棱锥式角度传感器原理研究与设计

来源：电子测量技术杂志2022年第24期北京时间：

作者：张白，刘杰，韩鑫洋，周春艳

单位：北方民族大学电气信息工程学院 银川 750021

摘要：角度作为最基本的几何量之一，其精度直接影响制造业的产品质量。针对光栅传感器刻线数难以进一步提高的技术瓶颈，本文提出了一种基于正棱锥的角度传感器测量系统。通过正棱锥反射结构，将多束激光以45°入射至正棱锥棱面，并结合多个错位设置的位置敏感探测器，实现了角度的连续测量。实验结果表明，基于正棱锥的角度传感器原理正确，在1.2°的量程内，单个位置敏感探测器测量误差为±3.5″；四个位置敏感探测器连续交替测量时，在4.8°量程内，测量误差为±4″。本文提出的棱锥式角度传感器无需进行栅式刻线，精度与位置敏感探测器的距离以及其测量精度有关，随着位置敏感探测器的精度提升，系统的测量精度必然可以进一步提高。

关键词：角度测量;位置敏感探测器;正棱锥;交替测量

基金资助：国家自然科学基金（52065002）、宁夏自然科学基金（2022AAC02045）项目资助