CN2084189U - 一种扫描光电位移测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种位移测量装置，由扫描盘、 直流微电机，光电转换装置，单片机等组成，工作时扫 描盘不停地匀速转动，一光电转换装置作基准点，另 一光电转换装置反映被测物的角位移量，由单片机测 量基准脉冲与位移脉冲的间隔时间，换算并显示出被 测物的位移量。本实用新型具有结构简单，价格低， 测量精度高，使用方便，无须回零等优点，适于稳态及 动态的非接触式位移测量，也可作为测力或称重机构 等的廉价传感装置。

Description

本实用新型涉及一种位移测量装置，特别是一种非接触式位移测量装置。

现有的非接触式光栅位移测量装置，一般由光栅盘，一只发光体，一只受光体、芯轴、电子线路等组成。光栅盘是一只透明的薄盘，刻有许多明暗线条，通过一中心孔固定在芯轴上，被测位移体的位移量通过传递机构加在芯轴上，光栅盘的转动量反映被测物体的角位移量，发光体与受光体分别位于光栅盘的两侧，发光体与电源连接，受光体与电子线路连接，这样的位移测量装置，光栅的制作精度高，造价高，且分辨率受限制。当被测物的多次位移都需要测量时，则要求被测物每次都要回到起始位置（称回位）后再测其位移，否则只能测到第二次位移与第一次位移量之差，这样，给测量带来不方便。

本实用新型的目的是设计一种测量精度高，线性度高，造价低，使用方便的扫描光电位移测量装置。

本实用新型的位移测量装置由一只扫描盘，两只光电转换装置、一只电机、传动装置、转轴、支座、底座等组成。扫描盘是一只用不透光的材料制成的薄盘，径向有一狭缝，狭缝的长度小于半径，扫描盘固定在转轴上，转轴由轴承安装在支座上，转轴可自由转动，支座固定在底座上，一只电机安装在底座上通过传动机构可带动扫描盘转动。光电转换装置由发光体、受光体和“U”形曲柄支架组成，发光体和受光体分别固定在“U”形口的两侧。安装时，两只光电转换装置的“U”形口均卡入扫描盘，其中一只光电转换装置由曲柄固定在底座上，称零位光电转换装置；另一只光电转换装置由曲柄固定在芯轴上，称位移光电转换装置。发光体接在电源上，受光体与电子线路连接。

检测时，被测位移体的位移量通过传递机构加在芯轴上，则芯轴转了一个角度，同时带动位移光电转换装置转了一个同样的角度，电机带动扫描盘不断转动，当扫描盘的狭缝经过一个光电转换装置时，发光体的光线透过狭缝被受光体所接收，而发出一个脉冲。扫描盘每转动一圈，电子线路可得到两个脉冲，扫描盘的转速为已知，电子线路可按要求的精度测出两个脉冲的间隔时间，并计算出被测位移体的位移量。若用于测力或称重，则可换算出力的数值或重量直接显示出来。工作时电机不停地匀速转动，扫描盘每转动一圈，即自动检测一次，从而避免了其它检测装置需回位的麻烦，扫描检测代替光栅检测，省去了制作精细的光栅盘，既降低了成本，又提高了精度。

本实用新型具有结构简单、造价低、测量精度高，使用方便等优点。当所采用的电子线路为单片机时，使用的软件能使测量结果与电机的宏观转速无关，线性度高，适于稳态及动态的非接触式位移测量，也可作为测力或称重机构等的廉价传感装置。

下面举例介绍一种扫描光电位移测量装置。

图1是在地磅秤中使用的扫描光电位移测量装置的结构示意图。

图2是光电转换装置的示意图。

如图1所示，扫描盘1为一铝质薄盘，盘的径向位置有一透光狭缝2，扫描盘1与塑料传动轮3及转轴4固定成为一个整体，转轴4由轴承安装在支座5上，支座5固定在底座上。带电子稳速装置的微型电机6固定在底座上，通过传动带可带动扫描盘1转动，零位置光电转换装置7和位移光电转换装置8的“U”形口均卡入扫描盘1，光电管16和小灯泡17分别位于扫描盘1的两侧。当扫描盘1转动，狭缝2经过光电转换装置时，小灯泡的光线可透过狭缝被光电管接收，零位置光电转换装置7由曲柄固定在底座上；位移光电转换装置8由曲柄固定在芯轴9上。当重物14使地磅秤的弹簧15发生形变时，杠杆12靠支点13改变运动方向并带动齿条10移动，齿条10通过齿轮11带动芯轴9转动了一个角度，芯轴9带动位移光电转换装置8转了一个同样的角度，从而把重物使弹簧的变形量反映到扫描光电位移测量装置中。安装时，转轴4与芯轴9位于同轴线上，小灯泡17和微电机6均接在电源上，光电管16接在单片机上，经单片机处理可直接显示出重物14的重量。

光电转换装置如图2所示，一方形黑色硬塑块23，其一侧钻一针眼大的小孔，另一侧钻一与光电管16大小相当的孔，该孔与上述小孔相通且同轴，光电管16安装在大孔中，硬塑块23的底部用螺钉紧固在支架19的平直端；反光罩18与螺母20靠电木插座21的外螺纹配上弹簧垫圈紧固在支架19的曲起端，即构成“U”形曲柄支架，小灯泡17安装在电木插座21的内螺孔中，且与光电管16同轴；曲柄通过孔22用螺栓固定在“U”形曲柄支架上。

Claims (4)

1、一种扫描光电位移测量装置具有发光体，受光体，一只薄盘，一根芯轴，被测位移量通过传递机构加在芯轴上，发光体和受光体分别位于薄盘的两侧，发光体接在电源上，受光体接在电子线路上，本实用新型的特征是：

a.具有一“U”形曲柄支架，发光体和受光体安装在“U”形曲柄支架上成为光电转换装置，

b.扫描盘是一只由不透明的材料制成的薄盘，其径向位置具有可透光的狭缝，

c.具有转轴、电机、支座、底座，扫描盘的中心固定在转轴上，转轴由轴承安装在支座上，支座固定在底座上，一只电机固定在底座上，通过传动装置可带动扫描盘转动；两只光电转换装置的“U”形口均卡入扫描盘，其中一只由曲柄固定在底座上，另一只由曲柄固定在芯轴上。

2、根据权利要求1所述的扫描光电位移测量装置，其特征是扫描盘的径向位置只有一条可透光的狭缝，狭缝的长度小于半径。

3、根据权利要求1或2所述的扫描光电位移测量装置，其特征是转轴与芯轴在同一轴线上。

4、根据权利要求1或2的扫描光电位移测量装置，其特征是使用的电机是带电子调速的直流微电机。

Images