[发明专利]一种基于交变光场整周封闭的角位移测量系统

摘要

本发明公开了一种基于交变光场整周封闭的角位移测量系统，包括发光元件、动盘、定盘、光电接收装置和电子信号处理电路，动盘上设有一圈呈扇环形的动盘透光面，发光元件包括环形交变光源体，环形交变光源体由一路交流激励信号驱动，形成单交变光场，定盘上设有4n个相同的定盘透光面，沿圆周方向间隔均匀分布并围成一圈，定盘透光面在垂直于环形交变光源体的方向上被单交变光场完全覆盖；光电接收装置具有A、B、C、D测头组，动盘相对定盘转动，A、B、C、D测头组输出的四路光电流信号输入到电子信号处理电路中，进行处理后得到动盘相对定盘的角位移值。本发明能实现角位移精密测量，同时减小测量系统体积，更利于集成。

主权项

1.一种基于交变光场整周封闭的角位移测量系统，包括发光元件(1)、动盘(2)、定盘(3)、光电接收装置(4)以及电子信号处理电路，发光元件(1)同轴安装在动盘(2)正上方，定盘(3)同轴安装在动盘(2)正下方，光电接收装置(4)同轴安装在定盘(3)正下方，发光元件(1)、定盘(3)、光电接收装置(4)保持固定，动盘(2)上设有一圈沿圆周方向均匀间隔分布的呈扇环形的动盘透光面(21)，相邻两个动盘透光面间隔的圆心角等于一个动盘透光面所对的圆心角；其特征在于：所述发光元件(1)包括光源基体(12)和安装在光源基体上的环形交变光源体(11)，环形交变光源体(11)由一路交流激励信号驱动，形成单交变光场；所述定盘(3)上设有4n个相同的定盘透光面(31)，4n个相同的定盘透光面沿圆周方向间隔均匀分布，并围成一圈，一个定盘透光面(31)所对的圆心角等于一个动盘透光面(21)所对的圆心角或者等于一个动盘透光面(21)所对的圆心角的2倍，相邻两个定盘透光面间隔的圆心角等于一个动盘透光面(21)所对的圆心角的定盘透光面的径向高度小于或者等于动盘透光面的径向高度，各个定盘透光面(31)在垂直于环形交变光源体(11)的方向上被单交变光场完全覆盖；所述光电接收装置(4)包括测头基体(42)和安装在测头基体上的4n个光电测头(41)，4n个光电测头(41)沿圆周方向分布，并围成一圈，4n个光电测头(41)能同时独立接收4n个所述定盘透光面(31)的全部光通量；其中，沿圆周方向，第4i+1个光电测头(41)连成一组，组成A测头组，第4i+2个光电测头(41)连成一组，组成B测头组，第4i+3个光电测头(41)连成一组，组成C测头组，第4i+4个光电测头(41)连成一组，组成D测头组，i依次取0至n‑1的所有整数；动盘(2)相对定盘(3)转动，A、B、C、D测头组输出反映定盘透光面光通量变化的四路光电流信号，四路光电流信号输入到电子信号处理电路中，进行处理后得到动盘相对定盘的角位移值。