專(zhuān)利名稱(chēng)：一種探測(cè)多維應(yīng)力作用下微小形變的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電子技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種光電檢測(cè)實(shí)驗(yàn)裝置。
背景技術(shù)：
電子技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)在，人們可以利用傳感器測(cè)量各種非電信號(hào)，如用電橋測(cè)量應(yīng)變片電阻的微小變化以測(cè)量微小形變，也有提出用光干涉法測(cè)量微小形變，但是整體來(lái)說(shuō)還沒(méi)有成熟的技術(shù)準(zhǔn)確地測(cè)量各種微小的應(yīng)力形變，尤其是檢測(cè)多維微小應(yīng)變的大小和方向。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)以上問(wèn)題，本發(fā)明的目的就是提供一種探測(cè)多維應(yīng)力作用下微小形變的裝置，用光反射測(cè)量多維應(yīng)力形變的大小和方向。 本發(fā)明的技術(shù)方案如下
一種探測(cè)多維應(yīng)力作用下微小形變的裝置，所述裝置包括激光發(fā)生器、軟質(zhì)反光薄板、表面可反光的半球體、硬質(zhì)反光薄板和光敏傳感器；所述軟質(zhì)反光薄板平行固定在硬質(zhì)反光薄板之上，在兩者之間形成光線入射狹縫，所述表面可反光的半球體分布于軟質(zhì)反光薄板下表面；所述激光發(fā)生器設(shè)置于狹縫一側(cè)之外，入射光線朝向狹縫，并斜上方對(duì)向軟質(zhì)反光薄板和表面可反光的半球體；所述光敏傳感器設(shè)置狹縫另一側(cè)，與激光發(fā)生器相對(duì)。所述軟質(zhì)反光薄板米用內(nèi)表面鍍有反光膜的軟質(zhì)材料，是在微小應(yīng)力O. 001-0. I牛作用下能發(fā)生形變的材料。所述表面可反光的半球體的材質(zhì)與軟質(zhì)反光薄板的材料相同，上面鍍有反光膜，球面極易反光，其切面圓可以和軟質(zhì)反光薄板粘連在一起，或者它們可以是一體成型的。所述激光發(fā)生器可以按照需要發(fā)射各種強(qiáng)度和脈沖的單色激光，激光頭對(duì)準(zhǔn)軟質(zhì)反光薄板平行和反光半球體，光線可以很方便的進(jìn)入。激光頭的角度可按需要可以調(diào)節(jié)，光線入射角度為10-60°。軟質(zhì)反光薄板是通過(guò)支架平行固定在硬質(zhì)反光薄板之上，所述支架是硬質(zhì)材料，也可以是軟質(zhì)材料，它是全透光材料的。所述光敏傳感器可以是四象限光敏傳感器，也可以是其它光敏傳感器，能夠把從軟質(zhì)材料的狹縫中出射的光學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)為電信號(hào)。本裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以準(zhǔn)確地測(cè)量各種微小的應(yīng)力形變，尤其是檢測(cè)多維微小應(yīng)變的大小和方向。


圖I是本裝置的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式 以下結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明本裝置
整個(gè)裝置如圖I所示，其包括激光發(fā)生器6、軟質(zhì)反光薄板I、表面可反光的半球體2、硬質(zhì)反光薄板4和光敏傳感器5。軟質(zhì)反光薄板I通過(guò)支架3平行固定在硬質(zhì)反光薄板4之上，在兩者之間形成光線入射的狹縫7，軟質(zhì)反光薄板I下表面分布有許多表面可反光的半球體2。軟質(zhì)反光薄板采用的是內(nèi)表面鍍有反光膜的軟質(zhì)材料硅膠，該材料在微小應(yīng)力(O. 001-0. I牛)作用下能發(fā)生形變。表面可反光的半球體的材質(zhì)與軟質(zhì)反光薄板的材料相同。激光發(fā)生器6設(shè)置于狹縫7外一側(cè)，入射光線朝向狹縫，并斜向上方對(duì)向軟質(zhì)反光薄板和表面可反光的半球體，角度為10-60°。光敏傳感器5固定于狹縫另一側(cè)，并且與激光發(fā)生器相對(duì)。在實(shí)際應(yīng)用中，激光發(fā)生器6可以單獨(dú)固定，放置于狹縫外側(cè)。