申请/专利权人：中北大学

申请日：2021-10-08

公开（公告）日：2024-06-21

公开（公告）号：CN113916158B

主分类号：G01B11/26

分类号：G01B11/26

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.21#授权;2022.01.28#实质审查的生效;2022.01.11#公开

摘要：本发明属于角度传感器技术领域，具体涉及一种基于环形光栅阵列的双光栅机构角度传感器，包括点光源、内层环形光栅、第一外层位错式环形光栅、第二外层位错式环形光栅、透镜、二象限探测器，所述点光源、内层环形光栅、外层位错式环形光栅、外层位错式环形光栅、透镜、二象限探测器在同一光轴方向上，所述点光源和内层环形光栅放置在圆形的固定台上，所述固定台固定在待测物体表面，所述第一外层位错式环形光栅、第二外层位错式环形光栅和二象限探测器放置在地面或静止台面上。本发明基于圆形微纳光栅曲面自成像效应，使用双层环形光栅结构实现光学角度信号输出，利用圆形光栅和位错式环形光栅阵列，实现360°全角度高灵敏角度测量。

主权项：1.一种基于环形光栅阵列的双光栅机构角度传感器，其特征在于：包括点光源1、内层环形光栅2、第一外层位错式环形光栅3_1、第二外层位错式环形光栅3_2、透镜4、二象限探测器5，所述点光源1、内层环形光栅2、第一外层位错式环形光栅3_1、第二外层位错式环形光栅3_2、透镜4、二象限探测器5在同一光轴方向上，所述点光源1和内层环形光栅2放置在圆形的固定台上，所述固定台固定在待测物体表面，所述第一外层位错式环形光栅3_1、第二外层位错式环形光栅3_2和二象限探测器5放置在地面或静止台面上；所述点光源1发出的光经内层环形光栅2后产生自成像，在自成像位置处放置外层位错式环形光栅3，当内层环形光栅2沿光栅圆周方向上角度变化时，由第一外层位错式环形光栅3_1和第二外层位错式环形光栅3_2透过的光强随内层环形光栅2的角度变化发生周期性变化，所述透镜4将透过外层环形光栅的发散的光转化为平行光，从而在二象限探测器5上接收到随内层环形光栅2角度变化的光强，由光强变化测得内层环形光栅2沿光栅圆周方向上角度变化量；同时，所述第一外层位错式环形光栅3_1和第二外层位错式环形光栅3_2设有两光栅区域相错14个光栅角周期的结构，实现了经两光栅区域的透过光强变化曲线相差90°相位，从而实现了二象限探测器5两个象限分别输出两路电压信号，其中第一象限输出信号为参考信号，另外一个象限在有相应角度变化输入的情况下的输出信号均与第一象限输出信号相错90°。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 中北大学 一种基于环形光栅阵列的双光栅机构角度传感器

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