[发明专利]一种扩大激光位移传感器量程的测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及激光位移传感器技术，尤其是一种扩大激光位移传感器量程的测量方法。

背景技术

激光位移传感器可精确非接触测量被测物体的位置、位移等变化，激光位移传感器以其直线度好、响应时间短、高频率、高精度等优点被广泛应用于各个领域。

激光位移传感器因型号不同其测量范围也不同，当被测体超出当前激光位移传感器的量程时则无法进行测量，必须更换量程更高的激光位移传感器，但是激光位移传感器价格相对较高，则会造成极大的浪费。另一方面，当需要用同一激光位移传感器测两种不同位移时，需采用大量程才能同时满足要求，但是用大量程的激光位移传感器测小位移时，分辨率低，精度差。

发明内容

为了解决激光位移传感器在测量物体位移时量程适用性较差的问题，本发明提供一种适用性更强的扩大激光位移传感器量程的测量方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种扩大激光位移传感器量程的测量方法，实现该测试方法的测试装置包括测试用等腰三角形装置，所述测试用等腰三角形装置底边长为L，高度为S，腰与底边的夹角为β，所述测试用等腰三角形两腰边上有激光位移传感器感光面；

待测物体直线位移的范围小于等于L，所述激光位移传感器量程为S'，所述测试用等腰三角形安装在待测物体上，所述测试用等腰三角形底边与待测物体运动轨迹平行，所述激光位移传感器固定在测试用等腰三角形的上方，所述激光位移传感器固定在测试用等腰三角形移动范围内的中间位置，所述激光位移传感器测量方向垂直于测试用等腰三角形的底边，所述激光位移传感器距离测试用等腰三角形底边的高度为S且S≤S'，所述激光位移传感器可准确测量出测试点到等腰三角形斜边间的高度H，所述光电开关安装在距离待测物体运动起点的1/2L处，所述光电开关根据有无信号可输出正负值，具体如下：

（1）当光电开关有信号时，待测物体的位移量D=（S-H）/tanβ。

（2）当光电开关无信号时，待测物体的位移量D=L-（S-H）/tanβ。

本发明的设计思路：利用一个已知夹角和短直角边长度的直角三角形可准确计算出其长直角边的原理，采用有激光位移传感器测量短直角边长度从而计算出长直角边的长度，从而增加了激光位移传感器的测量范围，测试当中，只需给待测物体上安装一个辅助用三角形，长直角边与斜边的夹角已知，短直角边为激光位移传感器的量程值，长直角边为待测物体的位移值，长直角边与斜边的交点为测试起点，所述辅助用三角形随待测物体移动，通过激光位移传感器可准确测量出激光位移传感器距离斜边的垂直高度，再用辅助用三角形短直角边值减去激光位移传感器测量值即可得到当前位置底边距斜边的高度值，根据勾股定理可算出辅助用三角形的位移量。

为了方便机械安装，将辅助用三角形设计为等腰三角形，测试过程中为了避免激光位移传感器位于两个斜边测量值相同，通过光电开关来作为符号位，根据安装情况和光电开关有无反射信号即可判定当前激光位移传感器是位于测试用等腰三角形的左侧还是右侧，再根据测量原理计算出待测物体的位移量。

本发明的有益效果为：结构简单、结果精确、响应速度快、测试范围广。

附图说明

图1是待测试用等腰三角形示意图。

图2是测量原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。

参照图1和图2，一种扩大激光位移传感器量程的测量方法，实现该测试方法的测试装置包括测试用等腰三角形1，所述测试用等腰三角形装置底边长为L，高度为S，腰与底边的夹角为β，所述测试用等腰三角形1两腰边上有激光位移传感器感光面；

所述待测物体直线位移的范围小于等于L，所述激光位移传感器量程为S'。所述测试用等腰三角形1安装在待测物体上，所述测试用等腰三角形1底边与待测物体运动轨迹平行，如图2所示，所述测试用等腰三角形随待测物体从B点运动到C点，所述激光位移传感器固定在测试用等腰三角形1的上方，所述激光位移传感器固定在测试用等腰三角形1移动范围内的中间位置即A点，所述激光位移传感器测量方向垂直于测试用等腰三角形1的底边，所述激光位移传感器距离测试用等腰三角形底边的高度为S，S≤S'；

在待测物体运动过程中，所述激光位移传感器可准确测量出测试点到等腰三角形斜边间的高度H，激光位移传感器距离底边的高度S减去H即得到测试用等腰三角形底边距离腰的垂直高度h，即h=S-H；在待测物体从B点移动到A点的过程中，待测物体位移D、h与测试用等腰三角形斜边组成一个直角三角形，所以D=h/tanβ，即D=（S-H）/tanβ；在待测物体从A点移动到C点的过程中，待测物体位移为L-h/tanβ，即D=L-（S-H）/tanβ,所述光电开关安装在距离待测物体运动起点的1/2L处即D点，所述光电开关根据有无信号可输出正负值。当光电开关有信号时，待测物体的位移量D=（S-H）/tanβ；当光电开关无信号时，待测物体的位移量D=L-（S-H）/tanβ。