激光發(fā)生器6發(fā)射出的激光從狹縫的進(jìn)光口進(jìn)入由軟質(zhì)反光板I和表面可反光的半球體2與硬質(zhì)反光薄板4形成的狹縫7中，當(dāng)與軟質(zhì)反光薄板I接觸的探測(cè)物發(fā)生微小形變時(shí)，發(fā)生的微小形變時(shí)會(huì)引起I和4之間的發(fā)生局部的變化，光線照射在軟質(zhì)反光薄板I和表面可反光的半球體2的不同部位，產(chǎn)生不同方向的反射，發(fā)射光經(jīng)過(guò)硬質(zhì)反光薄板4發(fā)射，最后導(dǎo)致原來(lái)的光路發(fā)生變化，這種變化被光敏傳感器5感知并且給出數(shù)據(jù)，由于軟質(zhì)反光薄板I和表面可反光的半球體2的形變可以受外界形變的影響，它的改變是多維的，故可以利用光路在光敏傳感器5上反應(yīng)形變位置和亮度即方向和大小，也就能判斷出各方向上應(yīng)變的大小和方向。使用時(shí)可以根據(jù)需要將該裝置固定在一個(gè)平面上，探測(cè)該平面上在受到垂直應(yīng)變 時(shí)出現(xiàn)的形變大小?？梢苑植荚诖郎y(cè)物體的表面，探測(cè)各個(gè)方向上因?yàn)閼?yīng)力產(chǎn)生的形變的大小和方向。本發(fā)明可以用在測(cè)量物體微小形變?nèi)绨宀幕蛘邷y(cè)量其它需要的場(chǎng)合。所述光敏傳感器可以是搏盛四象限so66a或者其它型號(hào)，軟質(zhì)反光薄膜和球狀反光體的材料可以是硅膠的，在上面鍍反光膜。
權(quán)利要求
1.一種探測(cè)微小的多維應(yīng)變的裝置，其特征在于，所述裝置包括激光發(fā)生器、軟質(zhì)反光薄板、表面可反光的半球體、硬質(zhì)反光薄板和光敏傳感器；所述軟質(zhì)反光薄板平行固定在硬質(zhì)反光薄板之上，在兩者之間形成狹縫，所述表面可反光的半球體分布于軟質(zhì)反光薄板下表面；所述激光發(fā)生器設(shè)置于狹縫一側(cè)之外，入射光線朝向狹縫，并斜上方對(duì)向軟質(zhì)反光薄板和表面可反光的半球體；所述光敏傳感器設(shè)置狹縫另一側(cè)，與激光發(fā)生器相對(duì)；所述軟質(zhì)反光薄板采用內(nèi)表面鍍有反光膜的軟質(zhì)材料，其是在微小應(yīng)力0.001-0. I牛作用下能發(fā)生形變的材料； 所述表面可反光的半球體的材質(zhì)與軟質(zhì)反光薄板的材料相同。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的探測(cè)微小的多維應(yīng)變的裝置，其特征在于，所述激光發(fā)生器的光線入射角度為10-60°。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的探測(cè)微小的多維應(yīng)變的裝置，其特征在于，所述光敏傳感器是四象限光敏傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求4所述的探測(cè)微小的多維應(yīng)變的裝置，其特征在于，軟質(zhì)反光薄板是通過(guò)支架平行固定在硬質(zhì)反光薄板之上。
全文摘要
本發(fā)明提出一種探測(cè)多維應(yīng)力作用下微小形變的裝置，所述裝置包括激光發(fā)生器、軟質(zhì)反光薄板、表面可反光的半球體、硬質(zhì)反光薄板和光敏傳感器；所述軟質(zhì)反光薄板平行固定在硬質(zhì)反光薄板之上，在兩者之間形成光線入射狹縫，所述表面可反光的半球體分布于軟質(zhì)反光薄板下表面；所述激光發(fā)生器設(shè)置于狹縫一側(cè)之外，入射光線朝向狹縫，并斜上方對(duì)向軟質(zhì)反光薄板和表面可反光的半球體；所述光敏傳感器設(shè)置狹縫另一側(cè)，與激光發(fā)生器相對(duì)。本裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以準(zhǔn)確地測(cè)量各種微小的應(yīng)力形變，尤其是檢測(cè)多維微小應(yīng)變的大小和方向。
文檔編號(hào)G01B11/16GK102944185SQ201210456250
公開(kāi)日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2012年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月14日
發(fā)明者段書(shū)凱 申請(qǐng)人:西南大學(xué)