上形成不完整的光斑，光斑中心位置值随待测物体(5)移动发生变化，位置敏感光电探测器(4)将光斑位置变化信息作为边缘识别信号输出给电动位移台控制单元(8)，所述电动位移台控制单元(8)可计算光斑位置值并同边缘识别阈值II进行比较，所述的电动位移台控制单元(8)通过对边缘识别信号进行判别是否达到设定阈值，判定后开始脉冲计数；

⑥待测物体(5)沿电动位移台导轨(7)继续移动，开始有部分测量光束无法经过待测物体(5)后边缘B附近表面反射到位置敏感光电探测器(4)的感光面上，导致位置敏感光电探测器(4)上的光斑形状不完整，所述电动位移台控制单元(8)对边缘识别信号再次进行判别，判定后终止脉冲计数，并将脉冲计数结果发送给数据处理终端(10)；

⑦所述数据处理终端(10)根据脉冲数、电动位移台步进电机步距角、电动位移台螺杆螺距及电动位移台驱动单元(9)设定的细分参数，可以计算获得待测物体(5)沿电动位移台运动方向的尺寸参数。

4.一种实现权利要求3所述尺寸参数检测方法的检测装置，包括：光源(1)、准直器(2)、光阑(3)、位置敏感光电探测器(4)、电动位移台运动副(6)、电动位移台导轨(7)、电动位移台控制单元(8)、电动位移台驱动单元(9)和数据处理终端(10)；其特征在于：光源(1)发出光束，所述光源(1)、准直器(2)和光阑(3)沿光束依次排列，光束与准直器(2)的轴线以及光阑(3)的轴线重合，光束经准直器(2)准直；准直后的光束经光阑(3)整形，整形后光束横截面形成的光斑尺寸和形状与光阑(3)中心尺寸和形状相对应，成为设定形状尺寸的光斑；经光阑(3)整形后的准直光束作为测量光束经待测物体(5)表面反射后，垂直入射到位置敏感光电探测器(4)感光面上，光斑尺寸小于所述位置敏感光电探测器(4)感光面，测量光束在所述位置敏感光电探测器(4)上的光斑强度中心位于所述位置敏感光电探测器(4)感光面中心；所述待测物体(5)固定于电动位移台运动副(6)上，电动位移台运动副(6)可沿电动位移台导轨(7)移动，当电动位移台控制单元(8)给电动位移台驱动单元(9)发送驱动脉冲序列时，所述电动位移台运动副(6)由电动位移台驱动单元(9)驱动，按设定参数沿电动位移台导轨(7)移动；所述光源(1)、准直器(2)和光阑(3)与所述位置敏感光电探测器(4)位于所述待测物体(5)同侧，测量光束经待测物体(5)表面反射到所述位置敏感光电探测器(4)，所述待测物体(5)表面可以是上表面或者两个侧面，为保证测量精度，所述待测物体(5)待测尺寸方向平行于所述电动位移台运动副(6)的运动方向，若光斑形状为圆光斑，测量光束到待测物体表面的入射方向可根据情况任意设置，若光斑形状为根据待测物体(5)边缘特征整形后的矩形或椭圆光斑，测量光束到待测物体(5)表面的入射方向应使光斑特征边缘与待测物体(5)特征边缘吻合；初始时使测量光束从待测物体(5)端面旁通过，此时待测物体(5)与测量光束未发生接触，测量光束未被反射，位置敏感光电探测器(4)感光面上没有光斑，位置敏感光电探测器4输出的光电流值为0(小于设定的零点阈值II)，系统处于待机状态；随着待测物体(5)沿电动位移台导轨(7)的移动，开始有部分测量光束经过待测物体(5)前边缘A附近表面反射到位置敏感光电探测器(4)的感光面上形成不完整的光斑，光斑中心位置值随待测物体(5)移动发生变化，所述位置敏感光电探测器(4)将光斑位置信息作为边缘识别信号输出给电动位移台控制单元(8)，所述电动位移台控制单元(8)可计算光斑位置值并同边缘识别阈值II进行比较，边缘识别阈值II可通过系统标定最终确定，所述电动位移台控制单元(8)通过对边缘识别信号进行判别是否达到设定阈值，判定后开始脉冲计数；所述待测物体(5)沿电动位移台导轨(7)继续移动，开始有部分测量光束无法经过待测物体(5)后边缘B附近表面反射到位置敏感光电探测器(4)的感光面上，导致位置敏感光电探测器(4)上的光斑形状不完整，所述电动位移台控制单元(8)对边缘识别信号再次进行判别，判定后终止脉冲计数，并将脉冲计数结果发送给数据处理终端(10)；所述数据处理终端(10)根据脉冲数、电动位移台步进电机步距角、电动位移台螺杆螺距及电动位移台驱动单元设定的细分参数，可以计算获得待测物体(5)沿电动位移台运动方向的尺寸参数。

5.根据权利要求1～4任意一项所述的尺寸参数检测方法和装置，其特征在于，所述光源(1)可以是激光器、激光二极管或发光二极管；所述准直器(2)可以是单透镜或透镜组，并且所述准直器(2)在特定情况下可省去；所述光阑(3)通光孔形状可根据待测物体(5)边缘特征进行选择，可以是针对直线边缘的矩形或者曲线边缘的椭圆形等，并且所述光阑(3)在特定情况下可省去；所述位置敏感光电探测器(4)可以是连续式位置敏感光电探测器、象限式位置敏感光电探测器或CCD，以上探测器可以是一维，也可以是二维的，以上探测器可以带有信号放大调理电路也可以不带有；所述数据处理终端(10)可以是计算机或者其他任何具有数据采集、存储、运算和显示功能的系统。

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