專利名稱：一種光電式坐標(biāo)傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新型的傳感器裝置，它隸屬于自動化測量技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
小區(qū)域坐標(biāo)測量技術(shù)有著重要的工程應(yīng)用價值，坐標(biāo)傳感器是這一領(lǐng)域的關(guān)鍵部件，采 用光電元件設(shè)計是因?yàn)橐云涓呔?、高分辨率、大動態(tài)范圍，利用光敏元件上的光電流隨光 強(qiáng)變動而變化這一現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)幾何增量，設(shè)計成光電傳感器，可廣泛地應(yīng)用于靜態(tài)測量、動態(tài) 測量及自動化控制等領(lǐng)域。為了滿足實(shí)際工程的需要，小區(qū)域坐標(biāo)測量技術(shù)正逐歩受到重視。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決小區(qū)域位置測量的不足，本發(fā)明提供一種新型傳感器，該傳感器不僅能適應(yīng)平 面中作業(yè)，而且能方便的拐彎，對數(shù)據(jù)不會有任何影響。 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是
光電傳感器的基本轉(zhuǎn)換原理是將被測量參數(shù)轉(zhuǎn)換成光信號的變化，然后將光信號作用于 光電元件轉(zhuǎn)換成電信號的輸出。常用的光電傳感器是采用發(fā)光二極管作為光源，光源經(jīng)過透 鏡聚焦于空間某一點(diǎn)。如果在該點(diǎn)有障礙物，光就照不到光敏二極管上，電路處于偏置狀態(tài)，
PN結(jié)截止，反向電流很小。當(dāng)沒有障礙物遮擋時，光照到光敏二極管上時，PN結(jié)附近產(chǎn)生電 子一空穴對，并在外.電場和內(nèi)電場的共同作用下，漂移過PN結(jié)，產(chǎn)生光電流。此時，光
電流與光照強(qiáng)度成正比，光敏二極管處于導(dǎo)通狀態(tài)。
具體方法是在光源側(cè)使用發(fā)光二極管，在受光側(cè)使用光敏二極管，并將信號處理電路集 成制作在一塊芯片上。它的特點(diǎn)是體積小，可靠性高，工作電源電壓范圍寬，接口電路的復(fù) 雜程度大幅度減少，可直接與TTL， LSTTL和CMLS電路芯片連接。
本發(fā)明的有益效果是，可以在測試區(qū)域位置同時，也可以用于距離的測量，另外，傳感 器結(jié)構(gòu)簡單、維修方便。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
圖l是本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
圖2是本發(fā)明的測量結(jié)構(gòu)圖。圖3是本發(fā)明的測量原理示意圖。
圖中l(wèi).光敏二極管，2.光敏二極管，3.發(fā)光二極管，4.光敏二極管，5.發(fā)光二極管， 6 .光敏二極管6分流電阻，7.位移圓盤，8.傳動軸，9.方向圓盤。IO.透光孔
具體實(shí)施例方式
在圖l所示的實(shí)施例中，在實(shí)際的設(shè)計過程中，首先根據(jù)需要設(shè)計傳感器的測量精度及 范圍。精度可以通過計算圓盤上的狹縫密度完成，傳感器圓盤的形狀及尺寸大小由測量范圍 來確定。
在圖2所示的實(shí)施例中，傳感器測量結(jié)構(gòu)由四個光敏二極管(元件l、 2、 4、 6)、兩個光 源(發(fā)光二極管3、 5)、位移圓盤(7)、方向圓盤(9)、透光孔(10)及傳動軸(8)組成。
將傳感器垂直配置，分別代表位移z和移動方向^，組成一個二維傳感器。
當(dāng)被測物坐標(biāo)發(fā)生時，圓盤(7)轉(zhuǎn)動，光敏二極管(4)和光敏二極管(6)通道的信號發(fā)生變 化，通過接口電路自動傳輸?shù)接嬎銠C(jī)里，計算機(jī)自動對輸入通道的信號進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。如果 前進(jìn)或者后退的角度發(fā)生變化，位移圓盤(9)角度也隨著發(fā)生變化，通過傳動軸轉(zhuǎn)動帶動方 向圓盤產(chǎn)生轉(zhuǎn)動，使得圓盤(9)上的透光孔(10)通斷光敏二極管上的光照，發(fā)出與甜進(jìn)或 后退相應(yīng)的電脈沖信號，通過接口電路自動傳輸?shù)接嬎銠C(jī)里，對輸入通道的信號進(jìn)行數(shù)據(jù)采 集。并將采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行儲存，形成數(shù)據(jù)庫，以備計算機(jī)通過數(shù)據(jù)計算確定自身的坐標(biāo)位置， 并通過相應(yīng)接口進(jìn)行數(shù)據(jù)輸出。相對坐標(biāo)XN 、 YN計算公式如下
XN=Z*cos^ YN =Z*si,
為了確保測量精度，計算機(jī)的采樣時間不能太大，應(yīng)該接近光電傳感器的反映時間，最 好同步，或者成倍數(shù)關(guān)系。根據(jù)光——電轉(zhuǎn)換原理，輸出的電壓變化規(guī)律也正好是周期變化， 變化的靈敏度與狹縫之間的距離有關(guān)，狹縫之間的距離可以根據(jù)需要加工，但受到工藝和技 術(shù)水平的限制，也可以通過計算機(jī)特性補(bǔ)償?shù)玫健?br> 在圖3中所示的實(shí)施例中，若旋轉(zhuǎn)圓盤(7)沒有旋轉(zhuǎn)，光路檢測的光束沒有被遮擋，測 量電路中，光敏二極管(4)上輸出電壓波形，光敏二極管(6)上的輸出電壓波形是相同的， 相位是相差n/2的。若圓盤旋轉(zhuǎn)(7)，雙輸出型的輸出電壓波形如圖4所示，(僅畫出Q1的 時序圖，Q2的時序圖道理一樣)圓盤(7)轉(zhuǎn)動方向若向左，Q2輸出電壓相位落后被屏蔽； 反之，圓盤(7)向右旋轉(zhuǎn)，Ql輸出電壓相位超落后被屏蔽。因此，兩個輸出電壓的相位關(guān) 系反映圓盤的旋轉(zhuǎn)方向，圓盤的位移可以通過Q1， Q2輸出脈沖個數(shù)的代數(shù)和得到。
權(quán)利要求
1.一種位置傳感器，其特征是由四個光敏二極管、兩個發(fā)光二極管、一個位移圓盤和一個方向圓盤及傳動軸8組成，能夠發(fā)出與前進(jìn)或后退相應(yīng)的電脈沖信號，通過接口電路自動傳輸?shù)接嬎銠C(jī)里，對輸入通道的信號進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其特征是將傳感器垂直配置，分別代表位移z和移動方 向P,組成一個二維傳感器。
全文摘要
一種能夠測量小區(qū)域坐標(biāo)的傳感器，采用光電元件設(shè)計是因?yàn)橐云涓呔取⒏叻直媛?、大動態(tài)范圍，利用光敏元件上的光電流隨光強(qiáng)變動而變化這一現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)幾何增量，設(shè)計成光電傳感器，可廣泛地應(yīng)用于靜態(tài)測量、動態(tài)測量及自動化測量等領(lǐng)域。
文檔編號G01D5/36GK101629834SQ20081013240
公開日2010年1月20日 申請日期2008年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月15日
發(fā)明者吳佳欣 申請人:吳佳欣