一种带纠偏功能的尺寸测量传感器，所述尺寸测量传感器包括发射单元和接收单元。发射单元按照发射光路依次设置有光源、消色差准直透镜、窗口片。接收单元按照接收光路依次设置有窄带滤光片和分别位于所述窄带滤光片两端的光敏器件、线阵CCD，以及同样设于所述接收单元的纠偏指示灯。发射单元发射的光线入射接收单元，如果接收单元的入射光与接收单元的线阵CCD表面不垂直，所述入射光入射至所述光敏器件，则触发所述纠偏指示灯亮起，提示接收单元与发射单元存在偏角关系，可通过对所述尺寸测量传感器安装的地方的调整将该偏角校正到0°
(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 CN 112902841 A (43)申请公布日 2021.06.04 (21)申请号 4.7 (22)申请日 2021.01.25 (71)申请人 上海兰宝传感科技股份有限公司 地址 201404 上海市奉贤区金碧路228号 (72)发明人 许永童谢勇马路明祁伟光 田敏李红娟 (74)专利代理机构 上海伯瑞杰知识产权代理有 限公司 31227 代理人 孟旭彤 (51)Int.Cl. G01B 11/00 (2006.01) 权利要求书1页 说明书3页 附图3页 (54)发明名称 一种带纠偏功能的尺寸测量传感器 (57)摘要 一种带纠偏功能的尺寸测量传感器，所述尺 寸测量传感器包括发射单元和接收单元。发射单 元按照发射光路依次设置有光源、消色差准直透 镜、窗口片。接收单元按照接收光路依次设置有 窄带滤光片和分别位于所述窄带滤光片两端的 光敏器件、线阵CCD，以及同样设于所述接收单元 的纠偏指示灯。发射单元发射的光线入射接收单 元，如果接收单元的入射光与接收单元的线阵 CCD表面不垂直，所述入射光入射至所述光敏器 件，则触发所述纠偏指示灯亮起，提示接收单元 与发射单元存在偏角关系，可通过对所述尺寸测 量传感器安装的地方的调整将该偏角校正到0°。 A 1 4 8 2 0 9 2 1 1 N C CN 112902841 A 权利要求书 1/1页 1.一种带纠偏功能的尺寸测量传感器，其特征是，所述尺寸测量传感器包括发射单 元和接收单元， 发射单元按照发射光路依次设置有光源、消色差准直透镜、窗口片， 接收单元按照接收光路依次设置有窄带滤光片和分别位于所述窄带滤光片两端的光 敏器件、线阵CCD，以及同样设于所述接收单元的纠偏指示灯， 发射单元发射的光线入射接收单元，如果接收单元的入射光与接收单元的线阵CCD表 面不垂直，所述入射光入射至所述光敏器件，则触发所述纠偏指示灯亮起，提示接收单元与 发射单元存在偏角关系，可通过对所述尺寸测量传感器安装的地方的调整将该偏角校正到 0°。 2.依据权利要求1所述的尺寸测量传感器，其特征是，如果对于偏角校正后测量数据 仍有偏差，则根据 L”＝L·cos(a) (3) 对测量结果进行校正，其中a为感光元件偏角，L为测量值，L”为校正值。 2 2 CN 112902841 A 说明书 1/3页 一种带纠偏功能的尺寸测量传感器 技术领域 [0001] 本发明属于传感器技术领域，特别涉及一种带纠偏功能的尺寸测量传感器。 背景技术 [0002] 尺寸测量传感器是检测和测量目标宽度和位置的传感器，在工业精密检验测试领域有 着广泛的应用。该技术的重点是建立将点光源准直成一束平行光，光束照射感光元件，当 物体进入平行光束的范围时，在感光元件上就会出现一个等比例的影子，通过测量阴影的 大小或者受光量的变化即可求得物体的尺寸。现有的尺寸测量传感器需要采用平行光源照 射在感光元件上，通过统计测量被测目标物的“阴影”的宽度，进一步求得目标物的尺寸。但 是，实际安装过程中，尺寸传感器的发射单元和接收单元的安装的地方，不可避免都有几率存在 一个偏角。 发明内容 [0003] 本发明实施例之一，一种带纠偏功能的尺寸测量传感器，所述尺寸测量传感器包 括发射单元和接收单元。发射单元按照发射光路依次设置有光源、消色差准直透镜、窗口 片。接收单元按照接收光路依次设置有窄带滤光片和分别位于所述窄带滤光片两端的光敏 器件、线阵CCD，以及同样设于所述接收单元的纠偏指示灯。 [0004] 发射单元发射的光线入射接收单元，如果接收单元的入射光与接收单元的线阵 CCD表面不垂直，所述入射光入射至所述光敏器件，则触发所述纠偏指示灯亮起，提示接收 单元与发射单元存在偏角关系，可通过对所述尺寸测量传感器安装的地方的调整将该偏角校 正到0°。 [0005] 本发明提供的尺寸测量传感器可以测得安装偏角的大小，反馈给安装者，减小安 装误差。同时也能够准确的通过偏角数据，修正测量值，提高检测精度。 附图说明 [0006] 通过参考附图阅读下文的详细描述，本发明示例性实施方式的上述以及其他目 的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本发明的若 干实施方式，其中： [0007] 图1尺寸测量传感器接收单元入射光的一个状态示意图。 [0008] 图2尺寸测量传感器接收单元入射光的一个状态示意图。 [0009] 图3根据本发明实施例之一的尺寸测量传感器结构原理示意图。 [0010] 图4根据本发明实施例之一的尺寸测量传感器结构原理示意图。 [0011] 图5根据本发明实施例之一的尺寸测量传感器偏角校正流程图。 具体实施方式 [0012] 尺寸测量传感器的测量原理如图1所示，光线从图的左边向右边照射，中间的圆形 3 3 CN 112902841 A 说明书 2/3页 代表待测物体，光线照射到右边的CCD平板器件上。如图2所示，理想情况下，光线正入射到 CCD表面，测得的尺寸就是目标物的实际尺寸。如果接收感光CCD元件在测量方向上发生倾 斜，目标物的影子就被拉长，导致测量的宽度偏大。具体的计算可参考下式： [0013] L＝L/cosa (1) [0014] 其中a为感光元件偏角，L为实际值，L为测量值。这种情况会导致测量数据的偏 差，偏差量为： [0015] [0016] 目前没有很好的解决方案，一般是通过提高安装时的对准精度，或者安装好后 使用典型值进行比对，求得偏差量，然后对测量的数据来进行补偿。但是由式(2)可见，随着宽 度的增加，偏差也在增加。所以这种解决方案效果不理想。当前的主流尺寸测量传感器技术 包括三种，分别是亮度检测的新方法、激光扫描方法、激光CCD尺寸测量方法。相比之下，利用线 阵CCD作为接收面的检测的新方法更稳定可靠，检测精度更高。 [0017] 根据一个或者多个实施例，本发明提供了一种带纠偏功能的尺寸测量传感器，在 窄带滤光片两端安装光敏器件。理想情况下，光线垂直入射到用于测量的感光器件表面，反 射光与入射光方向相反，不会反射到光敏器件上；当光束与用于测量的感光器件表面不垂 直时，光束将反射到光敏器件上，通过标定的光强数值，可以求得用于测量的感光器件偏 角，提示操作的人进行偏角校正。如果校正后仍有偏差，输出数据将以 [0018] L”＝L·cos(a) (3) 的作为测量结果，以纠正用于测量感光器件的偏角带来的影响。 [0019] 该实施例的技术要点包括：在窄带滤光片两端安装光敏器件，检测由用于测量的 感光器件表面反射的光强数据，偏角越大，照射到光敏器件上的光强越大；在测量之前，建 立光强与偏角的函数关系，在已知光强的情况下可求得偏角大小。 [0020] 根据一个或者多个实施例，如图3所示的尺寸测量传感器，发射单元1包括光源 101、消色差准直透镜102以及窗口片103，接收端2包括用作感光器件的线和304。 [0021] 在接收单元2的窄带滤光片202两端安装的光敏器件203和204，光敏器件边缘与窄 带滤光片202边缘相接。理想情况下，光线表面，反射光与入射光方 向相反，不会照射到光敏器件203或者204上。 [0022] 如图4所示，当入射光方向与CCD表面不垂直时，光束将反射到光敏器件203或者 204上，对应的指示灯303或304亮起，提示操作者修正偏角。如果偏角修正到0°，则指示灯熄 灭。 [0023] 光敏器件203或204受光量与偏角a的关系是：φ∝sina [0024] 据此可以建立光敏器件203或204信号强度与偏角a的准确关系式。此处的信号强 度是指光敏器件203和204的差分信号，目的是减小环境光影响。如果最终都没有将偏角校 正到0°，传感器则通过事先标定的光强数值，求得CCD相对于理想情况的偏角a，进一步的根 据公式(3)修正测量值。 [0025] 本实施例中的光敏器件可以是光敏二极管，也可以用其他光敏器件替代。CCD的表 面玻璃反光，如果在接收内部采用其他器件反光，如镀有半反半透膜玻璃平板等部件。用于 4 4 CN 112902841 A 说明书 3/3页 采样的CCD也可以是其他器件，如线] 根据一个或者多个实施例，一种带纠偏功能的尺寸测量传感器，在接收单元端2的 窄带滤光片202两端安装光敏器件203和204，用于测量感光器件201选用线阵CCD。理想情况 下，光线表面，反射光与入射光方向相反，不会照射到光敏器件203 或者204上。当入射光方向与CCD表面不垂直时，光束将反射到光敏器件203或者204上，对应 的指示灯303或304亮起，提示操作者修正偏角。如果偏角修正到0°，则指示灯熄灭。如果最 终都没有将偏角校正到0°，传感器内的内置软件则通过事先标定的光强数值，求得CCD相对 于理想情况的偏角a，进一步的根据公式(3)修正测量值。方法如图5所示。本实施例也适用 于别的类型的尺寸测量传感器的纠偏，如二维尺寸测量传感器。 [0027] 本发明技术方案带来的有益效果包括： [0028] 为尺寸测量传感器提供纠偏提示，作为现场安装校准的参考； [0029] 为尺寸测量传感器提供纠偏功能，减小人为引入的误差影响，提升检测精度。 [0030] 值得说明的是，虽然前述内容已经参考若干具体实施方式描述了本发明创造的精 神和原理，但是应该理解，本发明并不限于所公开的具体实施方式，对各方面的划分也不意 味着这样一些方面中的特征不能组合，这种划分仅是为了表述的方便。本发明旨在涵盖所附权 利要求的精神和范围内所包括的各种修改和等同布置。 5 5 CN 112902841 A 说明书附图 1/3页 图1 图2 图3 6 6 CN 112902841 A 说明书附图 2/3页 图4 7 7 CN 112902841 A 说明书附图 3/3页 图5 8 8
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