CN1892178A - 非接触式测量法 - Google Patents

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简扬昌
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Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd
Hon Hai Precision Industry Co Ltd
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Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd
Hon Hai Precision Industry Co Ltd
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B11/024—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness by means of diode-array scanning

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract

本发明提供一种非接触式测量法，其包括以下步骤：提供一被测物，所述被测物包括一被测平面；当被测物位在第一位置时，将一激光束射向所述被测平面，所述光束经所述被测平面反射至一光敏传感器形成第一感光点；当被测物移至第二位置时，所述光束经所述被测平面反射至所述光敏传感器形成第二感光点；通过计算所述第一感光点与第二感光点的位移来计算被测物第一位置与第二位置的位移。

Description

非接触式测量法
【技术领域】
本发明涉及一种非接触式测量法，尤其涉及一种采用激光三角法的非接触式测量法。
【背景技术】
近年来，随着各种产品小型化、轻量化的发展趋势，在制造过程中，对于精密模具、精密加工技术的需求也随之提升。因此，对于定位精度、位移精度等量测越来越重要。为满足精度需要，高精度的测量装置及方法被广泛应用。
传统的测量方法中，光电型非接触位移测量具有抗干扰能力强，工作距离大，测量精度高、速度快以及适用范围广等优点。其中，以光三角法设备简单，操作简便，应用最为广泛。传统的单点激光三角法测量仪主要由激光光源、透镜及光敏传感器组成。其将激光光源照射在被测物某一目标点，该目标点的图像通过透镜汇聚在传感器上形成像点。当激光光源照射的被测物移动时，所述像点也在传感器上移动，根据像点的移动即可测算出所述被测物的位移。
但是，所述单点激光三角法测量过程中，被测目标点等间隔移动时，其像点在传感器上的移动并非等间隔变化，因此，此种测量为非线性，测算过程较为复杂，且其测量精度受透镜影响。
有鉴于此，提供一种测算过程简单的非接触式测量法实为必要。
【发明内容】
以下，将以实施例说明一种非接触式测量法。
为实现上述内容，提供一种非接触式测量法，其包括以下步骤：
提供一被测物，所述被测物包括一被测平面；
当被测物位在第一位置时，将一激光束射向所述被测平面，所述光束经所述被测平面反射至一光敏传感器形成第一感光点；
当被测物移至第二位置时，所述光束经所述被测平面反射至所述光敏传感器形成第二感光点；
通过计算所述第一感光点与第二感光点的位移来计算被测物第一位置与第二位置的位移。
所述激光束来自于激光光源。
所述激光光源包括半导体激光器或气体激光器。
所述光敏传感器包括CCD(Charge Couple Device，电荷藕合器件)传感器或CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)传感器。
优选，所述光束射向所述被测平面的入射角及反射向所述光敏传感器表面的入射角中，至少一入射角大于30°。
优选，所述光束射向所述被测平面的入射角及反射向所述光敏传感器表面的入射角均大于30°。
优选，所述光束射向所述被测平面之前经过一准直透镜。
与现有技术相比，本实施例中的非接触式测量法无须采用透镜成像，且本实施例提供的非接触式测量法为线性测量，可直接将被测物的位移体现在光敏传感器上，通过光敏传感器所测得的位移计算出被测物的位移，从而避免因采用透镜成像而出现的测量精度问题，测算过程也较为简单。
【附图说明】
图1为本技术方案实施例中的非接触式测量法示意图。
图2为本技术方案另一实施例中的非接触式测量法示意图。
【具体实施方式】
下面将结合附图对本技术方案作进一步的详细说明。
请参阅图1，本技术方案结合实施例提供一种非接触式测量法，其包括以下步骤：
提供一被测物20，所述被测物20包括一被测平面21；
当被测物20位在第一位置(A)时，激光光源10将光束经准直透镜50射向所述被测平面21，所述光束经第一入射点25反射至一光敏传感器30的第一感光点35；
当被测物20移至第二位置(B)时，所述光束经第二入射点25′反射至所述光敏传感器30的第二感光点35′；
测量出所述第一感光点35与第二感光点35′的位移L后，可通过公式(1)计算被测物第一位置与第二位置的位移D：
D＝Lcosβ/2sin θ        (1)
其中，θ为所述光束在所述被测平面21上的入射角；β为所述经所述被测平面21反射的光束在所述光敏传感器30上的入射角。
所述激光光源10包括半导体激光器或气体激光器。
所述光敏传感器30包括CCD传感器或CMOS传感器。
优选，所述光束入射角θ及β中至少一入射角大于30°。
优选，所述光束入射角θ及β均大于30°。
本实施例中，所述位移L与位移D的比值，即L/D＝2sinθ/cosβ，为本实施例测量方法中对被测物位移D的放大率，也就是说，通过调节所述光束入射角θ及β中任意一入射角均可改变本实施例的放大率，从而获得所需的测量精度。
请参阅图2，本技术方案另一实施例中，除将所述光敏传感器30设置与所述被测平面21垂直方向之外，其余部分与前一实施例完全相同。由于所述光敏传感器30与所述被测平面21相互垂直，所述光束入射角θ及β互为余角，即sinθ＝cosβ，故本实施例中被测物位移D的放大率L/D为2，也就是说，无论所述光束入射角θ如何改变，本实施例测量方法的测量精度均保持不变。
与现有技术相比，本技术方案提供的非接触式测量法无须采用透镜成像，且本技术方案提供的非接触式测量法为线性测量，可直接将被测物的位移体现在光敏传感器上，通过光敏传感器所测得的位移计算出被测物的位移，从而避免因采用透镜成像而出现的测量精度问题，测算过程也较为简单。另，本技术方案提供的非接触式测量法还可通过调节激光束的入射角度而获取所需的放大率，从而获取所需的测量精度。

Claims (7)

1.一种非接触式测量法，其包括以下步骤：
提供一被测物，所述被测物包括一被测平面；
当被测物位在第一位置时，将一激光束射向所述被测平面，所述光束经所述被测平面反射至一光敏传感器形成第一感光点；
当被测物移至第二位置时，所述光束经所述被测平面反射至所述光敏传感器形成第二感光点；
通过计算所述第一感光点与第二感光点的位移来计算被测物第一位置与第二位置的位移。
2.如权利要求1所述的非接触式测量法，其特征在于，所述激光束来自于激光光源。
3.如权利要求2所述的非接触式测量法，其特征在于，所述激光光源包括半导体激光器或气体激光器。
4.如权利要求1所述的非接触式测量法，其特征在于，所述光敏传感器包括CCD传感器或CMOS传感器。
5.如权利要求1至4中任意一项所述的非接触式测量法，其特征在于，所述光束射向所述被测平面的入射角及反射向所述光敏传感器表面的入射角中，至少一入射角大于30°。
6.如权利要求1至4中任意一项所述的非接触式测量法，其特征在于，所述光束射向所述被测平面的入射角及射向所述光敏传感器表面的入射角均大于30°。
7.如权利要求1至4中任意一项所述的非接触式测量法，其特征在于，所述光束射向所述被测平面之前经过一准直透镜。
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