[发明专利]PSD传感器的铰接板弯曲和扭转振动测量装置与方法

权利要求书

1. 一种PSD传感器的铰接板弯曲和扭转振动测量装置与方法，其特征在于该装置包括铰接板本体部分、检测部分；

——铰接板本体部分包括：

柔性板Ⅰ（3）、柔性板Ⅱ（5）、柔性板Ⅲ（7）通过铰链连接构成铰接板，柔性板Ⅰ（3）的一端通过机械支架夹持装置与基座固定为悬臂板，柔性板Ⅰ（3）、柔性板Ⅱ（5）通过铰链Ⅰ（4）和铰链Ⅱ（11）连接，柔性板Ⅱ（5）和柔性板Ⅲ（7）通过铰链Ⅲ（6）和铰链Ⅳ（10）连接；

激光发射器（2）通过支架Ⅰ（1）安装在基座上，二维PSD传感器（8）通过支架Ⅱ（9）安装在柔性板Ⅲ（7）的一端，激光发射器（2）的光轴线对准铰接板静止时的二维PSD传感器（8）的光敏面中心；

——检测部分包括：

二维PSD传感器（8）检测激光发射器（2）发射的激光在二维PSD传感器（8）光敏面中心点产生光斑的位置变化信号，二维PSD传感器（8）将变化信号传输到PSD传感器信号处理卡（15）处理后，经过A/D数据采集卡（12）后输入到计算机（13），计算机（13）与显示器（14）连接。

2.应用权利要求1所述装置进行测量的方法，其特征在于所述方法包括如下步骤：

第一步 二维PSD传感器（8）检测到激光在其光敏面中心的位置变化后，二维PSD传感器（8）的四个电极产生相应的电信号传输到PSD传感器信号处理卡（15）处理，再经过A/D数据采集卡（12）后输入到计算机（13）；

第二步 计算机（13）根据二维PSD传感器的电流—位置坐标计算公式得到激光的位置坐标，再通过如下解耦运算得到铰接板的扭转角度 和弯曲变形量；

所述铰接板末端扭转角度与光斑位置坐标、铰接板末端弯曲变形量的几何关系为：

                                                 

                                              

 由上式得到扭转角度为：

铰接板末端弯曲变形量为：

式中：为检测到的光斑位置横向坐标，为检测到的光斑位置纵向坐标，为铰接板宽度方向中线到二维PSD传感器有效区域中心的距离。