[发明专利]蓝牙传输方式的二维阵列位移传感器面形检测装置和方法

说明书

蓝牙传输方式的二维阵列位移传感器面形检测装置和方法，镜面工作面朝上设置；特征是蓝牙位移传感器按一定的顺序二维排列并固定在面板上；面板边缘均匀分布有3个支撑脚；利用多通道步进电机控制装置控制支撑脚下方的3个电动升降台同步升降，调节支撑脚的高度；蓝牙采集模块位与装置附近与计算机通过数据线相连。蓝牙位移传感器通过蓝牙传输方式将面板表面上的位置信息传输给附近的蓝牙接收模块；蓝牙接收模块接收到的信息由数据处理模块进行处理，再将处理后的位置信息传输给计算机。本发明一次检测镜面面形；检测动态范围大；可实时显示非球面面形。可在线检测。可方便的旋转、平移，减轻了检测装置重量，占用空间更小，使用更轻便、灵活。

技术领域

本发明涉及一种基于蓝牙传输方式的二维阵列位移传感器面形检测装置和方法，用于镜面(或工件)表面按一定方式排布的离散点二维轮廓测量。可用于光学加工领域的镜面面形检测，适用面形包括平面、球面/非球面、自由曲面等。也适用于机械加工领域的工件表面二维轮廓测量。

背景技术

目前镜面(或工件)的面形检测可分为接触式检测和非接触式检测。非接触式检测主要包括：干涉检测、非接触位移传感器(单传感器扫描或传感器阵列式)、傅科刀口法、细丝法、哈特曼或夏克-哈特曼检测法、位相恢复法等。接触式检测包括：单位移传感器二维扫描法、二维位移传感器阵列相对检测法、单位移传感器摆臂测量法(swing arm method)等方法。接触式位移传感器主要电感式位移传感器(如LVDT,Linear Variable DifferentialTransformer)、光栅式位移传感器等。

干涉检测不能测试非光滑表面和大偏离度镜面面形；单位移传感器扫描式检测方法存在检测时间长，受环境温度、振动影响和测试横梁弯沉等影响，精度较低；傅科刀口法、细丝法是定性检测方法，易受检测人员主观因素影响；哈特曼或夏克-哈特曼检测法不能检测粗糙镜面面形；位相恢复法存在解包裹误差，且对大偏离度镜面面形检测误差较大，不能检测粗糙面形；单位移传感器摆臂测量法存在检测时间长，更易划伤镜面表面等缺点。

现有技术中缺少对二维阵列位移传感器面形进行检测的理想的设备与方法。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种基于蓝牙传输方式的二维阵列位移传感器面形检测装置，本发明还提供使用这种基于蓝牙传输方式的二维阵列位移传感器面形检测装置的方法。不同于已经出现的基于有线式电感LVDT二维接触式测量阵列采集方法和设备，本发明选用蓝牙式位移传感器作为阵列元件，将位移传感器排布成二维阵列对测试面作相对测量。本发明能够一次检测镜面面形；检测镜面面形动态范围大；可实时显示非球面面形。可在线检测，即检测镜面处于加工工位时即可进行相对检测，非常便捷；相比于长光路干涉检测，空间要求小。相比于有线式二维阵列位移传感器面形检测装置，可对其进行方便的旋转、平移操作，减轻了检测装置的重量，占用空间更小，使用更方便、灵活。

完成本申请发明任务的技术方案是，一种基于蓝牙传输方式的二维阵列位移传感器面形检测装置，参考镜面或检测镜面都是工作面朝上放置；其特征在于，蓝牙位移传感器按一定的顺序二维排列并固定在面板上；所述面板边缘均匀分布有3个支撑脚(也称为支撑腿)；所述支撑脚高度可调，支撑脚放置在基于步进电机和滚珠丝杠的电动升降装置上，每个支撑脚高度可利用电动升降台同步调节；所述蓝牙采集模块位与装置附近的计算机通过数据线相连。

所述蓝牙位移传感器通过蓝牙传输方式将面板表面上的位置信息传输给附近的蓝牙接收模块；蓝牙接收模块接收到的信息由数据处理模块进行处理，该数据处理模块再将处理后的位置信息P_ref(x_i,y_i)数据传输给计算机。

以上方案中，所述蓝牙位移传感器按一定的顺序是指：蓝牙位移传感器按均匀正方形网格分布，即传感器横向和纵向间隔相等。

蓝牙位移传感器的安装方式是：蓝牙位移传感器通过螺丝与L形传感器连接板连接， L形连接板通过螺丝紧固于面板上。